0威勝儀表集團(tuán)光纖集抄方案交流

2012年2月1引言目前集抄方案抄表實(shí)時(shí)性及成功率不佳而苦惱；臺(tái)區(qū)檔案歸屬不清，需要進(jìn)行大量的基礎(chǔ)排查工作而苦惱；部分臺(tái)區(qū)抄表穩(wěn)定性不高，一直需要大量的后期調(diào)試維護(hù)工作而苦惱；被拉閘用戶交了電費(fèi)但是不能及時(shí)通電，需要前往現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)通電而苦惱；……………..

當(dāng)我們面對(duì)的客戶，有以上凡此種種煩惱，那么今天介紹光纖集抄方案將是一個(gè)可供推薦選擇的性價(jià)比高的集抄采集方案。當(dāng)客戶正在為……2威勝光纖集抄系統(tǒng)簡(jiǎn)介

威勝首創(chuàng)的光纖集抄系統(tǒng)方案能夠與目前國(guó)網(wǎng)結(jié)構(gòu)方案較好兼容，且基于技術(shù)創(chuàng)新，光纖集抄方案可以解決現(xiàn)階段集抄瓶頸。光纖集抄方案設(shè)備層次結(jié)構(gòu)與其他采集方案類似，主要包括采集計(jì)量設(shè)備（即電表）、數(shù)據(jù)處理傳輸設(shè)備（即集中器）和數(shù)據(jù)處理中心（即主站設(shè)備）。與其它方案區(qū)別是下行采集信道差異。本方案采集計(jì)量設(shè)備（智能電表）和數(shù)據(jù)處理傳輸設(shè)備（集中器）之間采用塑料光纖（POF）作為通信媒介，有效保證通訊穩(wěn)定可靠，實(shí)時(shí)采集成功率高，以及遠(yuǎn)程拉合閘控制等功能一次操作成功。

3光纖集抄方案主要特點(diǎn)電能量數(shù)據(jù)采集成功率高，穩(wěn)定可靠；實(shí)時(shí)性好，遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)及拉合閘控制等功能操作成功率高；能夠第一時(shí)間知曉現(xiàn)場(chǎng)換表、撤表，方便主站人員及時(shí)采取針對(duì)性處理；電表檔案的自動(dòng)搜索識(shí)別并主動(dòng)上報(bào)，能夠第一時(shí)間提示出臺(tái)區(qū)表計(jì)檔案安裝信息與表計(jì)實(shí)際位置信息可能不一致問(wèn)題，杜絕登記表計(jì)檔案信息人為出錯(cuò)的可能；光纖集抄系統(tǒng)各接入通道抄讀情況，通過(guò)狀態(tài)控制燈的指示，一目了然，使現(xiàn)場(chǎng)施工排查異常診斷變得非常簡(jiǎn)單方便。

4光纖集抄方案系統(tǒng)示意圖5光纖集抄方案組網(wǎng)方式

塑料光纖（POF）通信組網(wǎng)方式采用“主站+光纖集中器+光纖電能表”方式。光纖集抄系統(tǒng)的上行信道，支持以太網(wǎng)、GPRS/CDMA以及EPON等多種上行通信方式，下行抄表信道采用塑料光纖作為傳輸介質(zhì)。每臺(tái)光纖集中器最大支持對(duì)16個(gè)電能表接入及進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集控制等操作。本組網(wǎng)方式適合于電能表計(jì)安裝相對(duì)集中的臺(tái)區(qū)。具體組網(wǎng)方式如下圖所示:6光纖集抄方案組網(wǎng)示意圖7認(rèn)識(shí)我們的產(chǎn)品光纖集中器國(guó)網(wǎng)單相表（光纖）8光纖模塊（安裝在國(guó)網(wǎng)單相表端）9結(jié)構(gòu)安裝尺寸與國(guó)網(wǎng)載波模塊一致，電氣接口符合國(guó)網(wǎng)單相表標(biāo)準(zhǔn)，可以直接與其它下行模塊替換具備運(yùn)行指示燈，模塊的工作狀態(tài)一目了然，方便現(xiàn)場(chǎng)安裝與排查問(wèn)題簡(jiǎn)單方便的光連接接口，不需要專業(yè)的光纖連接工具10光纖集中器結(jié)構(gòu)安裝尺寸與國(guó)網(wǎng)單相表一致，不需要獨(dú)立的安裝箱體，只要表箱內(nèi)留出來(lái)一個(gè)空的電表表位就可以安裝具備16路光纖接口，可同時(shí)接入16塊光纖表，可通過(guò)指示燈實(shí)時(shí)顯示光纖表的連接狀態(tài)上行通信采用模塊化設(shè)計(jì)，可通過(guò)更換模塊靈活配置上行通信方式，支持GPRS、CDMA、EPON等通信方式具備以太網(wǎng)口，可作為備用上行通道具備紅外維護(hù)接口，可方便進(jìn)行參數(shù)設(shè)置11光纖集中器端子及安裝接線光纖連接示意圖13光纖集中器面板指示說(shuō)明維護(hù)紅外用于設(shè)置集中器參數(shù)集中器電源運(yùn)行直流電源指示告警指示有告警狀態(tài)時(shí)指示燈亮，平時(shí)是不亮當(dāng)GPRS、EPON等模塊進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)或與主站通信時(shí)，呈雙色燈閃爍當(dāng)GPRS、EPON等模塊進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)或與主站通信時(shí)，呈雙色燈閃爍當(dāng)連接以太網(wǎng)時(shí)，指示燈亮，有數(shù)據(jù)時(shí)閃爍，集中器默認(rèn)上行GPRS,平時(shí)以太網(wǎng)燈不亮F1～F16為光纖連接狀態(tài)指示，可自動(dòng)檢測(cè)是否安裝成功，對(duì)應(yīng)的通道連接好光纖后，指示燈常亮。上行通信模塊電源指示GPRS模塊在線指示，與主站連接成功后，指示燈亮光纖模塊（安裝在電表上）指示說(shuō)明14指示光纖模塊與電表的數(shù)據(jù)通信狀態(tài)，有數(shù)據(jù)交換時(shí)，呈紅綠雙色閃爍指示光纖模塊的工作狀態(tài)每3s閃一次：工作正常每1s閃一次：光鏈路異常（大多可能是沒(méi)有接好光纖）常亮：未接收到表數(shù)據(jù)（模塊或表有故障）光纖(POF)小常識(shí)——通信基本原理15纖芯包層保護(hù)套纖芯core：折射率較高，用來(lái)傳送光；包層coating：折射率較低，與纖芯一起形成全反射條件；保護(hù)套jacket：強(qiáng)度大，能承受較大沖擊，保護(hù)光纖。n1n2n1>n2n1n2臨界角900臨界角n1n2全反射入射角=反射角θ1θ216光纖(POF)小常識(shí)塑料光纖種類繁多，針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，有不同的型號(hào)的光纖產(chǎn)品對(duì)應(yīng)，在光纖集抄系統(tǒng)中，采用的是纖芯為1mm，外徑為2.2mm的塑料光纖，其纖芯材料為PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯），NA*(數(shù)值孔徑)為0.5，光學(xué)結(jié)構(gòu)為階躍型。優(yōu)點(diǎn):價(jià)格便宜、維護(hù)成本低、節(jié)省銅資源、節(jié)能環(huán)保無(wú)電磁波輻射、無(wú)電噪音影響、搞干擾能力強(qiáng)重量輕、韌性好、抗振抗裂性強(qiáng)、耐用度高耦合性好、導(dǎo)光能力強(qiáng)安裝簡(jiǎn)捷、無(wú)需熔焊、可自行任意切割防水、防潮、防磁、防雷電，適合電力運(yùn)行環(huán)境要求缺點(diǎn)：對(duì)光的衰減較大，最大衰減可達(dá)200dB/km數(shù)值孔徑很大導(dǎo)致光纖的?；兗哟?，會(huì)影響光纖的帶寬因?yàn)橐陨先秉c(diǎn)，光纖集抄方案不適用于距離的數(shù)據(jù)傳輸（20米范圍內(nèi)適宜），但非常適合集中安裝表計(jì)于樓道的場(chǎng)合，抄表應(yīng)用對(duì)帶寬的要求也不苛刻，幾兆的帶寬已可完全滿足現(xiàn)在的應(yīng)用環(huán)境。綜上分析，在較短距離抄表方案中，光纖集抄是完全適合用于電力抄表應(yīng)用的，而且相比其它方案更有優(yōu)勢(shì)。NA*(數(shù)值孔徑)入射到光纖端面的光并不能全部被光纖所傳輸，只是在某個(gè)角度（入射光線與光纖中心線的夾角）范圍內(nèi)的入射光才可以。這個(gè)角度a的正弦值就稱為光纖的數(shù)值孔徑（NA＝sina）。17光纖(POF)小常識(shí)——切割工具18目前集抄主要采集信道對(duì)比信道對(duì)比微功率無(wú)線（兩種模式）窄帶載波（兩種模式）寬帶載波RS485總線ＰＯＦ（塑料光纖）層次結(jié)構(gòu)主站集中器無(wú)線表主站集中器無(wú)線采集器485電表主站集中器載波表主站集中器載波采集器485電表主站集中器載波采集器485電表主站采集終端485電表主站采集終端光纖表應(yīng)用范圍較廣較廣廣泛較廣較少?gòu)V泛新推采集成功率高高較高較高高高高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性高高高高高高高通信穩(wěn)定性較高較高較高較高較高高高通信實(shí)時(shí)性較好較好差差好好好通信速率高高低低高中中通信距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)較遠(yuǎn)較遠(yuǎn)近初期投資較大較大較大較大大小較大安裝工程量小較大小較大較大較大較小維護(hù)工作量較大較大大大大較大小安裝特點(diǎn)分散安裝集中安裝分散安裝集中安裝集中安裝集中安裝集中安裝影響因素障礙物/同頻干擾障礙物/同頻干擾噪聲/用電負(fù)載變化噪聲/用電負(fù)載變化高頻信號(hào)衰減通信線被人為破壞通信線被人為破壞19各種采集通信方式特點(diǎn)分類優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用范圍微功率無(wú)線1、無(wú)需布線，安裝方便。2、自動(dòng)組網(wǎng)，無(wú)需調(diào)試。3、全雙工通信，通信速率高。信號(hào)易受障礙物阻擋。采用公用頻率，信號(hào)易受同頻干擾。農(nóng)村、城郊及城區(qū)障礙物影響較小地區(qū)。電能表安裝分散(全無(wú)線方式)。3、對(duì)通信速率要求高。電力線載波（窄帶）1、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便。2.、無(wú)需布線，需要維護(hù)的設(shè)備小。通信易受干擾。通信實(shí)時(shí)性差。城市電表相當(dāng)比較集中。走線相對(duì)規(guī)范的臺(tái)區(qū)。電力線載波（寬帶）1、通信速率高、實(shí)時(shí)性較好。2、無(wú)需布線，安裝方便。1、存在高頻信號(hào)衰減較快問(wèn)題。2、在長(zhǎng)距離通信中需要中繼組網(wǎng)。1、電能表位置集中的臺(tái)區(qū)。2、對(duì)通信速率要求高。RS485總線1、通信成功率高。2、實(shí)時(shí)性好。1、需要布線，安裝相對(duì)復(fù)雜。2、施工調(diào)試復(fù)雜。3、總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，單點(diǎn)異常，易造成全網(wǎng)絡(luò)不通。1、電能表位置集中的臺(tái)區(qū)。2、表箱規(guī)范，485線不易被破壞。ＰＯＦ（光纖）1、通信成功率高，通信實(shí)時(shí)性好。2、施工調(diào)試方便。3、支持電表檔案的自動(dòng)搜索識(shí)別并主動(dòng)上報(bào)。1、需要布線，安裝相對(duì)載波復(fù)雜。1、電能表安裝相對(duì)集中的臺(tái)區(qū)。2、表箱規(guī)范，光纖不易被破壞。20產(chǎn)品推介———投資成本分析

電能量數(shù)據(jù)集中采集是一個(gè)系統(tǒng)工程，從前期的方案確定，設(shè)備的采購(gòu)，工程的安裝實(shí)施調(diào)試，以及系統(tǒng)的日常運(yùn)行維護(hù)等等，涉及到多個(gè)環(huán)節(jié)部門(mén)。關(guān)于集采方案的投資預(yù)算至少需包含以下三個(gè)方面：設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用：包括集抄終端，電能表及其他環(huán)節(jié)設(shè)備成本；工程實(shí)施費(fèi)用：包括工程設(shè)備安裝及調(diào)試費(fèi)用，以及因噪聲干擾大導(dǎo)致臺(tái)區(qū)抄讀效果不佳需加裝集抄終端甚至需要進(jìn)行臺(tái)區(qū)線路改造費(fèi)用等；運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用：主要包括平時(shí)設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用包括GPRS通信費(fèi)用等以及抄讀不穩(wěn)定及效果不佳臺(tái)區(qū)的終端及表計(jì)需要現(xiàn)場(chǎng)排查分析所產(chǎn)生的維護(hù)費(fèi)用等；21實(shí)例分析

典型實(shí)例對(duì)比分析：假定表計(jì)數(shù)量為：180只，多層建筑，表計(jì)表箱分單元集中安裝，除通信方案共有設(shè)備成本（比如電表本身成本，主站設(shè)備成本等），僅從采集通道不同，比較以上各環(huán)節(jié)成本構(gòu)成差異，兩者均按照折算到單塊表計(jì)分?jǐn)偝杀?，光纖方案與載波方案綜合對(duì)比如下：22產(chǎn)品推介———投資成本對(duì)比分析方案費(fèi)用載波方案光纖方案設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用1個(gè)載波集抄終端與180個(gè)表端載波通信模塊12個(gè)光纖集抄小終端與180個(gè)表端光纖通信模塊按一個(gè)典型臺(tái)區(qū)180塊表分?jǐn)傉鬯悖狠d波通信采集成本：62元/表按一個(gè)典型臺(tái)區(qū)180塊表分?jǐn)傉鬯悖汗饫w通信采集成本：102元/表工程安裝費(fèi)用無(wú)需線路改造需線路改造光纖成本：3元/表0元/表較大工程調(diào)試費(fèi)用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，檔案排查等耗費(fèi)人力物力等復(fù)雜臺(tái)區(qū)還需要加裝集抄終端

0元/表5元/表大于40元/表運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用按照運(yùn)行10年，每年運(yùn)行維護(hù)（終端，表計(jì)及通信等）運(yùn)維費(fèi)用8元/表/年合計(jì)：80元/表按照運(yùn)行10年，每年運(yùn)行維護(hù)（終端及通信等）運(yùn)維費(fèi)用4元/表/年；合計(jì)：40元/表合計(jì)費(fèi)用

147元/表大于182元/表

145元/表23對(duì)比分析小結(jié)從上面對(duì)比分析看出，對(duì)于表計(jì)集中安裝臺(tái)區(qū)，光纖方案應(yīng)用集中器數(shù)量要多于載波集中器；光纖方案設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用一項(xiàng)略高于載波方案；但是從工程實(shí)施安裝調(diào)試費(fèi)用以及運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用比較，載波方案都明顯高于光纖方案。對(duì)分散臺(tái)區(qū)部分未抄讀成功或抄讀不穩(wěn)定的表計(jì)，可以采用光纖方案作為有益補(bǔ)充，一個(gè)兩區(qū)兩種采集方案組合，從而達(dá)到很好的抄讀效果。24光纖方案推薦應(yīng)用場(chǎng)合從以上分析看，對(duì)于表計(jì)集中安裝臺(tái)區(qū)，光纖方案有明顯的優(yōu)勢(shì)，其安裝維護(hù)簡(jiǎn)單，抄讀穩(wěn)定可靠成功率高，實(shí)時(shí)性好，具有高性價(jià)比。以下場(chǎng)合推薦使用光纖方案：表計(jì)集中安裝的場(chǎng)合；通信實(shí)時(shí)性要求較高的場(chǎng)合（需要遠(yuǎn)程控制以及預(yù)付費(fèi)相關(guān)功能操作）；其他集抄方案抄讀不穩(wěn)定效果不佳的場(chǎng)合；臺(tái)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)負(fù)荷變化明顯，噪聲干擾大等抄讀成功率不佳場(chǎng)合；各種表計(jì)所屬檔案信息記錄不明晰場(chǎng)合；..............................................25光纖方案應(yīng)用實(shí)例

光纖集抄方案，是威勝新開(kāi)發(fā)的首創(chuàng)產(chǎn)品，目前處于試點(diǎn)應(yīng)用階段。華北電科院能效監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；長(zhǎng)沙電業(yè)局－城西供電局；

..............................................26如何接入現(xiàn)有主站系統(tǒng)

主站與光纖集中器之間，傳輸?shù)木唧w規(guī)范，充分考慮以后的實(shí)際應(yīng)用，同時(shí)考慮最大可能復(fù)用（或最小改動(dòng)）國(guó)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，這樣可能便于以后接入主站應(yīng)用。

基于此綜合考慮,直接復(fù)用國(guó)網(wǎng)規(guī)范ERC35：發(fā)現(xiàn)未知電表事件記錄規(guī)范ERC35：發(fā)現(xiàn)未知電表事件記錄27ERC35：發(fā)現(xiàn)未知電表事件記錄發(fā)現(xiàn)未知電表事件記錄數(shù)據(jù)單元格式數(shù)據(jù)內(nèi)容數(shù)據(jù)格式字節(jié)數(shù)D7D6D5D4D3D2D1D0ERC=35