摘要：介绍西南大学两江实验中学项目，采用内控型智能预付费电度表，采集学生宿舍实时用电量。系统采用现场就地组网的方式，组网后通过现场总线通讯并远传至后台，通过Acrel-3200型远程预付费管理系统实现学生宿舍用电的实时监控和管理。
关键词：西南大学两江实验中学;预付费电能表;Acrel-3200;安科瑞;
0、概述
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被誉为“重庆城市建设的西装料”的蔡家无论从政策、配套、交通都做好准备，但这片区域教育却尚属薄弱，教育问题不仅成为困扰本区域居民的大难题，而且也长期滞缓着蔡家板块的能级跃升，教育成为提升蔡家板块影响力的步重棋。
作为蔡家区域*，面对亟待解决的教育稀缺问题，重庆东原斥资3.5亿，不遗余力地为蔡家引入区域内好的中学校西大两江实验学校，弥补蔡家教育配套的空白。 该校落址蔡家新区东原·嘉阅湾项目内，占地面积近10万平方米，计划2017年9月正式开学。
本项目为西大两江实验学校的远程预付费管理系统，对各个教学楼和学生宿舍楼内的预付费电表进行监控，共使用了型号为DDSY1352-NK和DTSY1352-NK的内控型预付费电表578只。
1、需求分析
为实现整个群体建筑智能化管理，需实时监测学校各个教室和宿舍，实现预付费电能管理，具体功能如下：
1）．预付费仪表数据实时显示；
2）．预付费仪表远程电费充值；
3）．电费充值记录查询；
4）．电费不足，界面报警；
5）．远程抄表；电能管理；
6）．运行事件报警、记录及查询打印功能；
7）．设备通讯异常实时采集显示；
8）. 和校园卡通共享数据；
9）．用户权限管理。
2、系统方案
安科瑞Acrel-3200远程预付费管理系统根据西大两江实验学校实际情况进行组网设计，因为后勤要求电费由财务收取，所以将远程预付费管理系统主机设置在财务室内，现场仪表分布在各个建筑内，所以采集器都安装在各个建筑的电井内，现场所有的内控型预付费电表都是通过RS485总线直接入到采集器，采集器在通过校园局域网传输到主机。如下图所示：站控管理层（主站）、网络通讯层（数据采集箱）和现场设备层（预付费电能表）。
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1）站控管理层
站控管理层针对预付费管理系统的管理人员，是人机交互的直接窗口。
2）网络通讯层
通讯层主要是由通讯采集箱、工业交换机、以太网设备及总线网络组成。通讯采集箱的主要功能是负责实时采集现场智能设备的参数并将数据上传；以太网设备及总线网络的主要功能是实现采集箱与主站之间的数据交互，使系统管理集中化、信息化、智能化，极大提高了配电系统的安全性、可靠性和稳定性，真正达到了无人值守的目的。
3）现场设备层
现场设备层是数据采集终端，主要由智能预付费电度表及断路器组成，智能仪表均采用RS485通讯接口，采用MODBUS通讯协议总线型连接接入采集箱，经采集箱和交换机将数据上传给监控主机。
智能仪表现场连接示意
现场智能装置（楼层预付费电度表）以手拉手方式通过屏蔽双绞线(RVSP2*1.0)进行通讯连接，每根总线连接智能仪表数量在25只左右，不同种类的智能装置连接在不同的总线上，然后将数据上传至采集箱，进而将数据上传至监控主机。具体连接示意图如下所示：
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3、系统功能
登录界面
点击桌面上的“东原蔡家中学预付费管理系统”，软件开始运行。进入监控系统界面，查看监控数据。当用户需要使用【电费充值】、【财务查询】、【管理维护】等功能，需要登录【管理员】帐号才能操作。用户名分为“管理员”和“值班员”，两者权限不同，操作员只能操作部分功能，管理员拥有高权限。
进入监控系统界面后，本套预付费系统分为六大功能模块：【配电监测】、【电费充值】、【财务查询】、【电能统计】、【通讯示意】、【管理维护】。
配电监测
配电箱实时显示界面
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可查看个配电回路的分布和连接情况以及主要的电参量。主要数据包括：剩余电量，剩余电力报警限值，总用电量、回路名称。
当选择管理员身份登录系统后，可在系统次图中点击回路名称，直接对回路名称、剩余电量报警限值进行修改，修改后系统会自动保存。
当剩余电量低于剩余电量报警限值，系统弹出报警提示如下图所示。
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当需要选择其他楼层的配电箱实时显示界面，只需点击右上角的【楼层选择】按钮即可，选择对应楼层。如图所示。
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电费充值
当客户需要充值电费时，充值员按照以下步骤完成充值。
1、将IC充值卡插入IC读卡器中，当听到清脆的滴答声，证明IC读卡正常。
2、在预付费【首页界面】中右击鼠标登陆【管理员】账号，如果【首页界面】界面登陆用户【管理员】登陆成功。
3、在预付费【首页界面】中点击【电费充值】，系统弹出【充值收费】窗口。
4、在【充值收费】窗口，首先查看【购电卡编号】与IC卡编号是否。然后实收金额栏输入充值金额，点击【确认交费】。当剩余电量显示变化，表示充值成功。后点击【交费打印】按钮，即可打印充值交费信息，打印完成点击【退出】按钮
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财务查询
财务查询模块主要现实了该模块实现以充值卡号、时间等多种方式对充值记录的查询功能，并能导出excel文件格式电子表格。
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点击上图中的数据库刷新，即可刷新充值记录。如果需要查询某段时间内充值的记录，点击“时间查询”按钮 如何设置好要查询的时间段，即可查询该时段充值记录。充值卡号查询功能，就是输入对应的IC卡号，即可查询该IC的充值记录。
电能统计
电能统计界面
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点击【系统首页】上的【电能统计】按钮 。
对用电量的管理以报表形式呈现，该报表可以呈现系统运行期间的任意时间段内的各回路用电，每个进线回路及它所带的出线回路制作在张表内，可方便查询。如有多张表格，可在表页下端选择切换。
通过调节开始时间和结束时间，点击“查询”按钮，即可显示此时间段内的用电量，也可以以电子表格的形式导出和打印。
通讯示意
仪表状态功能说明
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点击【系统首页】上的【通讯示意】按钮 。
进入通讯状态后，能够看到整个系统采用已变压器为干线的分布式网络结构，具有系统网络诊断功能。能实时监控系统网络通讯状态，出现网络故障时，系统自动显示故障线路及具体单元。
管理维护
管理维护模块主要现实了电费费率设置，剩余电费下限报警值设置，用户权限管理、系统日志、报警查询、退出系统等功能
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用户管理
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用户管理界面为用户提供了3项与用户身份和管理有关的功能。“用户登录”可以实现登录用户身份的切换；已登录用户可以通过“用户注销”删除登录用户的身份；“管理员”可以通过“用户配置” ，修改所有用户的登录密码；“管理员”可以使用“添加删除”增添用户身份，也可以删除已有的用户身份。
系统日志
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通过系统日志功能用户可以查看设备通讯状态，用户登录记录，预付费系统操作日志等记录。
报警查询功能
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当用户需要查询报警信息时，只需点击历史报警查询界面中的“查询”按钮设置好需要查询的时间段，即可实现该时间段报警信息的查询。
4、结束语
随着社会的发展及电力的广泛应用，预付费管理系统已成为大型商场、学校用电收费的必然选择，本文介绍的Acrel-3200远程预付费管理系统在西大两江实验学校的应用，可以实现对学校教室和宿舍用电的实时监控与电能管理，不仅能显示回路用电状况，还具有网络通讯功能，可以与串口服务器、计算机等组成电力监控系统。系统实现对采集数据的分析、处理，实时显示商户配电回路的运行状态，对分合闸、负载越限具有弹出报警对话框及语音提示，并生成各种电能报表等，便于电能的远程抄表以及分析、研究。该系统运行安全、可靠、稳定，为学校用户解决用电问题提供了真实可靠的依据，取得了较好的社会效益。［2］
参考文献：
[1].任致程 周中. 电力电测数字仪表原理与应用指南[M]. 北京. 中国电力出版社. 2007. 4
[2].周中等编著. 智能电网用户端电力监控与电能管理系统产品选型及解决方案[M]. 北京. 机械工业出版社. 2011.10
