CN2514584Y - 用电数据远程采集集中器 - Google Patents

Abstract

用电数据远程采集集中器是将计量电度表通过RS485通讯接口连接主机,由调制解调器控制主机与公用电话网连接,将计量数据通过电话网传递到远程抄表总站,交流电源通过保护电路、稳压电路输出直流电源为主机、调制解调器提供工作电源,通过控制电路控制调制解调器工作。它代替人工抄表,并能够完成电力运行的数据采集、统计分析、故障查询、自动计量及峰、谷、平分时计费等功能的供电系统数据远程采集的专用配套装置。

Description

用电数据远程采集集中器

本实用新型涉及供电系统自动化配套装置，主要用于配变电变压器进行自动监测和数据传输的用电数据远程采集集中器。

目前，供电部门与用户之间的用电费用的结算，一般采用人工抄表法或IC智能卡等，前者需专人定期(一般为一个月)到用户抄取计量表数，并计费、缴款等，由于用电客户量大点广、地点分散，电力部门需配备大量的工作人员才能完成，同时人工抄表误差大、周期长等；后者则需提前购卡，换卡或空卡时易断电，尤其对工矿企业等用电大户极不适用，其造价高、稳定性差，无法完成供电系统的统计分析、故障查询等，满足不了目前电力自动化发展的实际需要。

本实用新型的设计目标是：设计一种代替人工抄表的，并能够完成电力运行的数据采集、统计分析、故障查询、自动计量及峰、谷、平分时计费等功能的用电数据远程采集集中器。

本实用新型用电数据远程采集集中器是由主机、调制解调器、控制电路、保护电路、工作电源等组成。可在壳体内装有主机、调制解调器、保护电路、控制电路、工作电路等，它是将供电系统的计量电度表通过RS485通讯接口连接主机，将计量表中的数据采集到主机进行存储，通过调制解调器控制主机与公用电话网连接，将主机存储的采集数据通过现成的公用电话网迅速传递到远程抄表总站，交流电源通过保护电路、整流稳压电路输出直流电源为主机、调制解调器提供工作电源，通过控制电路控制调制解调器的供电或断电，可使主机与公用电话网接通或断开。控制电路、保护电路、工作电源为系统或装置提供了安全、可靠、稳定的工作电源和工作电路。它充分利用现成的公用电话网通过控制电路使调制解调器控制主机与共用电话网连接，将主机中存储或接受的数据迅速传递到远程抄表总站，从而实现供电数据远程采集、实时分析、故障查询、自动计量等功能。其中主机可选用各类计算机、微处理机等，最好选用嵌入式386主板，如标准的嵌入式工业PC104主板等等，该机可运行DOS6。0及专用数据采集软件，软件中可选择集成了多种电度表通讯协议；调制解调器可选工业级嵌入式、内置式HMD2400E，稳压电源可选通用的开关电源等等。这样电力部门的远程抄表主站可定期(一般可设定为一月一次或多次)采集数据，它是通过电话线接通主机即嵌入式386微机(可采用标准的PC104工业级嵌入式主板)，接通过程：当远程抄表总站拨号使电话网络接通与主机连接时，它由电源控制模块检测电话载波信号后，与嵌入式386微机进行通讯，嵌入式386微机发出命令打开调制解调器电源。当嵌入式386微机收到抄表总站的抄表指令后，通过计量电度表的RS485通信线将计量电度表内的表止码数据抄取回来，同时根据总站抄表指令的不同要求将电表实时表止码、电能量、运行故障信息等数据资料通过调制解调器控制传输到远程抄表总站。当数据发送完毕后该采集集中器与抄表总站断开，同时控制调制解调器断电，采集集中器恢复原状态，确保每次使用时调制解调器都能工作正常。通常每天可采集计量表电量数据达96次，并形成数据文件存储在主机的内存中，以供远程抄表总站查询。在该采集集中器的运行过程中，它是将自动记录下计量表数据的变化状态(如：电度表停转、电度表通讯错误、线路缺相等)以及运行状态(如：抄表终端停电、停电开始时间及结束时间等信息)，以供系统或装置进行故障分析、数据处理等方面使用；供电服务中心与其用户之间进行用电数据采集或计费，为供电部门实现峰、谷、平分时数据采集、运行状态分析、故障查询以及自动计费等，以便为电力部门计算电网损耗、排查故障提供原始用电数据。

附图说明：图1用电数据远程采集集中器结构示意图

          图2用电数据远程采集集中器电原理框图

          图3用电数据远程采集集中器电路图

图中：J-继电器线圈  F-电熔器  Z-稳压二极管  D-二极管

N-三极管  R-电阻  C-电容  U-集成电路  LED-发光二极管

结合附图进一步说明本实用新型的具体结构如图1-3示，在壳体内装有主机、调制解调器、控制电路、保护电路、工作电源等线路板，在壳体上装有电源接头、控制开关、指示灯、输出端等，图中，PART1即单元1是防雷击电路，PART2即单元2是稳压电源，PART3即单元3是主机，PART4即单元4是调制解调器，PART5即单元5是调制解调器电源控制板即控制电路或MODEM电源控制电路。该集中器可使用220V交流电，首先从PART1的J1口输入，经过F1、F2自复保险丝进入滤波器U1的输入口J4，其中Z1、Z2为并接在J4和大地之间的稳压管，滤波后的交流电从J5输出经过电感U2进入PART2稳压电源，整流稳压后由J7输出标准的12V、5V直流电，给PART3主板供电，同时5V电源给PART5调制解调器电源控制板供电。PART1的J3是连接电表的RS485信号线输入端，经过F5、F6自复保险丝，Z4、Z5 TVS管接在PART3主板的RS485输入端U3上。PART1的J2是电话线输入口，经过F3、F4熔断器和稳压二级管Z3进入调制解调器PART4的电话输入口J13，其F1-F6最好选用自复保险丝、Z1-Z5最好选用双向TVS管。J12是调制解调器的数据传输口TXD和RXD，相应接在主板的数据传输口J9的RXD和TXD上。调制解调器PART4和调制解调器电源控制板PART5通过J11相连。当总站通过电话线向该采集器拨号时，J11的16脚、14脚发出TELT、TELR信号，PART5的U8检测到信号后通过其第5脚发出来电信号，信号驱动LED指示灯发亮，同时导通光耦U9，给主板PART3的U6发送来电中断信号。此时CPU处理中断信号并通过并行口U5的第1脚给PART5发送CTL信号，该信号控制U7继电器打开，通过J11的第1脚、第6脚给调制解调器供电，此时调制解调器PART4上电工作，和主板PART3进行数据传输，当完成工作任务后，CPU停止发送CTL信号，U7继电器关闭，停止向调制解调器供电。

本实用新型的集中器是集电子、通讯、计算机等技术为一体，它使传统的人工抄计用电数据产生了质的飞跃。具体表现在：它为电力部门提供了方便快捷的电量抄收方法，使自动计费代替人工计费；充分利用电话网的优势，投入少量资金就能解决人工抄表的繁重工作；提高了工作效率，使电量数据抄收工作做到及时、准确、可靠；为电力部门节约了大量人力资源，减少了人工劳动的费用和时间；实现了用户用电峰、谷、平分时计费功能，可根据用电高峰及低谷情况采用不同的计费标准，来引导用户避开高峰时间用电，减轻高峰时间电网的供电压力；日采集计量电度表用电数据可达96次以上，并生成负荷曲线数据进行存储，可随时连接远程采集集中器，抄取实时数据及负荷信息，分析用户的用电情况和负荷高峰、低谷情况；能及时的发现计量电度表的故障信息，反馈主站，可及时发现故障信息，便于供电情况分析，提高了供电可靠性；选用工业级的板卡，内置了抗雷击、防止数据浪涌的器件，保证了在多干扰、恶劣的环境下长期稳定性；采用独特的调制解调器电源控制模块，使调制解调器在通讯时才上电，通讯结束后处于掉电状态，这样可延长调制解调器的工作寿命并保证其长期正常工作；可对多种电度表(具有485通讯功能接口，如：湖南威胜表、潍坊大众表、澳大利亚红相表等)的用电数据进行采集；选用嵌入式386微机运行DOS6.0及专用数据采集软件，软件中可集成了多种电度表通讯协议；采用硬件看门狗电路保证本实用新型不死机，确保数据采集软件正常运行，一旦采集集中器出现问题，看门狗电路自动复位。其最佳实现方式为附图2所示。

本实用新型主要安装在中小电力客户端。客户使用具有RS485通讯接口的智能电表或安装采集模块的机械电表。将这些电表的RS485通讯接口连接在该集中器的RS485输入端，将用于采集数据的电话线接在该集中器的电话线输入端上，通过上述连接关系或工作原理即可实现其发明目的。

Claims (4)

1、一种用电数据远程采集集中器是由主机、调制解调器、控制电路、保护电路、工作电源组成，其特征在于：该集中器是将计量电度表通过RS485通讯接口连接主机，将计量表中的数据采集到主机进行存储，通过调制解调器将主机与公用电话网控制连接，将主机中的采集数据通过公用电话网迅速传递到远程抄表总站，交流电源通过保护电路、整流稳压电路输出直流电源为主机、调制解调器提供工作电源，通过控制电路控制调制解调器的供电或断电，可使主机与公用电话网接通或断开。

2、如权利要求1所述的用电数据远程采集集中器，其特征在于：主机是选用计算机、微处理机。

3、如权利要求1所述的用电数据远程采集集中器，其特征在于：调制解调器是选用工业级内置式HMD2400E。

4、如权利要求2所述的用电数据远程采集集中器，其特征在于：主机是选用嵌入式386主板，或标准的嵌入式工业PC104主板。

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