目前國內(nèi)普遍采用的耗能表戶外計量技術(shù)主要有三種:IC卡表、電力載波和脈沖式遠傳抄表。
(一)IC卡表自動抄表系統(tǒng)
80年代,遼寧省從國外引進投幣式預付費電度表,用戶通過購買硬幣用電。但投入使用不久,供電部門就將耗費巨資安裝的設備全部拆除了。原因是有人用冰凍成冰幣后投入幣箱,既可免費用電,又不留任何偷電證據(jù)。鑒于預付費系統(tǒng)所具有的顯而易見的優(yōu)越性,國內(nèi)一直沒有停止開發(fā),不久磁卡式表具問世,但它有易于失磁、可靠性差等缺點,又很快被淘汰。近年來IC卡預付費系統(tǒng)開始出現(xiàn),目前僅從事電費預付IC卡生產(chǎn)的企業(yè)就多達290多家,此類產(chǎn)品致命的技術(shù)隱患將使IC卡重演80年代遼寧的投幣式預付系統(tǒng)的悲劇,有關(guān)部門已發(fā)布文件停止使用。
IC卡預付費系統(tǒng)存在的問題主要有:
1、 技術(shù)不成熟,經(jīng)常出現(xiàn)誤報警:即用戶IC卡中還有足夠的余額時,電表仍會產(chǎn)生報警,并停止供電,造成有錢不供電的現(xiàn)象。
2、只適合于散戶,不便于物業(yè)管理。在美國、西歐等到國家IC卡系統(tǒng)主要用于低檔飯店、汽車旅館和一些流動性場所,至今未能廣泛應用。
3、IC卡應用于家庭中,將原有的入戶查表改為坐堂收費,消費者承擔了應屬于賣方的勞動。若卡式表收費網(wǎng)點過少,用戶交費必然不便,若過多,則將耗費大量資金造成浪費,加大管理部門成本。
4、IC卡本身的缺陷,隨著電子技術(shù)的發(fā)展和普及,IC卡很容易被解密(這在電信行業(yè)已有表現(xiàn)),造成假卡泛濫,給公司和國家?guī)砭薮蟮膿p失。
5、質(zhì)檢、維修等售后服務負擔加重,有關(guān)部門要投入很大的人力物力財力。
6、IC卡表抗干擾能力差,開放式的讀寫窗口易受外界攻擊,造成控制系統(tǒng)失效而且難以取證認定,極易發(fā)生用水、用電、用氣糾紛。
7、價格高、壽命短,綜合效益差,使用風險大。
8、難于適應價格變動的要求,一但價格有變,表具改造調(diào)整困難多多。
9、難于上網(wǎng)抄讀耗能表數(shù)據(jù),更不能實現(xiàn)整個小區(qū)及城市水網(wǎng)、氣網(wǎng)、電網(wǎng)的自動抄收及銀行代繳代扣。
10、對于用電、用水、用氣情況難以進行動態(tài)管理。
(二) 電力載波自動抄表系統(tǒng)
1、電力載波的基本原理:
把表具的數(shù)據(jù)通過采集終端調(diào)制后,藉助電力線傳送,在接收端解調(diào)還原成數(shù)據(jù)信號。電力載波的主要優(yōu)點是利用電力線傳輸表具信息,節(jié)省了資源。
2、電力載波的應用狀況:
目前我國可大面積推廣使用的電力載波抄表系統(tǒng)遲遲難以問世,主要是因為我國的公共電力網(wǎng)不夠純凈,沒有專用濾波系統(tǒng),經(jīng)常會受到無線電信號、電磁信號、脈沖信號的干擾。在家用電器的啟動瞬間,會產(chǎn)生極大的電壓波動和許多噪聲信號,這些干擾信號都疊加在電網(wǎng)上,造成數(shù)據(jù)傳輸錯碼、丟碼現(xiàn)象嚴重,使數(shù)據(jù)傳輸結(jié)果與原表產(chǎn)生誤差。要提高我國電網(wǎng)的純凈度,需要相當大的投資并要解決許多關(guān)鍵性技術(shù)問題。最關(guān)鍵的難題有兩個:一是電磁干擾、負載變化干擾造成的電力線干擾幅度大,數(shù)據(jù)信號可能完全被淹沒在噪聲之中;二是上位設備接收端要同時處理多個發(fā)送信息,這些相互混迭的信息必須通過特定的方法提取。因此電力載波抄表系統(tǒng)不太適合我國目前的國情。
3、脈沖式遠傳耗能表
脈沖表的基本工作原理是利用電子技術(shù)和傳感技術(shù),對傳統(tǒng)的表具加以改造:在戶外安裝一套計量系統(tǒng),將每一個計量表傳感器傳出的數(shù)據(jù),送到計數(shù)器存儲,經(jīng)過統(tǒng)計送到控制電路單元;所有的控制電路單元通過數(shù)據(jù)總線并連,可在數(shù)據(jù)總線上任何點上使用裝有接收卡的計算機來抄收三表數(shù)據(jù)。
三表(或多表)遠傳作為智能化小區(qū)的基本功能普遍受到重視,但從大量的市場反饋信息來看,全采用脈沖計數(shù)表所做的三表遠傳試點基本上都是失敗的,不能正常運轉(zhuǎn),最終還是不得不采用入戶抄表的老辦法,這其中的原因是多方面的。
首先從脈沖表計數(shù)原理來看:該系統(tǒng)所采用的表具是一種既能直觀顯示使用量,同時又產(chǎn)生計量脈沖信號的新型計量表具。它在原有表具的轉(zhuǎn)輪上加裝磁、光等發(fā)射設備,同時在表具支架上安裝相應的感應設備,每當轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動一定的角度,感應設備便產(chǎn)生一個感應脈沖,經(jīng)過外圍電路轉(zhuǎn)變?yōu)楹虾跻蟮碾娒}信號,驅(qū)動計數(shù)電路進行計數(shù)動作。抄表時,由計數(shù)器累加值通過一定的分辯率(計量當量)計算便可以得到表具轉(zhuǎn)過的相對值。在住宅耗能自動抄收系統(tǒng)中,各種用戶耗能數(shù)據(jù)的采集以及數(shù)據(jù)信號的各種轉(zhuǎn)換均由所謂遠傳表具完成,它們都是在普通耗能表的基礎上加裝脈沖計數(shù)及數(shù)據(jù)傳輸模塊得到的。從脈沖表具計數(shù)器的技術(shù)原理和實現(xiàn)方式來看,它存在以下幾個方面問題:其中的技術(shù)因素產(chǎn)生出以下難以避免的問題。
a、系統(tǒng)必須每日24小時加電。這樣,不僅對供電要求極高,耗電量也相對較大,而且設備24小時工作,對表具各器件要求極高,也嚴重影響了表具使用壽命。
b、受外界客觀環(huán)境影響,數(shù)據(jù)可靠性差:脈沖計量要求所有部件必須“始終
如一”地可靠、有效地記錄脈沖事件,既不能漏記每一次脈沖也不能誤動作偽計數(shù)。而在長期的工作中,外界強電磁場等因素均會使計數(shù)電路誤計或漏計脈沖而產(chǎn)生錯誤。同時,脈沖表具極易通過加磁鐵干擾脈沖、人為斷掉采集器電源等方式破壞表具讀數(shù),達到偷電、偷水、偷氣的目的。
c、脈沖表具的計數(shù)機理決定了其結(jié)果必然是相對值。這樣,脈沖表具采集值完全依賴于初值,需要人為逐一置入正確的初值。同時,這一特性決定了脈沖表沒有任何自我糾錯能力。因此,脈沖表具數(shù)據(jù)可靠性無法保證。
總之,已有的脈沖表具計數(shù)器存在“容易發(fā)生計數(shù)錯誤,錯誤無法自我校正而造成誤差積累,初值置入、數(shù)據(jù)校正必須依賴人工完成”等主要問題。這使得遠程采集數(shù)據(jù)與表具刻度盤示數(shù)不一致,造成不必要的糾紛。雖然廠商和科研部門對原有脈沖表進行改進(如防破壞報警,防干擾,加備用電源等措施),但這種種問題是由脈沖表具的機理決定的,無法從根本上加以解決。
作者系桂林自來水的計量科長