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淺議三表自動抄表系統(tǒng)技術分析及其改進

放大字體  縮小字體    發(fā)布日期:2007-10-20  來源:南京工業(yè)大學自動化學院  作者:邵如平 陸偉良 周峰  瀏覽次數:323
核心提示:三表自動抄表系統(tǒng)的市場應用現(xiàn)狀不容樂觀。隨著國家“康居工程”的推廣,智能化小區(qū)的建設,三表自動抄表系統(tǒng)已逐漸普及,但由于種種因素,絕大多數自動抄表系統(tǒng)卻都未能開能運行,投了自動抄表系統(tǒng)的錢卻仍用人工抄表的現(xiàn)象仍較為普遍。如果這種情況不能得到有效改變,

三表自動抄表系統(tǒng)的市場應用現(xiàn)狀不容樂觀。隨著國家“康居工程”的推廣,智能化小區(qū)的建設,三表自動抄表系統(tǒng)已逐漸普及,但由于種種因素,絕大多數自動抄表系統(tǒng)卻都未能開能運行,投了自動抄表系統(tǒng)的錢卻仍用人工抄表的現(xiàn)象仍較為普遍。如果這種情況不能得到有效改變,自動抄表行業(yè)必將受到嚴重影響,其負面影響將波及到房地產行業(yè)、自來水等專業(yè)公司、智能化產業(yè)以及廣大居民的日常生活。

一、 主要有三個影響自動抄表系統(tǒng)正常開通運行存在的問題: 

 ?。?)技術層面的因素:
  a.許多系統(tǒng)未能真正把握自動抄表的核心技術,造成系統(tǒng)計量準確性低,系統(tǒng)可靠性差;
  b.系統(tǒng)的維護性不好,維護、維修工作量太大。 
 ?。?)維護保養(yǎng)方面,過了質保期后由于維護資金無從落實,往往使系統(tǒng)得不到及時的維護維修,從而影響系統(tǒng)的正常運行。 
 ?。?)有關各方(專業(yè)公司、開發(fā)商、物業(yè)公司、系統(tǒng)集成商等)未能很好的協(xié)調各自的責、權、利關系,從而影響整個工作流暢運轉。 
  自動抄表系統(tǒng)核心技術的解決是產品制造商和系統(tǒng)集成商的責任,而后二者的解決則可能有賴于政府有關部門的協(xié)調。有理由相信,隨著這三方面問題的有效解決,自動抄表行業(yè)的春天必將到來,它除了能惠及產品生產商及系統(tǒng)集成商之外,也必將惠及各專業(yè)公司(自來水公司、煤氣公司等)、房地產商、物業(yè)公司和廣大居民。

二、影響自動抄表系統(tǒng)可靠、準確運行的技術問題主要有兩個:

  (1)遠傳表具能否可靠、準確的送出遠傳數據; 
  (2)小區(qū)內的傳輸網絡(包括向專業(yè)公司的傳輸)建立是否達到技術標準(硬件結構、組網方式、通訊協(xié)議等諸方面),從而使數據傳輸穩(wěn)定可靠。目前許多自動抄表系統(tǒng)不能很好運行,都在于未能有效解決好這兩個核心問題。而通過公共媒介(電話、Internet)向專業(yè)公司抄表中心電腦傳輸數據是成熟的技術運用問題,相應的硬件、網絡都是現(xiàn)成的,而且完善的,只要進行相應的軟件開發(fā)即可。就兩個核心技術而言,傳輸網絡的問題對于有較強開發(fā)實力的企業(yè)來說應當不成問題。目前一般采用485或Lon Works技術來構建傳輸網絡平臺,其技術本身是完全成熟的,開發(fā)單位只要正確組網并制定出完善的通訊協(xié)議就能確保網絡傳輸的穩(wěn)定可靠?!?BR>  因此最關鍵的技術問題是遠傳表具計量的準確性和可靠性。

三、普通遠傳表具最基本的特征:

  遠傳表具不斷的發(fā)出脈沖信號,然后用采集器對脈沖進行采集、累加、存儲和傳送,這類表具統(tǒng)稱為有源發(fā)訊表具或脈沖表都屬于有源表。有源表在實際的計量工作過程中,一個最基本、最重要的條件是必須維持穩(wěn)定、可靠、不間斷的供電。有源表產生脈沖的傳感器可分為:“霍爾元件型”、“干簧管型”和“光電轉換型”,其基本原理: 
 ?。?)霍爾元件型:在普通轉盤技術的水表(或天然氣表)中加滿霍爾元件和磁鐵,即可構成基于磁電轉換技術的傳感器。霍爾元件固定安裝在計數轉盤附近,永磁體安裝在計數盤位上,轉盤每轉一周,永磁鐵經過霍爾元件一次,即由霍爾元件輸出一個計數脈沖。 
 ?。?)干簧管型:在普通轉盤計數的水表中加裝干簧管和磁鐵,干簧管固定安裝在計數轉盤附近,永磁鐵安裝在計數盤位上,當轉盤每轉一周,永磁鐵經過干簧時,干簧管的簧片開閉一次,由此輸出一個計量脈沖?!?BR> ?。?)光電轉換型:在電表的轉盤處裝一個光電轉換器,轉盤上有一條槽,轉盤每轉一圈,溝槽經過光輸時轉換器完成一次光電轉換,輸出一個計數脈沖。 
  脈沖數量的準確度決定系統(tǒng)的計量精確度。以有源水表的脈沖誤差產生原因分析為例:
  (1)機械振動:將產生干簧管得誤脈沖輸出,雖然從技術角度可以采用一些濾波計數來減少這種影響,但不能完全消除。干簧管型有源水表產生的此類誤差尤為突出:這是由于水管系統(tǒng)中存在“水錘現(xiàn)象”?!?BR> ?。?)電磁干擾:有表輸出的脈沖信號在傳輸過程中很容易因受電磁干擾而產生誤差,而且脈沖信號不像數字信號那樣可以完全采用可靠的抗干擾技術來實現(xiàn)可靠的傳輸,這是任何一種有源表都難以解決的誤差。 
 ?。?)供電問題:任何有源表都必須保證電源不間斷的供給,一旦斷電,便停止脈沖數計量,脈沖數少計,因而產生系統(tǒng)自動抄表數與實際表具數的不一致,而現(xiàn)場供電的可靠性恰恰又不能有自來水等專業(yè)公司或系統(tǒng)集成商來完全把握?,F(xiàn)場電源的這種不可把握性,隨時可令系統(tǒng)產生誤差甚至癱瘓?!?BR> ?。?)水表倒轉:水表在某些情況下會反轉,如停水時水表會反轉,一些高層的水表也會反轉。技術盤位剛好經過磁鐵位置,產生一次正常的計量脈沖,如果這時反轉,就會產生“第二個脈沖”的誤差信號。而有源表的采集器是不能分辨正轉、反轉情況的,只要是脈沖,便進行累計式的計量?!?BR> ?。?)退磁現(xiàn)象:“干簧管型”和“霍爾元件型”有拳表內傳感器的核心部件之一—永磁鐵,隨著時間的延長會出現(xiàn)退磁現(xiàn)象,使得干簧管(霍爾元件)在計數轉盤轉過時不能輸出脈沖,從而導致脈沖少計。

四、有源表存在的問題: 

 ?。?)初始化及維護工作量大:由于“有源表”的工作方式是脈沖累加方式計量,因此必須為系統(tǒng)數據采集器簡建立一個初始值,即對每個有源表進行人工抄表后將表的實際值輸入數據采集器,這個過程叫初始化。有源抄表系統(tǒng)運行的前提條件是必須先進行初始化。系統(tǒng)一旦掉電或因其它原因(如下所述的自來水盜用)引起誤差后,就必須重新進行初始化,這種維護的工作量非常巨大,而且很難預測。一旦大面積推廣,便很難準確地掌握是否有足夠的維護力量保證系統(tǒng)的正常運行?!?BR> ?。?)易被盜用: 
 ?、俟╇娋€先剪后接:每月自來水公司抄表完后,將供電線剪斷,15天后再接通,有源表繼續(xù)正常計量,自來水公司本月同樣能抄到采集器內存儲的水表數據。而在供電線被剪斷的15天內,沒有供電的有源表是不工作的,水表照轉,計量脈沖信號丟失,則用戶盜用了15天的水。
 ?、诖盆F強磁場干擾:“霍爾型”、“干簧管型”有源表內的核心部件是永磁鐵,外加磁鐵產生的強大吸引,干擾了計數轉盤的正常力矩,導致一次表產生計量誤差,特別是對“干簧管型有源表”而言,其干簧管則會處于長期的吸合狀態(tài),脈沖輸出全部丟失,自來水同樣被盜用。

 
 
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