【摘要】企事業(yè)單位能源供應(yīng)預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)與家庭能源供應(yīng)預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)的主要區(qū)別在于前者對安全可靠性的要求特別高；一些重要部門的能源供應(yīng)突然中斷，容易導(dǎo)致事故。IC卡預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)是根據(jù)企事業(yè)單位能源供應(yīng)的安全可靠性要求開發(fā)的。一個(gè)完整的能源預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)由銷售卡系統(tǒng)、能源計(jì)量子系統(tǒng)、預(yù)付費(fèi)控制子系統(tǒng)、預(yù)付費(fèi)監(jiān)控子系統(tǒng)和子系統(tǒng)之間的傳輸介質(zhì)組成。預(yù)付費(fèi)控制子系統(tǒng)包括IC卡讀卡器、預(yù)付費(fèi)總控制器、控制閥和控制閥。、權(quán)限管理、單位檔案管理、IC卡初始化、IC卡充值、操作痕跡查詢等。能源預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)集成了能源計(jì)量、數(shù)據(jù)采集、能源供應(yīng)控制三大功能，實(shí)現(xiàn)了能源計(jì)量、數(shù)據(jù)及時(shí)傳輸、欠費(fèi)關(guān)閉的功能。該系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于能源供應(yīng)區(qū)，用戶反響良好。

【關(guān)鍵字】智能電網(wǎng)；能源；無線通信；可靠性；預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)；數(shù)據(jù)采集；監(jiān)控

0引言

近年來，能源預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展對能源供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)具有重要意義。該系統(tǒng)不僅節(jié)省了在家抄表的人工成本，還將改后付費(fèi)作為預(yù)付費(fèi)，消除了能源費(fèi)拖欠的問題，實(shí)現(xiàn)了收費(fèi)管理的現(xiàn)代化。能源預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)的發(fā)展促進(jìn)了能源計(jì)量表和控制設(shè)備的發(fā)展，預(yù)付費(fèi)水表、電表和燃?xì)獗砭哂蓄A(yù)付費(fèi)管理和控制功能。消費(fèi)者從售卡處購買1C卡或充值，安科瑞王金晶，13/+77-443-/09+92，然后將費(fèi)用存入表計(jì)，使閥門自動打開，然后進(jìn)行供水或供氣。在這個(gè)過程中，容易制造的一方和一方。

1能源預(yù)收費(fèi)系統(tǒng)的組成

能源預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)由5個(gè)基本部分組成:售卡、制卡子系統(tǒng)，能源計(jì)量子系統(tǒng)，預(yù)付費(fèi)控制子系統(tǒng)，預(yù)付費(fèi)監(jiān)控管理子系統(tǒng)和各系統(tǒng)之間的傳輸介質(zhì)，如圖1所示。

1.1售卡、制卡子系統(tǒng)

售卡、制卡子系統(tǒng)一般安裝在財(cái)務(wù)部門或熱網(wǎng)管理站的財(cái)務(wù)專員處。其硬件包括非接觸式IC卡讀寫器和與之相連的PC機(jī)。軟件界面包括操作員密碼驗(yàn)證(總貌畫面）、權(quán)限管理、單位檔案管理、IC卡初始化、IC卡充值、操作痕跡查詢等界面。安科瑞王金晶，13/+77-443-/09+92

1.2能源計(jì)量子系統(tǒng)

因能源種類、介質(zhì)類型和設(shè)計(jì)的不同，能源計(jì)量子系統(tǒng)的組成也不同。對于以蒸汽為介質(zhì)的供熱系統(tǒng)，計(jì)量的對象為蒸汽的質(zhì)量流量或熱量流量，系統(tǒng)通常由流量變送器（或傳感器）、壓力變送器、溫度傳感器、流量演算器等組成.為了提高系統(tǒng)的可靠性，有的設(shè)計(jì)中還提供不間斷電源。為了將測量結(jié)果及時(shí)遠(yuǎn)傳到中控室的監(jiān)控站，流量演算器一般帶有數(shù)字通信口，常用的傳輸介質(zhì)為有線、無線以及移動通信（GPRS或CDMA)。隨著移動通信資費(fèi)的降低，現(xiàn)在人們更喜歡采用移動通信的方法。以GPRS為通信介質(zhì)的蒸汽預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，蒸汽計(jì)量系統(tǒng)的精度應(yīng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)±2.5%，實(shí)際精度可以達(dá)到2.5%±1.5%.在常用流量附近或接近滿度流量的地方，可以達(dá)到流量示值的準(zhǔn)確性±0.5%±1.0%。

1.3預(yù)付費(fèi)控制子系統(tǒng)系統(tǒng)

預(yù)付款控制子系統(tǒng)由預(yù)付款控制器和控制閥組成。其中，控制閥安裝在管道上，控制器配有讀卡器，通常安裝在現(xiàn)場操作方便的地方。

預(yù)付款控制器應(yīng)具備以下基本功能。

①讀卡。預(yù)付款控制箱配有非接觸式讀卡器，將客戶提前購買的1C卡金額讀入與卡號一致的控制箱單片機(jī)，并顯示在彩色LCD上，剩余金額也相應(yīng)調(diào)整。

②1C卡充值記錄圖片。每次在控制箱讀卡器上刷卡充值時(shí)，如果充值成功，將形成充值記錄。記錄包括：充值日期、時(shí)間和充值金額。所有充值記錄都可以通過操作控制器面板查詢。

③預(yù)付款主要顯示屏幕。主顯示屏的目的是通知熱用戶充電控制箱的余額和當(dāng)前蒸汽單價(jià)。此屏幕還顯示當(dāng)前累積流量和控制閥的開度。安科瑞王金晶，13/+77-443-/09+92

④自動關(guān)閉閥門。當(dāng)余額為0時(shí)，控制器(或計(jì)算機(jī))自動關(guān)閉閥門。

⑤故障診斷代碼。

1.4數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控子系統(tǒng)

該系統(tǒng)是整個(gè)能源供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控和指揮中心。它首先收集、保存和處理分布在各個(gè)地方的現(xiàn)場能源計(jì)量表的測量結(jié)果，并將其制作成各種圖片供操作經(jīng)理使用；其次，監(jiān)控每個(gè)客戶終端的能耗和余額，并在余額較小時(shí)提前三天、兩天和一天自動發(fā)送提示信息：當(dāng)剩余金額為0時(shí)，現(xiàn)場控制閥通過計(jì)算機(jī)關(guān)閉，或能源控制閥通過現(xiàn)場預(yù)付款控制器自動關(guān)閉。監(jiān)控站計(jì)算機(jī)的圖片可以非常豐富。一般來說，檢測控制點(diǎn)的地理分布圖片和動態(tài)流程圖

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題研究

2.1可靠性問題

安全可靠的設(shè)計(jì)是預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)的關(guān)鍵。

①系統(tǒng)不會因?yàn)橹麟娫磾嚯姾涂刂凭€斷開而意外關(guān)閉閥門。當(dāng)主電源斷電時(shí)，電動控制閥的閥門可以保持原來的閥位，不會自行關(guān)閉閥門；控制線斷開后，閥門不會自行關(guān)閉。

②上位機(jī)的啟動/關(guān)閉和系統(tǒng)調(diào)試不應(yīng)導(dǎo)致控制閥關(guān)閉。在系統(tǒng)正式投入控制之前，關(guān)閉控制閥的電源，調(diào)試過程中的各種操作不會導(dǎo)致控制閥意外關(guān)閉。上位機(jī)操作控制閥的條件是：應(yīng)用程序正常運(yùn)行；它可以與下位機(jī)進(jìn)行正常通信，值機(jī)人員可以按下相應(yīng)的閥門關(guān)閉按鈕。當(dāng)上位機(jī)啟動、關(guān)閉、斷電和出錯時(shí)，不可能同時(shí)滿足這三個(gè)條件。因此，系統(tǒng)是安全的。

③防止控制閥卡住。預(yù)付費(fèi)控制系統(tǒng)中的大多數(shù)控制閥動作較少，一些測量點(diǎn)可能一年內(nèi)不動作。因此，閥芯總是停留在一個(gè)位置，這很容易被流體中的水垢和其他異物卡住，導(dǎo)致在需要關(guān)閉閥門時(shí)無法關(guān)閉。解決這個(gè)問題的方法是經(jīng)常移動閥芯。例如，在上位機(jī)中設(shè)計(jì)一個(gè)程序，上位機(jī)定期發(fā)出關(guān)閉閥門的信號，并自動記錄閥門動作的真實(shí)性

實(shí)際響應(yīng)數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)判斷控制閥是否正常工作。在測試過程中，閥門關(guān)閉的程度應(yīng)限于不影響用戶使用的程度。實(shí)現(xiàn)這一措施的基礎(chǔ)是選擇比例電動控制閥，并對比例閥位進(jìn)行反饋。

④防止冷管閥打開引起的水擊。冷管蒸汽應(yīng)遵循一定的程序。操作過于緊急，容易造成水擊和設(shè)備損壞。在預(yù)付款控制系統(tǒng)中，業(yè)主可在控制閥旁邊設(shè)置一個(gè)直徑足夠小的旁通閥；冷管啟動時(shí)，先打開旁通閥加熱管；加熱過程結(jié)束后，打開預(yù)付款控制閥。預(yù)付款閥關(guān)閉后，仍有旁通閥為下游提供少量蒸汽，以防止預(yù)付款閥因管道內(nèi)積水而重新打開時(shí)水擊。

⑤儀器的故障診斷和診斷信息的管理。預(yù)付款控制器和計(jì)量表的正常運(yùn)行是預(yù)付款系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提。因此，預(yù)付款控制器和流量計(jì)算器應(yīng)具有必要的故障診斷功能，并將診斷結(jié)果上傳到上位機(jī)，以顯示、報(bào)警和準(zhǔn)備報(bào)警記錄。同時(shí)，診斷結(jié)果（代碼）也顯示在儀器的LCD屏幕上，以提高系統(tǒng)的可靠性。安科瑞王金晶，13/+77-443-/09+92

2.2防止作弊

用于貿(mào)易交接計(jì)量的計(jì)量器偶爾會出現(xiàn)作弊，作弊的方法也很多。在現(xiàn)有儀器中，實(shí)施了以下反作弊策略。

①防止拉電作弊的策略。計(jì)量箱中的流量計(jì)算器具有斷電記錄功能，可以一次性記錄計(jì)劃斷電和故意拉電。主電源斷電后，不間斷電源中的充放電控制器可將干接點(diǎn)信號發(fā)送至流量計(jì)算器的開關(guān)輸入端口，然后通過數(shù)字通信端口發(fā)送至上位機(jī)，在監(jiān)視器上發(fā)送報(bào)警信號，并做好事件記錄，以備將來參考。

②打開箱門報(bào)警?，F(xiàn)場儀表箱配有行程開關(guān)，一旦箱門打開，就會有一個(gè)接觸信號通過計(jì)算器發(fā)送到上位機(jī)進(jìn)行報(bào)警。

③防止通過上位機(jī)向下位機(jī)下載數(shù)據(jù)作弊。在預(yù)付款控制系統(tǒng)中，為了操作安裝在現(xiàn)場的控制閥，上位機(jī)需要從下位機(jī)（控制器）下載數(shù)據(jù)。如果流量計(jì)算器與控制器結(jié)合在一起，將引起用戶的擔(dān)憂：既然上位機(jī)可以下載控制閥數(shù)據(jù)，為什么不能下載與測量相關(guān)的數(shù)據(jù)？為了消除用戶的擔(dān)憂，控制器和流量計(jì)算器分為兩個(gè)表。其中，用于測量的流量計(jì)算器應(yīng)向政府授權(quán)機(jī)構(gòu)申請驗(yàn)證，驗(yàn)證合格后加蓋印章。

④防止修改與測量結(jié)果相關(guān)的數(shù)據(jù)作弊。在智能流量計(jì)算器中，輸入密碼后可以修改許多數(shù)據(jù)。儀器出廠后，在流量計(jì)算器中設(shè)置了“關(guān)鍵數(shù)據(jù)修改記錄功能”，以防止掌握密碼的人非法修改這些數(shù)據(jù)。每次修改關(guān)鍵數(shù)據(jù)時(shí)，都會形成黃色筆跡記錄，從而消除這種作弊方法。

安科瑞Acrelcloud-3200預(yù)付水電云平臺

3.1概述

AcrelCloud-3200預(yù)付費(fèi)水電云平臺是安科瑞開發(fā)的與DDSY-1352單相電子預(yù)付費(fèi)電能表和DTSY-1352三相電子預(yù)付費(fèi)電能表相匹配的電力銷售管理系統(tǒng)。此外，還可以選擇遠(yuǎn)程閥控水表，形成水電一體化預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)，以達(dá)到先付費(fèi)后用水的目的。剩余水用完后，閥門將自動關(guān)閉。主要完成電能表/水表參數(shù)設(shè)置、商戶電力銷售/水銷售管理和能耗管理。操作簡單，實(shí)現(xiàn)物業(yè)公司遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)操作的實(shí)時(shí)監(jiān)控。具有良好的人機(jī)界面，能有效統(tǒng)計(jì)和管理數(shù)據(jù)。

3.2應(yīng)用場所

該平臺適用于公寓出租人、商業(yè)廣場、公寓酒店、物業(yè)社區(qū)、辦公樓、物流倉儲、大學(xué)、連鎖超市、智能公園、農(nóng)貿(mào)市場等場所。

3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.4系統(tǒng)功能

3.4.1房間監(jiān)控

清晰簡潔地顯示所有房間狀態(tài)信息、建筑樓層、在線連接損失、成本狀態(tài)等。進(jìn)入房間的詳細(xì)信息可以查看當(dāng)前房間的實(shí)時(shí)信息，了解當(dāng)天的用電量和用電量。房間內(nèi)的電表可以進(jìn)行各種遠(yuǎn)程控制操作，如開戶、電價(jià)設(shè)置、售電、退電、報(bào)警金額設(shè)置、開關(guān)操作等。

3.4.2電戶開表

系統(tǒng)針對商鋪開戶不僅支持一戶一表，也支持一戶掛多表的需要;支持自定義電價(jià)方案，單一電價(jià)、尖峰平谷電價(jià)、階梯電價(jià)等:支持預(yù)先設(shè)置開戶信息后期一鍵開戶;支持設(shè)置電表合額告警默認(rèn)三級告警，告警金額和次也可以自定義，推送方式支持手機(jī)短信，APP推送，郵件、語音外呼、公眾號推送等。

3.4.3充電繳費(fèi)

可以對已開戶的電表進(jìn)行遠(yuǎn)程充值，電費(fèi)實(shí)時(shí)下發(fā)到電表。電表會根據(jù)電度走字實(shí)時(shí)扣除電費(fèi)同時(shí)系統(tǒng)也支持早臺計(jì)費(fèi)，金額下發(fā)到系統(tǒng)賬戶，到賬快速穩(wěn)定。

3.4.4財(cái)務(wù)管理

訂單總覽，包含系統(tǒng)里所有水電充值退費(fèi)記錄，以及物業(yè)費(fèi)扣費(fèi)流水記錄。收入概況，可以從日，月，年，時(shí)間跨度等不同維度統(tǒng)計(jì)水電費(fèi)收入情況，收入組成。

3.4.5報(bào)表

系統(tǒng)還提供了多個(gè)報(bào)表以供查詢。用電綜合報(bào)表，幫助財(cái)務(wù)統(tǒng)計(jì)每個(gè)月商鋪總用電量，尖峰平谷用電量以及電費(fèi)，能耗同比分析，可以比較每個(gè)月份與去年同期相比的用能差距。能耗日月年報(bào)表，按日，月，年三個(gè)不同維度查詢電表每個(gè)階段的用能情

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3.4.6批量操作

為了方便用戶對大量儀表進(jìn)行管理和設(shè)置，可以在系統(tǒng)中新建批量操作任務(wù)，比如設(shè)置電價(jià)、電表控制、儀表設(shè)置、充值等，批量任務(wù)可以立即執(zhí)行，也可以定時(shí)執(zhí)行。

3.4.7自定義收費(fèi)方案

為了靈活應(yīng)對用戶多種多樣的收費(fèi)方案，比如物業(yè)費(fèi)，房租，服務(wù)費(fèi)等，系統(tǒng)支持用戶自定義收費(fèi)項(xiàng)目。收費(fèi)方式可設(shè)置直接從賬戶扣除或者生成催繳賬單，可設(shè)置周期性收費(fèi)或者一次性收費(fèi)，可以按固定金額收費(fèi)或者按房間面積換算等等。

3.4.8公共區(qū)域用電分?jǐn)?/p>

指定某塊表為主表，然后分配關(guān)聯(lián)子表，系統(tǒng)每個(gè)月自動將主表的用電按比例換算成電費(fèi)從子表中扣除，這樣可以剩余人工統(tǒng)計(jì)的麻煩。公攤方式多樣，可以根據(jù)比例公攤，按房間面積公攤，按用量公排，收費(fèi)方式有直接扣費(fèi)或者生成維費(fèi)賬單。

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3.4.9公眾號在線支付

用戶可以在微信小程序或者微信公眾號自助查詢電表使用情況以及繳費(fèi)。

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3.5系統(tǒng)硬件配置

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4結(jié)束語

能源預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)集成了能源計(jì)量、數(shù)據(jù)采集和能源供應(yīng)控制三大功能，實(shí)現(xiàn)了能源計(jì)量、數(shù)據(jù)及時(shí)傳送、欠費(fèi)關(guān)停的功能。1C卡的使用能有效防止偷氣，保障了計(jì)量的公平公正，并大大減少了人工抄表的費(fèi)用。所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)采用了一些智能化的方法，能夠確保用戶不發(fā)生意外停汽，保障安全用氣。該系統(tǒng)在供能區(qū)域得到了廣泛使用，用戶反響良好。

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