Para los departamentos de suministro de energía y los usuarios, cobrar por la lectura manual de contadores siempre ha sido un gran problema, pero ¿cuál es la dificultad de cobrar por la lectura manual de contadores? En primer lugar, es difícil entrar a la casa. Hoy en día, la mayoría de los usuarios no quieren que los molesten. La lectura de los medidores solo se puede realizar por la mañana y por la noche cuando los residentes están descansando, lo que hace que la tasa de éxito de la carga sea muy baja. A veces, un hogar necesita visitar repetidamente para cobrar las facturas de electricidad; Los gastos laborales y salariales son elevados. Por ejemplo, hay 1.000 usuarios de electricidad y lectores de entre 45 y 70 contadores, y el coste anual es de casi 654.38 millones de yuanes. Con la expansión de las ciudades, el número y los salarios de los lectores de medidores han aumentado simultáneamente. 3. La lectura de medidores requiere mucha mano de obra: debido a la popularidad de los edificios de gran altura, la lectura de medidores se ha convertido en un trabajo que requiere mucha mano de obra.
La historia del desarrollo de los sistemas de lectura automática de medidores
Basado en las desventajas mencionadas anteriormente de la lectura manual de medidores, que solo pueden resolverse con sistemas modernos de lectura automática de medidores, la aplicación de sistemas automáticos La tecnología de lectura de medidores ha pasado por un largo proceso. El proceso de desarrollo desde lo primitivo hasta lo moderno se divide principalmente en las siguientes etapas:
Desde principios hasta mediados de la década de 1990, los métodos de transmisión de datos de los sistemas automáticos de lectura de medidores en Esta etapa son principalmente autobuses 485 y autobuses de fabricación propia. Estos métodos tienen varias deficiencias: demasiadas ramas de 485 autobuses, mantenimiento y uso inconvenientes y baja confiabilidad de la comunicación. Los portadores de líneas eléctricas y las lecturas de medidores son muy discontinuos y hay muy pocos sistemas que puedan transmitir datos de manera consistente. Los métodos de muestreo durante este período utilizaron principalmente muestreo por pulsos y muestreo mecánico. La estructura del sistema es principalmente: medidor de pulsos + colector centralizado. En cuanto al acuerdo, es muy sencillo, básicamente unos pocos pedidos. Debido a problemas de procesamiento de energía, la mayoría de los colectores son externos y centralizados para reducir costos. Las direcciones son en su mayoría de un solo byte. Los métodos de lectura automática de medidores anteriores no son ideales y algunos tienen grandes errores.
De 1997 a 2001, el método de muestreo se cambió principalmente a inducción magnética y el método de transmisión fue principalmente 485. El problema de la bifurcación en modo 485 se resuelve mediante el concentrador y el HUB, que pueden funcionar muy bien. En cuanto a la estructura del sistema, la mayoría de los fabricantes añaden concentradores para solucionar el problema del aumento de usuarios. La compatibilidad electromagnética se convirtió en una dificultad en el diseño del sistema durante este período porque los pulsos de potencia instantáneos no estaban sincronizados con los pulsos de potencia promedio. El método de reconocimiento de posición también se utilizó ampliamente durante este período, porque el método de reconocimiento de posición mecánico tiene buena compatibilidad electromagnética, no requiere almacenamiento electrónico de datos y no tiene las desventajas de la mutación de datos causada por interferencias. No hay ningún problema con el suministro de energía del UPS. Las principales formas de identificar la ubicación incluyen resistencia, reflexión infrarroja, reconocimiento de códigos de barras, etc. Este método requiere alta precisión en el procesamiento y ensamblaje, y la tasa de rendimiento es baja durante el proceso de producción. Cuando se requiere lectura, los datos leídos serán confusos o incorrectos.
Desde 2002 hasta ahora, el modelo predominante es el reloj electrónico. Existen varias dificultades principales para mejorar el sistema centralizado de lectura de medidores: ① No existe un estándar unificado en el diseño y está básicamente fragmentado, lo que dificulta la promoción del producto (2) Depender únicamente de la identificación manual para distinguir líneas durante la depuración; puede causar fácilmente un caos en la construcción; ③Los desarrolladores y fabricantes de sistemas están fuera de contacto. Debido a la separación de proveedores de relojes y proveedores de sistemas, no existe un estándar unificado a seguir en esta etapa. La calidad del sistema y la calidad del reloj varían y, a menudo, surgen conflictos entre sí, lo que afecta el uso final. el usuario; (4) Debido a los diversos aspectos del sistema, hay muchos problemas del sistema en un lugar que pueden provocar problemas a gran escala debido a las características de la recolección centralizada, por lo que hay muchos problemas. Por ejemplo, un corte de energía del UPS puede provocar que varios recolectores no puedan contar y que decenas o cientos de hogares necesiten leer los medidores nuevamente.
En este caso nacieron las tablas de lectura directa. Este medidor se diferencia de sus predecesores en que lee datos en lugar de pulsos, lo que equivale a un medidor de flujo y un integrador en uno. Por eso, algunas personas lo llaman "reloj digital". Existen dos tipos de contadores de lectura directa: contadores de transmisión remota de datos de conteo de pulsos y contadores de lectura directa con identificación de posición mecánica. Estos dos tipos de contadores de electricidad tienen grandes ventajas sobre el anterior sistema de lectura centralizada de contadores, pero cada uno tiene sus pros y sus contras.
La tabla de transmisión remota de datos del modo de conteo de pulsos en realidad integra el módulo de adquisición de datos y el módulo de comunicación de transmisión remota en la tabla, y registra el valor del conteo de pulsos en la tabla. Cuando el mundo exterior necesite leer el medidor, encienda la alimentación de comunicación y emita un comando de lectura del medidor de acuerdo con el protocolo de comunicación para leer los datos. Este tipo de instrumento generalmente proporciona una interfaz 485 o una interfaz M-Bus y el valor inicial se establece durante la producción. En general, ya no es necesario establecer valores iniciales.
Las ventajas del medidor de transmisión remota de conteo: la estructura del circuito es simple y el precio es relativamente económico, la estructura del medidor original está ligeramente modificada y los requisitos de precisión mecánica y precisión de instalación no son altos; , por lo que el rendimiento es alto; de tamaño pequeño, es muy fácil de incrustar en la tabla y se pueden registrar indicadores completos en el encabezado, incluso superando los indicadores del encabezado. Desventajas de contar medidores de transmisión remota: hay una fuente de alimentación interna y si la vida útil de la fuente de alimentación puede cumplir con los requisitos es la clave para la calidad del circuito que debe tener un rendimiento antiinterferente;
El instrumento de lectura directa de reconocimiento de posición mecánico instala el elemento de representación de posición en la rueda de caracteres del contador mecánico e instala el circuito de lectura de posición, la unidad de procesamiento de datos y la unidad de comunicación en el espacio de la rueda de caracteres. Cuando el mundo exterior necesite leer datos, encienda la alimentación de comunicación, emita un comando de lectura de acuerdo con el protocolo de comunicación y lea los datos.
Ventajas de los medidores de lectura de posición directa: No necesita fuente de alimentación, no necesita preocuparse por la duración de la batería; En teoría, se puede sincronizar con el contador mecánico sin errores relativos. actuación. Desventajas del medidor de lectura directa de posición: estructura de circuito compleja, muchos componentes, parte del circuito grande, alto costo, dificultad para incorporar el medidor. Se han realizado grandes cambios en la estructura del medidor original, lo que requiere alta precisión y precisión de instalación, por lo que la precisión El costo; es alto, el rendimiento es bajo y la tasa de falla es alta en el uso a largo plazo, cuando la rueda de caracteres está en el estado de transporte, hay un área ciega de lectura y luego se leen números aleatorios, lo que requiere otro concentrador con frecuencia; leer datos y dispositivos fuera del sistema acceden Cuando realmente se leen los datos en el concentrador, para reducir costos, la unidad de detección de posición generalmente solo se instala en tres o dos ruedas de caracteres de bajo orden. ser reconocido por dispositivos externos como el concentrador o el procesador superior, y aún necesita ser inicializado.
A través de la comparación anterior, encontramos que, de hecho, contar los medidores de lectura directa y los medidores de lectura directa de posición tienen sus propias ventajas y desventajas. La dificultad de implementación técnica de los dos medidores es el intercambio de dificultad electrónica y. dificultad mecánica. La dificultad para realizar un medidor de lectura directa de conteo es el bajo consumo de energía y la antiinterferencia electrónica; la dificultad para realizar un medidor de lectura directa de posición es la precisión de las piezas y la precisión de la instalación.
Debido al rápido desarrollo de la tecnología electrónica, especialmente al rápido desarrollo de la tecnología de chips con bajo consumo de energía y alta compatibilidad electromagnética, los problemas de hace 2 o 3 años se han vuelto de bajo costo y fáciles de resolver. Dado que funciona con baterías, no hay interferencias, siempre que se tomen medidas de aislamiento efectivas en el hardware y se implemente una verificación redundante en el software, la confiabilidad del instrumento de lectura directa de conteo es completamente confiable. En la actualidad, algunas empresas han desarrollado módulos de lectura de contadores que pueden integrarse en los contadores, específicamente para la lectura automática remota de contadores.
Relativamente hablando, muchas deficiencias de los contadores de lectura directa son difíciles de solucionar. Por ejemplo, la detección del punto ciego durante el transporte es un problema principal. Agregar un dispositivo externo complicará el sistema, por un lado, y también traerá dificultades en la implementación electrónica, por el otro. El aumento de costes provocado por la mejora de la precisión mecánica es relativamente grande. Muchos lectores de posición directa en el mercado han experimentado muchos problemas porque su precisión no puede cumplir con los requisitos. Además, cuando alguien tiene un problema, al sistema le resulta difícil identificarlo en poco tiempo. En la actualidad, los fabricantes de lectura automática de medidores se han dado cuenta de que los medidores eléctricos deben tener la función de generar datos directamente y el sistema adopta una estructura de bus. El sistema de líneas divisorias ha sido abolido gradualmente.
Sistema de lectura automática de medidores GPRS
El sistema de lectura automática de medidores GPRS funciona: el sistema GPRS de China Mobile puede proporcionar conexiones IP inalámbricas de área amplia. La construcción de un sistema de lectura remota de medidores de energía en la plataforma comercial GPRS de una empresa de comunicaciones móviles para realizar la transmisión inalámbrica de datos del medidor tiene las ventajas de aprovechar al máximo la red existente, acortar el ciclo de construcción, reducir los costos de construcción y facilitar la instalación del equipo. y mantenimiento sencillo. El sistema de lectura remota de medidores de energía eléctrica GPRS consta de un centro de distribución ubicado en el Negociado de Energía Eléctrica y un punto de recolección de datos de medidores eléctricos ubicado en una zona residencial. Utilice la red GPRS/GSM existente de China Mobile para transmitir datos del medidor a través de la red GPRS/GSM de China Mobile. R & gt Todos los medidores de electricidad de la comunidad se conectan primero al concentrador de medidores, y los datos del consumo de electricidad de los residentes se transmiten desde los medidores de electricidad de tarifas múltiples al concentrador de medidores a través de 485. El concentrador de medidor está conectado al terminal de transmisión de datos transparente GPRS a través del puerto RS232. Los datos del medidor se encapsulan mediante el protocolo y se envían a la red de datos GPRS de China Mobile y luego se transmiten al centro de datos de distribución de energía a través de la red de datos GPRS. Comunicación en tiempo real entre los datos del medidor y el sistema del centro de datos.
Dado que la comunicación GPRS es una red de comunicación de paquetes de datos basada en la dirección IP, el host de la computadora en el centro de distribución está configurado con una dirección IP fija y cada punto de recolección de datos del medidor utiliza el módulo GPRS para comunicarse con el anfitrión.
Punto de toma de datos del medidor eléctrico
El punto de toma de datos del medidor eléctrico se encuentra ubicado en el centro de información de la comunidad.
Los datos de consumo de electricidad de los usuarios residenciales se conectan al concentrador de medidores ubicado en el centro de información comunitario a través de la interfaz RS485 a través de un par trenzado, y luego se conectan al terminal de transmisión de datos transparente GPRS a través de la interfaz RS232. El procesador integrado en el terminal de transmisión de datos transparente GPRS se utiliza para procesar los datos, y luego los datos se envían a la red GSM y luego se transmiten al sistema de lectura remota de medidores del centro de datos de la compañía eléctrica a través de la red GPRS para realizar datos reales. -Comunicación en tiempo entre los datos del medidor y el sistema del centro de datos.
El concentrador de medidores eléctricos está conectado directamente al medidor eléctrico a través de la interfaz RS485. Puede admitir un solo medidor eléctrico o varios medidores eléctricos al mismo tiempo para realizar la recolección, almacenamiento y preprocesamiento del medidor eléctrico. parámetros, o para recopilar los datos recopilados del medidor eléctrico y transmitirlos en tiempo real al centro de distribución de energía. Al mismo tiempo, el concentrador de medidores también puede transmitir las instrucciones de control remoto enviadas por el centro de distribución de energía al módulo de control del medidor para controlar el medidor.
Centro de Distribución de Energía
El servidor del centro de distribución solicita una dirección IP fija y utiliza la línea dedicada DDN proporcionada por la Empresa Provincial de Comunicaciones Móviles para conectarse a la red GPRS. Dado que las líneas dedicadas DDN pueden proporcionar un mayor ancho de banda, cuando aumenta el número de puntos de recopilación de datos de medidores, el centro puede satisfacer la demanda sin ampliar la capacidad. Después de recibir los datos de la red GPRS, el servidor del centro de distribución primero realiza la autenticación AAA y luego la transmite a la computadora host del centro de distribución. Los datos son restaurados y mostrados por el software del sistema, y los datos se procesan. La computadora host en el centro de distribución de energía puede realizar la gestión comercial y de facturación, verificar, calcular, almacenar, analizar y administrar datos de energía, alertar sobre situaciones anormales y monitorear el uso del usuario en tiempo real para garantizar los ingresos legítimos de la oficina de energía.
Red de transmisión de datos móviles GPRS/GSM
Los datos recopilados por el concentrador de medidores son decodificados por el módulo de función de interfaz aérea de la red GSM al mismo tiempo y se convierten en una transmisión de datos de red pública. formato y transmitido a través de GPRS de China Mobile La red de datos inalámbrica se transmite y finalmente se transmite a la dirección IP del centro de distribución. Dado que la comunicación GPRS es una red de comunicación de paquetes de datos basada en direcciones IP, el host de la computadora en el centro de distribución está configurado con una dirección IP fija y cada punto de recopilación de datos del medidor utiliza el módulo GPRS para comunicarse con el host.
Ventajas del sistema de lectura automática de medidores GPRS
El sistema de lectura remota de medidores de energía inalámbrica GPRS tiene las siguientes características: ① Fuerte rendimiento en tiempo real. Dado que GPRS tiene características de tiempo real, puede cumplir con los requisitos del sistema para la recopilación y transmisión de datos en tiempo real. ② Los equipos medidores eléctricos se pueden controlar de forma remota. A través del sistema bidireccional GPRS, se pueden realizar operaciones remotas como ajuste de parámetros y conmutación. ③El costo de construcción es bajo. Debido al uso de la plataforma de red pública inalámbrica GPRS, solo es necesario instalar equipos sin cableado especial (4) Replicación centralizada a gran escala; GPRS tiene una amplia cobertura y puede controlar y gestionar la copia centralizada dentro de la cobertura de la red inalámbrica GSM/GPRS. ⑤Alta velocidad de transmisión de datos. La velocidad de transmisión de datos real de la red GPRS es de aproximadamente 40 Kbps, lo que puede cumplir completamente con los requisitos de velocidad de transmisión de datos de este sistema. ⑥Bajo costo de comunicación. Adopte un método de facturación mensual, bajo costo operativo.
4 Conclusión
Para el departamento de energía, la lectura remota de medidores requiere mucha mano de obra, recursos materiales y financieros, lo que causa grandes inconvenientes para el cobro de las facturas de electricidad automáticas GPRS. El sistema de contador se convertirá en uno de los sistemas de lectura automática de contadores más populares del nuevo siglo.