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標題: 總線制光電遠傳水表集中抄表系統介紹 [打印本頁]

作者: sunfuxue 時間: 2011-3-31 10:14 標題: 總線制光電遠傳水表集中抄表系統介紹

一、概述
近年來隨著國內供水行業“一戶一表”的推行，自來水收費體制正在進行著重要的改革，同時計量表具數量的劇增，抄表工作量的日益增大，采用集中抄表技術來提高抄表工作效率和服務水平，已經成為供水行業的共識。
行業公司采用集中抄表系統的必要性
1、集中抄表系統可以實現監測，有故障可以及時發現。對于一個城市中如果全部采用自動化抄表方式后檢修是一個不可忽視的方面。
2、集中抄表系統可以采用目前已經非常成熟的遠程通訊系統，如GPRS、寬帶網絡、ADSL、手機短信等多種方式實現全市聯網，加上目前已經廣泛采用的銀行托收的收費管理方式，使整個抄表和收費環節實現完全的自動化。
3、供水部門能夠提供更好更完善的服務，同時也能得到更精確的用水量，尤其是對于商業或工業用水表。
4、集中抄表系統可以簡化供水部門的管理層次，減少甚至取消原來需要多人進行分片收費管理的營業站點，全部實現網絡化管理。
5、由于集中抄表是一個獨立的產品，壽命可以做到和基表基本一致，因此供水部門可以名正言順地提取維修基金，從而實現了表的可持續運轉。
自九十年代末開始，絕大多數城市供水公司為能不增加抄表人員數量、提高抄表工作效率，不同程度地對遠傳水表和集中抄表系統進行了積極嘗試，所采用的系統絕大多數為脈沖發訊式集中抄表系統，即脈沖發訊式遠傳水表+采集器的系統結構。通過十來年的運行試驗，該系統存在的計量準確性低、系統可靠性差、維護工作量大等問題均暴露無遺，直接影響了遠傳水表的推廣應用。
近年來，一種全新的遠傳抄表技術——光電直讀式抄表技術，已悄然興起并得到大量的應用，正日益成為城市供水公司的首選。
二、光電直讀式遠傳水表
光電直讀表是在普通水表的計數器字輪印刷0-9位置的外緣印刷特定標記，在其外圍固定光電傳感器及相關電路。外部供電讀表時，通過光電傳感器判斷特定標記“有”和“無“的狀態，通過組合編碼判斷以獲得字輪的讀數（表計的窗口值）。
1、原理：是通過對字輪建立數學模型，經過組合計算，從中求出唯一正確的解，然后再在字輪的0-9的相應位置上按照數學規律印刷特定的標記，在其周圍按照數學規律再安裝固定光電傳感器，這樣就把一個數學問題通過電子電路方法來實現。同時考慮各種冗錯、糾錯的算法，就可以得出唯一正確的解——即字輪上的唯一數據。目前采用這種方式的直讀表主要有光電對射（透射）式和光電反射式兩種，主要的區別在于機械結構和數學算法的不同。光電對射式是在字輪間安裝光電器件和電路板的方式，光電反射式是在字輪周圍安裝光
2、特點：
1)、直接讀取表具的計數器碼盤數字即“窗口值”，表內不需設置表底數、表常數等參數，無需存儲數據，不存在累計誤差，真正實現了“讀表”，結束了累計脈沖、換算數值的歷史。直讀表具電子部分與表具內的計數器等裝置沒有機械接觸完全分離，不影響計量精度。
2)、直讀遠傳表直接傳送數據，而非脈沖信號。它不僅不受機械震動影響，同時對電磁干擾也具有極高的抗干擾性，所以在復雜的使用環境下能穩定、準確、可靠地實現計量。
3)、直讀遠傳表日常工作無需供電，這是具有革命意義的技術進步，避免了由于供電不穩定或故障引起的計量誤差及大量的維護工作。
4)、由于直讀遠傳表采集的是機械計數器字輪的位置（而非脈沖），因此表具發生倒轉情況時，抄表數據仍然與一次表具的讀數保持一致。
3、優點
1)、計量性能方面：由于光電傳感器是固定在表內的非轉動部位，與任何機械轉動部分均不接觸，只通過發光、反光來采集信號，與電阻式直讀表相比沒有任何阻尼，不影響表計的計量性能。因此不會產生計量方面的糾紛。
2)、制造工藝方面：由于采用在字輪周圍分布光電傳感器的方案，這一部分可以獨立制作，然后在不影響表計結構的前提下，安裝在表內。生產過程簡單，組裝容易，適合大批量生產。而且該部分可以單獨測試，保證了產品的可靠性。
3)、長期運行方面：由于和表計的機械轉動部分不接觸，不會對表計的常年運行造成影響。同時，光電傳感器平時不工作也不通電，因此壽命大大延長。電子部分的可靠工作時間遠遠大于機械表計的使用壽命。所以，適合長期運行和重復使用。
4)、模塊通用性方面：光電式直讀表的字輪直讀部分可以制作成為總成，其中包括印有特殊標記的字輪、表盤上夾板、電子部分。該總成可有專門的生產廠家一次制成，可適應國內大多干式和液封式水表。因此，通用性好、可加工性強、適應能力強。
4、應用：
1)、兩種光電直讀方式可應用的水表種類不同，光電對射（透射）式技術只能應用于干式水表，而光電反射式技術不僅可以應用于干式水表，而且可以應用于液封式水表。
干式水表由于字輪盒與葉輪完全隔離，通過磁傳動來連接，而且字輪盒一般需要密封且抽真空。這樣，光電器件和電路板正好可以安裝在其內部，而且不受流水和外界影響，工作可靠性高。
液封表是濕式水表，流過水表的水充滿整個水表內部，為了保持水表表盤和數字的清晰單獨設計了字輪盒，并在盒內充入甘油和水的混和液以保持與外界水壓同壓。因此，液封表的字輪是浸泡在甘油和水的混和液中的。采用光電對射（透射）式時，電子器件必須浸泡在甘油和水的混合液中，而且還要長期承受1Mpa的水壓，這是無法工作的。因此，只有光電反射式才有可能。
光電反射式應用于液封水表時，只需在液封字輪盒的背面再設計一個獨立的盒子，將光電器件和其他電子設備安放在里面，蓋上蓋子后注入樹脂以密封，這樣就可以象在干式水表上一樣地使用。
2)、在制造工藝方面，光電反射式的光電器件和電子電路安裝在一個獨立的盒內，與外界完全隔離，通過樹脂密封后工作穩定性和防水性極佳。而且這一部分可以獨立制作、單獨測試，不影響基表性能又能保證質量，生產過程簡單，組裝容易，適合大批量生產。
3)、光電直讀技術不僅可以應用在小口徑水表上，而且也可以應用在大口徑水表上，通過另外配置各種通訊裝置及內置電池，可廣泛應用于管網計量、特業戶計量、水資源計量等場合，完全可以替代現有的人工抄表模式。
三、光電直讀遠傳水表的集中抄表系統是由表單元（光電直讀遠傳水表）、鏈路單元、計算機主機和系統軟件四部分組成。
1、表單元：光電直讀遠傳水表。

2、通訊鏈路單元：
1）、全自動抄表系統：通訊鏈路單元基于RS485/M -BUS總線架構，由主干、中繼擴展三級總線網絡組成。主要設備包括區域集中器（或智能數據網絡接口）、隔離中繼器、智能數據網絡節點等。

2）、便攜式抄表系統：集中抄表器、便攜式手抄器、移動電源

3、計算機主機：辦公計算機（物業公司自備）
4、集中抄表軟件：軟件在安裝在居民小區（物業公司）或行業部門，對集中器傳來的數據進行處理并監控整個系統運行狀態的計算機系統。
遠傳水表與集中抄表器之間為RS-485總線連接，集中抄表器與便攜式手抄器之間為無線紅外（RF）連接（集中抄表器由移動電源供電），便攜式手抄器與計算機主機之間為RS-232線連接。
集中器是采集多個直讀遠傳水表的數據信號，進行數據處理和傳輸的電子裝置。每臺集中器可以接入數量眾多的直讀遠傳水表。平時表計不工作，也不用通電。僅抄表時通過集中器或手抄器供電。集中器或手抄器將數據傳至抄表計費計算機，利用收費軟件即可形成收費系統。
四、結束語
從測量技術角度上看，水表基表（表具本身的機械計量）屬于一次測量，脈沖式遠傳屬于二次測量，一次測量和二次測量（脈沖計數）之間理論上是同步的，但實際實現過程中是不可能一致的。因為兩種測量方式的誤差產生原因和減弱方式都是不一樣的。而光電直讀式遠傳水表的直讀技術不是測量技術，是基于光電技術和微電子技術的一種位置識別技術，因此它與測量形式、測量精度、測量方法均無關，可以說是機械計量表具的一種“顯示方式”，因此代表著遠傳技術真正的發展方向。

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