大學(xué)公寓安全用電管理系統(tǒng)的架構(gòu)與功能

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘 要： 高校學(xué)生公寓用電商品化已勢(shì)在必行。本文在論述高校學(xué)生公寓用電特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹了一種非常適合高校學(xué)生公寓用電的管理系統(tǒng)——學(xué)生公寓安全用電管理系統(tǒng)的功能及其應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：學(xué)生公寓；惡性負(fù)載識(shí)別；預(yù)付費(fèi)；安全用電；預(yù)付費(fèi)；管理系統(tǒng)

高校學(xué)生在校生活，四點(diǎn)一線，教室、食堂、宿舍、操場(chǎng)，而學(xué)生在宿舍的活動(dòng)(包括睡眠)時(shí)間相對(duì)較多。社會(huì)在進(jìn)步，科學(xué)在發(fā)展，隨著人們生活水平的提高，當(dāng)今高校學(xué)生宿舍的用電狀況也發(fā)生了革命性的變化。電腦、閉路電視、電熱水器等電器產(chǎn)品也進(jìn)入了學(xué)生宿舍，傳統(tǒng)的對(duì)學(xué)生宿舍采取限電流、定時(shí)斷、送電的供電方式已不適應(yīng)，而電費(fèi)再?gòu)膶W(xué)費(fèi)中平均收取也不合理，高校學(xué)生宿舍用電商品化已勢(shì)在必行。

更值得提及的是被稱之為惡性負(fù)載的電爐、電褥子、床頭燈等也被帶進(jìn)了宿舍，這給宿舍的安全帶來(lái)了很大的隱患。

針對(duì)上述問(wèn)題，我們研制了一套非常適應(yīng)高校宿舍使用的“學(xué)生公寓安全用電管理系統(tǒng)”，以下就本系統(tǒng)的構(gòu)成和主要的功能介紹如下：

一、 系統(tǒng)構(gòu)成

下圖I 為系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖。

1、系統(tǒng)中的DFE 電能表是我們專門開(kāi)發(fā)的帶惡性負(fù)載識(shí)別的集中式多用戶（上限24戶）電能表 。

2 、系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、對(duì)布線要求不高的RS—485總線進(jìn)行組網(wǎng)。當(dāng)系統(tǒng)管理微機(jī)(PC機(jī))與小區(qū)較近時(shí)，用戶電能表可通過(guò)RS—232／485 轉(zhuǎn)換器直接和系統(tǒng)管理微機(jī)相聯(lián)結(jié)，必要時(shí)可加信號(hào)中繼器。距離較遠(yuǎn)時(shí)可通過(guò)通訊控制器(通訊機(jī))利用網(wǎng)進(jìn)行撥號(hào)通訊。

3、系統(tǒng)對(duì)PC機(jī)要求：

CPU：奔騰166MHz 或以上。

操作系統(tǒng)：MS-windows 98/2000/NT/XP

內(nèi)存：下限32MB

硬盤：至少有30MB 的可用空間

顯示器：分辨率不低于800 ×600

二、系統(tǒng)功能

2.1、電表參數(shù)設(shè)定

(1)可通過(guò)表內(nèi)的撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)定小區(qū)號(hào)(或樓號(hào))和電表的表號(hào)(由廠家設(shè)定)。

(2)可通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)置電表的戶號(hào)(或房間號(hào))。

(3)可通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)定負(fù)載的限定功率(或電流)且可根據(jù)用戶的要求進(jìn)行調(diào)整。

(4)可通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)定惡性負(fù)載的啟動(dòng)功率(即識(shí)別惡性負(fù)載的啟動(dòng)功率)，此值根據(jù)用戶的要求可進(jìn)行調(diào)整。

(5)可通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)定惡性負(fù)載(即功率因數(shù))的限定值，此值根據(jù)用戶情況可進(jìn)行調(diào)整。

2.2、電量設(shè)定和售電功能(預(yù)付費(fèi))

(1)可通過(guò)計(jì)算機(jī)或售電器對(duì)電表進(jìn)行單戶預(yù)置電量，操作后，預(yù)置電量替換原電表電量。

(2)通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)電表進(jìn)行單戶減少電量，操作后電表顯示其差值。由于學(xué)生宿舍調(diào)整頻繁，一般一年需調(diào)整一次，有的學(xué)校還給學(xué)生提供一定的免費(fèi)用電量，上述兩項(xiàng)功能正為此而設(shè)置。

(3)可通過(guò)計(jì)算機(jī)或售電機(jī)進(jìn)行單戶售電，操作后電表顯示電量在原電量基礎(chǔ)上累加

(4)通過(guò)計(jì)算機(jī)或售電機(jī)對(duì)電表進(jìn)行整表售電，操作后電表顯示電量在原顯示值上累加。以上功能可*取代IC 卡電表，其功能不僅強(qiáng)于 I C 卡表，且投資低，管理方便可靠。

2.3、遠(yuǎn)程抄表功能

(1)通過(guò)計(jì)算機(jī)讀取電表每戶的戶號(hào)。

(2)通過(guò)計(jì)算機(jī)讀取電表每戶的剩余電量(電表為倒計(jì)數(shù)顯示的電表)，對(duì)正計(jì)數(shù)的電表讀取的是實(shí)際用電量。

(3)通過(guò)計(jì)算機(jī)讀取電表的限定功率、惡性負(fù)載的啟動(dòng)功率、惡性負(fù)載的限定值以及惡性負(fù)載超限后，斷送電的次數(shù)。

(4)通過(guò)計(jì)算機(jī)讀取電表上所有用戶當(dāng)前的電流、電壓、功率和功率因素等參數(shù)。

(5)通過(guò)計(jì)算機(jī)查詢每戶當(dāng)前的用電狀態(tài)及斷電的原因( 超負(fù)荷、購(gòu)電量用完、超惡性負(fù)載限定值) 。

2.4、遠(yuǎn)程控制及報(bào)警功能

(1)通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行整表強(qiáng)行斷、送電。

(2)通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行單戶強(qiáng)行斷、送電。

(3)通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行整表電量清零。

(4)超負(fù)荷(功率)或超惡性負(fù)載限定值或購(gòu)電量用完皆能自動(dòng)斷電。其中超負(fù)荷或超惡性負(fù)載限定值而引起的斷電，電表可間隔自動(dòng)斷、送電N 次，(斷電次數(shù)和間隔時(shí)間可調(diào))，若超負(fù)荷或超功率因數(shù)的故障不解除，則終止送電。

2.5、電表的顯示功能

本系統(tǒng)中DFE電能表的面板上有10個(gè)LED數(shù)碼管和一個(gè)表示電表有無(wú)脈沖輸出的紅色發(fā)光二管以及一個(gè)紅外收發(fā)二管的顯示窗口，如圖II 所示。顯示功能如下：

( 1 ) 上電后循環(huán)顯示：“出廠年月”、“小區(qū)號(hào)”、“表號(hào)”[ 如圖Ⅲ( a ) 所示] ，“戶號(hào)”、“剩余電量”[如圖Ⅲ( b )所示] 。

(a)顯示出廠年月、小區(qū)號(hào)、表號(hào) (a)顯示戶號(hào)、剩余電量注 ：

①圖Ⅲ(a)中：上面四位顯示出廠年月，圖中顯示的是03 年7 月。左下角兩位是小區(qū)號(hào)，圖中顯示的是一號(hào)小區(qū)。右下角叁位顯示表號(hào)，圖中顯示的表號(hào)為105 號(hào)。

②圖Ⅲ(b)中：上面四位顯示戶號(hào)，圖中顯示的是第4戶。下面六位顯示剩余電量數(shù)，圖中顯示剩余電量13521.9度(若是正計(jì)數(shù)的電表則顯示出實(shí)際用電數(shù)) 。

③上電后首先顯示圖Ⅲ(a)，然后顯示Ⅲ(b)，當(dāng)所有用戶及其電量輪流顯示完成后，再進(jìn)入Ⅲ(a)顯示，24 小時(shí)不斷。

(2)脈沖狀態(tài)顯示：圖Ⅱ和圖Ⅲ中紅色發(fā)光二管閃爍表示有脈沖輸出，即代表相應(yīng)用戶的電表計(jì)量正常。

(3)購(gòu)電提示顯示：當(dāng)某戶的剩余電量減少到給定值(可以調(diào)整)時(shí)，圖Ⅲ(b)中相應(yīng)的所有的數(shù)碼管將產(chǎn)生閃爍，提醒用戶購(gòu)電。

（4）電流、電壓、功率、惡性負(fù)載值、通斷電狀況顯示及其斷電原因查詢：文章前面已經(jīng)介紹過(guò)上述參數(shù)可通過(guò)遠(yuǎn)程微機(jī)進(jìn)行讀取。利用的“現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試儀”通過(guò)鍵盤操作，也可在現(xiàn)場(chǎng)電表顯示窗內(nèi)顯示出上述參數(shù)(此功能主要為現(xiàn)場(chǎng)校表用)。

三、安科瑞宿舍預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

AcrelCloud-3100整合高校需求，在原有預(yù)付費(fèi)基礎(chǔ)上增加了宿舍電能管理所需的各種功能，解決了高校宿舍電能管理問(wèn)題。

3.2  系統(tǒng)功能

AcrelCloud-3100學(xué)生宿舍版預(yù)付費(fèi)云平臺(tái)是與ADM130（一進(jìn)三出）或ADF300L（多回路計(jì)量箱）預(yù)付費(fèi)電能表配套的云平臺(tái)。它是以電能管理網(wǎng)站和集中抄表軟件為主，包括服務(wù)器，通訊管理機(jī)在內(nèi)的集成系統(tǒng)。針對(duì)高校宿舍這一特殊應(yīng)用場(chǎng)合研發(fā)，主要實(shí)現(xiàn)電能監(jiān)控、時(shí)間管理、惡性負(fù)載管理、預(yù)付費(fèi)管理等在高校宿舍中存在的特殊需求。

批量操作：系統(tǒng)支持對(duì)宿舍進(jìn)行批量設(shè)置，批量初始化、批量下發(fā)基礎(chǔ)電量、批量設(shè)置負(fù)控、批量設(shè)置時(shí)控等，方便學(xué)校進(jìn)行統(tǒng)一管理。

惡性負(fù)載自動(dòng)識(shí)別控制：對(duì)不允許使用的發(fā)熱電器（如電爐、熱得快、電熱杯等）實(shí)施自動(dòng)識(shí)別控制，發(fā)現(xiàn)這些發(fā)熱電器自動(dòng)斷電。惡性負(fù)載暫停時(shí)間和次數(shù)可通過(guò)軟件設(shè)定。 

基礎(chǔ)電費(fèi)：可以設(shè)置每月給學(xué)生下發(fā)的免費(fèi)輔助電費(fèi)，覆蓋式下發(fā)，不累計(jì)。

時(shí)間控制功能：支持8個(gè)時(shí)段設(shè)置宿舍供電斷電，方便管理學(xué)生宿舍作息 。

遠(yuǎn)程售電：操作員可以通過(guò)后臺(tái)給宿舍進(jìn)行電費(fèi)充值，學(xué)生也可以通過(guò)學(xué)習(xí)一卡通、學(xué)校公眾號(hào)進(jìn)行自助充值。

遠(yuǎn)程集中抄表：抄表信息通過(guò)網(wǎng)關(guān)實(shí)時(shí)上傳到云平臺(tái)，快速便捷，免去人工抄表 。

遠(yuǎn)程控制：可對(duì)任意一塊電表執(zhí)行遠(yuǎn)程拉閘或保電等一系列遠(yuǎn)程控制操作，方便管理 。

對(duì)接一卡通支付：系統(tǒng)支持中間庫(kù)，接口等方式對(duì)接學(xué)校一卡通，方便學(xué)生自助購(gòu)電 。

一進(jìn)三出：ADM130電表支持三回路輸出，各回路單獨(dú)分合閘、惡性負(fù)載、時(shí)控等設(shè)置。

3.3 系統(tǒng)設(shè)備選型

四、結(jié)束語(yǔ)

“學(xué)生公寓用電安全管理系統(tǒng)”是針對(duì)當(dāng)前高校學(xué)塵公寓用電特點(diǎn)，及其亟待解決的安全問(wèn)題，而專門設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的用電管理系統(tǒng)。目前全國(guó)注冊(cè)的高校已達(dá)600 多所，高校的擴(kuò)建、新校區(qū)建立還在進(jìn)行，“學(xué)生公寓用電安全管理系統(tǒng)”的市場(chǎng)前景美好，尤其是此系統(tǒng)用于舊樓供電系統(tǒng)的改造，基本不改變?cè)械牟季€方式，投資低，市場(chǎng)前景更加可觀。此外，此系統(tǒng)也可用于相關(guān)的單身宿舍樓的用電管理。

參考文獻(xiàn)

[1]黃鶴松，公茂法，湯元信.學(xué)生公寓安全用電管理系統(tǒng)[J].技術(shù)交流 ,2004(2):50-51.

[2]安科瑞高校宿舍預(yù)付費(fèi)電控系統(tǒng).2019.11版