智能电表远程计量在企业中的设计与实现

邹 珺，吴 婷，王 勉

(江西现代职业技术学院，江西南昌330095)

计量是企业的生产和经营活动的一项重要工作，是推行现代企业制度、实现集约化生产的重要技术基础;也是企业降低成本、增加效益的基本保障。电能计量是企业计量中的重要一项，一般企业的用电成本占生产成本的15%左右，有的企业甚至更高。所以，降低用电成本是企业节能增效的有效手段。

本文提出企业智能电表远程集中计量的设计技术方案，以达到企业对用电状况进行全程监测的目的，从而降低用电成本，提高利润。

1 系统的总体结构

对于智能电表，现在通用的远程计量、控制方式有两种:一是通过GPRS无线通信，GPRS方式具有接入范围广、传输速率高、使用成本低、可以方便利用移动通信网络远程接入的优点，故被广泛应用。但在一些企业中，干扰、屏蔽等问题阻止了其应用。二是通过RS－485总线接口方式进行远程计量，RS－485总线以其稳定可靠的工作性能和通用性而得到越来越广泛的应用，具有RS－485接口的电能表也正在大量替代传统的机械式转轮电表。本文主要通过后一方式来是实现对智能电表的远程计量。

系统主要有采集终端、RS－485转换器、局域网(LAN)、服务器和监控终端组成(图1)。

图1 系统总体结构设计图

考虑到485总线方式的传输距离问题，转换器一般放置在离电表不超过100M的距离内。转换器到LAN间可视现场情况采用超六类线或者光纤接入。

2 智能电表远程计量的设计与实现

2.1 DL/T 645电能表通信规约

在系统设计时，必须遵守多功能电能表通信协议规范，规范有DL/T 645－1997版和DL/T 645－2007版。目前，智能电表中DL/T 645－2007版正在代替DL/T 645－1997版。该规约的数据的字节格式为:由8位二进制码组成一个字节，包含一个起始位(0)、一个偶校验位、一个停止位(1)。字节传输序列和帧格式如图2和图3所示。

图2 字节传输序列

图3 帧格式

2.2 系统数据库设计

设计系统数据库应该考虑到企业实际需求、企业的计量方式、操作流程以及数据量等多方面因素，同时应该顾及系统的通用性和可扩展性。本系统采用的是SQL2008数据库。

由于电表数据是动态的，根据系统的需要，数据库中主要包含以下几种类型的数据表:(l)用户基本信息表;(2)电能表配置数据表;(3)电能表抄录数据表;(4)企业能耗情况数据表。

每块电能表的编码地址不允许重复，是唯一的，同时是多个数据表的主关键字，也是操作电能表发送命令的唯一标识。为了方便操作系统，电能表的编码地址统一设置为“68 XX XX XX XX XX XX”格式。数据库的操作流程如图4所示。

图4 数据库操作流程图

2.3 系统软件设计

系统的开发平台使用的是Visual Studio 2010，采用的是B/S结构。系统包含通信、电表基础信息设定、生产专用、统计报表、系统设定、帮助信息六个模块。系统截图如图5所示。

图5 系统软件设计截图

通信:主要应用于新加电能表时，测试电能表与系统的通信。包含有通信参数、串口测试、通信监视、测试工具等子模块。

智能电表设定:主要设定电能表的通信参数、安装地点、维护单位、使用单位、显示参数、数据变量等重要信息。

生产专用:主要是电能表的数据信息，包含数据读取、查询、报警日志、用电分析、波形图等电能表的信息。

统计报表:用于分析不同分厂、不同时段的用电量和日、月、年度的用电分析对比。

系统设定:包含使用系统的用户信息、系统的权限、密码管理。

帮助信息:系统的详细使用说明。

因为电能表多数的数据是一问一答，所以在与智能电表通信时采用UDP协议，利用线程随时监听，在接受到命令请求时建立连接进行通信，从而获取数据。通信示意图如图6所示。

图6 通信示意图

接受数据的主要方法如下:

3 结语

智能电表远程计量是以LAN(局域网)作为数据传输的骨架，前端采用RS485与RJ45相结合的数据采集方式，来完成企业电能表数据的获取。获取的数据传输到数据中心的服务器，企业内部的ERP可以通过服务器相互联网，实现数据共享和信息化管理。