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1、 光电直读水表 产品概述
远程抄表系统早已成为智能建筑必不可少的管理系统之一,目前大部分远传水表的计量依赖于采样脉冲的累积,如果在漫长的累积过程中受到外界的电磁场干扰,就可能导致错计或漏计。根据法制计量的要求,必须保证量值传递的唯一性,表具作为贸易交接的计量器具,其交接计量依据必须是计量器具的最终示值——字轮读数。而脉冲表需不间断工作,不仅系统可靠性和寿命较低,如果一旦系统掉电或者出现故障,就会出现远程抄读数据与水表实际字轮读数产生误差,必须靠人工查表方能恢复系统。
因此,脉冲式抄表系统在小区智能化建设中的缺陷,呼唤新型的远传表具及其远程抄表系统,为了顺应时代的要求,我公司经过一年多的努力,终于研发出了新型光电直读水表和远程抄表系统,彻底实现远程抄表系统计量数据100%准确。
2、光电直读表的特点
光电直读式计量表具及其数据远传系统,是以采用直接读取表具当前数据为特征的抄表系统。直读式表具是在普通水表、电表、燃气表的字轮旁安装光电传感器,通过编码方法静态识别表具字轮的当前显示值,并将该显示值进行数字化处理后由串行通讯接口输出。与传统脉冲信号累积数据的最大不同就是“只看现状,不问过程”,完全避免了长期计量转化过程中可能造成的差错。而且表具及其远传系统平时不需要连续带电工作,只是在需要查表的瞬间由系统自动加电使其工作,因此大大的提高了表具及其系统的可靠性和使用寿命。
直读式表具与脉冲式表具相比,具有明显优势。见下表。
两类表具性能比较
项目 | 直读表 | 脉冲表 |
远传数据准确性 | 数据准确, 与表具示值完全一致 | 受多因素影响 累计会产生误差 |
系统寿命 | 10年以上 | 5年以上 |
电源 | 无源 | 有源(必须长期通电) |
工作方式 | 抄表时上电,抄完断电 | 需要24小时连续工作 |
平均运行功耗 | 几乎为零 | 微小功耗 |
停电对数据的影响 | 无 | 取决于UPS电源容量 |
抗干扰性能 | 瞬间工作方式, 不易受干扰 | 连续工作方式, 较易受干扰 |
线路损坏对数据影响 | 数据不丢失 | 数据丢失 |
3、 系统网络
直读式远程抄表系统,主要的有总线型局域网、GPRS公用城域网等,而以手抄机作为补充和备份,连网方式灵活多样。
总线型局域网型远传抄表系统采用楼内和园区两级网络结构(如下图所示)。通信集中器与每台表具通过RS-485/M-BUS总线构成楼内网络。具有技术成熟、结构清晰、施工方便、易于扩充的特点。园区网络连接每个通信集中器与管理中心,实现远程数据采集功能。具有传输距离远、抗干扰性强、传输效率高、误码率低的优点,并具有故障自诊断自处理的能力,特别适合于大型住宅区的应用。
4、系统原理
4.1 组成部分:
Ø 光电直读水表:分为LXSYY型(液封远传水表)和LXSGY型(干式远传水表)。LXSYY型水表为计数器字轮,指针组合式,其字轮和光电传感器安装在字轮盒内并用罐注特殊液体进行保护,可避免管道中的自来水对字轮及光电传感器的污染,保证了字轮永久清晰。LXSGY型水表为干式远传水表,其计数器真空密封,要保证计数器和光电传感器处于干燥的环境内,保证字轮读数永久清晰。
Ø 数据通信集中器:也称光电隔离抄表中继器,直读水表与管理中心PC机之间的通信媒介,对直读水表按设定时间自动抄报并存储。对上位管理机而言,它是一个通讯总线上的节点机,每一个节点机有唯一地址码;对直读水表而言,它是多台直读水表的计量数据通讯集中器,每一台下挂多至32台的直读水表,定时抄读直读水表的计量值;
Ø 便携式抄表器:与直读水表配合使用,完成自动抄读、记录数据,手动抄读数据,并可对直读水表进行机号设定、计量数据抄读、查录等功能,通过RS-232口将数据回传管理中心PC机。选用便携式抄表器可不用通信集中器,适用于规模小,布线困难的小区;
Ø 直流电源:光电直读水表平常工作不需要供电,只有抄表时需要短时间供电,且每台直读水表最大输入电流约5mA,所以只要普通12V/100 mA直流电源即可供应最多32台直读水表工作,该电源供电与否由通信集中器控制;
Ø 通信转换器:RS485总线转换为RS232线;
Ø 系统管理机和软件:586以上微机,用于对网络水表的初值设定、抄表计量、收费管理、数据维护等。
4.2 系统工作原理
a) 光电直读表具
直读式表具是在普通水表、电表、燃气表的字轮旁安装光电传感器,通过编码方式静态识别表具字轮的当前显示值,并将该显示值进行数字化处理后由串行通讯接口输出。集中抄表系统工作时,系统自动加电,通过控制信号呼叫各个采集点和住户表具,将表具模块读出示值的数字信号,按照一定的顺序通过总线传至作为上位机的通信集中器。
整个网络各级设备都有唯一地址(ID),参数可通过手持机设置。新表初装以及旧表更换而进行现场参数设置时,可使用手持机进行抄表和参数设置,然后把数据转移到管理计算机上。因此,直读式抄表系统的调试、配置、恢复极为方便、灵活。
b) 数据通信集中器:
本系统中的数据通信集中器既有计量数据采集功能,并作为光电隔离通信中继器,是一个存储数据的中介,它有以下几个作用:
¨ 表具计量数据采集功能:
通过RS485/M-BUS总线和光电直读表具相连,采集接受直读表具数据的数字信号,该数字信号与表具上的字轮显示值是一致的,每台集中器可以连接32台直读表。
¨ 延长通讯距离
电信号经过线路的衰减后信号会变形,变形到一定程度设备就不能正常识别,光电隔离中继器对信号有整形放大的作用,这样就可以延长通讯距离。
¨ 拓展负载容量
工业总线的接口的节点容量是有限制的(32节点),当超过这个容量时总线将不能正常工作。使用通信集中器可以拓展负载的容量,每一个通信集中器都可以接32个表。
¨ 隔离
长线传输会有很多干扰因素,尤其是雷击,甚至有可能发生通讯线路与强电线路的搭接。如果没有隔离设备将系统分段,干扰信号就会影响甚至损坏整个系统中的所有设备,这是非常不安全的。
通信集中器就起到这样的作用,一般情况下每一栋楼要求安装一台或多台用来将楼外的线路与楼内的线路进行隔离。
直读水表平常不需要供电,数据通信集中器需要读取直读水表的计量值,瞬间接通供电线路,然后开始与直读水表通信,读取的计量数据贮存在数据通信集中器内的不挥发存贮器中,数据采集结束数据通信集中器自动切断直读水表的供电;当管理计算机需要远程抄表时,联通作为总线节点机的通讯集中器,将每户水、气、电使用量抄收上来并自动形成报表,以此来完成自动抄表的功能。
c) 通讯转换器
本系统中配备了通讯转换器,可将工业总线转换为管理中心计算机的RS232总线。这样整个系统的上层数据的传输就可以适应不同的设备要求,分别实现电脑直接抄表、掌上电脑抄表、宽带网络抄表、移动远程抄表等等不同的功能。
d) 系统软件
系统软件是整个系统的“大脑”,抄表命令的发出、数据的接收、数据处理、显示、费用结算、历史数据查询等等功能均由系统软件实现。
系统数据库的建立、各种参数的设置、故障的分析等等也均由系统软件完成。