电能计量采集系统的应用与实现_电能计量数据采集系统
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电能计量采集系统的应用与实现
摘要：作为一种重要的自动化电力系统，电能计量采集系统十分复杂，它将集合主站系统，电能采集终端，电能表，辅助设备系统等多种功能和多个环节为一体，而在整个环节当中，用于主站和终端通信的采集软件是否能够做到稳定和实用，起着最为重要的作用，本文根据实际工作经验，介绍相应的电能计量采集系统的改造和硬件架构，并根据情况，介绍对此系统优化和改造的过程，使其真正符合电力生产的具体需要。
关键词： IEC102；电能计量采集；设计
一般来说，电能计量管理系统包含对计量点、在线计量设备、计量标准、计量法规法制、计量信息等问题的管理。随着科技的发展，电能采集系统的已经改变了原有的通过人工计算的传统方式，更好地对某地点电量进行相应的采集、计算和管理，提高电能核算的效率，但与此同时，我们在系统的设计和使用中，过分重视系统功能的多样性，便导致系统的稳定性有所降低，所以，这需要各类系统维护人员进行系统合理的设计和改造，使之满足电力计量采集的具体需要。
一、电能计量采集系统硬件架构和改造问题简析
原始的采集系统架构与重新设计和改造后的采集系统架构有着极大的不同，最早的系统其设备的运行，都必须在连接到交换机后再进行联系，在进行一段时间的日常运行后，由于它和其它的系统出现了一系列冲突，且数据库很容易全线瘫痪，容易引起采集通道问题，因此为了有效系统的稳定性和多功能性，我们对系统进行了第一次的设计改造，主要是将数据库系统设置在主站系统服务器的虚拟机当中，相当于两套具有同样功能的系统同时运行，提高了运行的稳定性，并有效优化了网络的拓扑设置，通过防火墙，实现内部网和外部网的通信联系。在第一次的系统设计和改造后，通道堵塞的问题被有效解决，系统的安全性被提升，并且因为两台服务器同时运行，假设有一台服务器的数据库发生故障，对电能的计算也不会产生影响。
二、利用键盘模拟手段实现不同软件之间数据接口
2.1 软件接口问题
在构建电能量自动采集系统之前，一般都是采用人工的手段，进行人工的电子表格和核算系统使用，在自动化的采集系统构建后，可以提取数据后，利用主控室的电脑现实数据，但是由于采集系统和核算系统的非一体性（不是同一厂家生产），若不实现共享，那么电能计量采集系统的的功能就会受到很大影响。
因此，为了解决问题，需要进行采集系统和核算系统厂商之间的协商和沟通，一般来说，采集系统采集电能数据指后，将其存储在自身数据库当中，相应的核算系统软件通过约定的数据结构，定时访问采集系统相应的数据库，并将其保存到相应的生产数据库当中，遇到交接班时间，从生产数据库中提取数据。由于其中环节复杂，容易导致计算错误，这对系统的精密性产生了巨大的挑战和问题，所以，为了保证系统的稳定和严密，需要进行几方系统的协调，避免系统的精确性的问题，解决系统的稳定性问题。
2.2 接口解决方案
为了减少中间的环节的影响，我们根据实际需要，进行了接口解决方案的使用和开发，这个方案相当于将人工完成的各项工作交给机器，其基础是不对原来各系统的功能和结构进行改变。这种接口方案，一般是在原有的系统基础上对各个系统的数据进行协调共享，在不进行改动的前提下进行修改，其优点是简易、不改变原有设计和程序。基于IEC102规约的采集程序的设计
3.1 通信规约
在电能计量采集系统中，其最重要的数据传输工具为“电表数据传送到采集器”、“采集器数据传送到主站”，这都需要依靠通信规约。通过了解，我们发现厂家一般选择IEC102规约来进行表计时维护，这种手段十分稳定，甚至能表计停电后依然进行表码数据的采集。所以，需要在自动化原则引导下，开发一个稳定、实用，并结合1EC102规约的软件采集系统，并将其和其他系统进行对接，这就是第二阶段的设计和改造。
3.2 基于IEC102规约的采集程序开发
在改造过程中，充分了解主站程序和采集终端通信的具体工作情况，并有效实现主站和采集终端数据的通信。一般来说，主站和采集终端的通讯是在socket协议基础上，利用IEC102规约实现的。
3.2.1 socket协议简介
socket的英文意思是 “插座”，一般来说，只要了解了终端采集器的IP地址和socket的号码，利用socket协议和各类的编程手段，达到主站和采集终端的连接的效应。
3.2.2 IEC102规约简介
从1996年开始，IEC标准化协会基于电能累计量传输，颁布了IEC 60870-5 102国际标准，这套标准利用非平衡传输规则，也就是在具体的传输过程的启动时，只限制于某一固定点，数据传输时采用的帧格式为ft1.2异步字节传输格式。在本规约中启动端为主站端，而终端设备位于计数站，始终为从动站，主站对各终端执行主从问答方式通讯。
3.2.3 采集软件的基本流程与实现
每一个表计在采集终端中都有一个相应的地址，一般每条总线都是可以固定数量的电能表数据，在采集终端内而表计都有一个固定的编号，采集终端不停循环地采集电表表码，并将其编入相应地址的缓存区中，而主站采集程序就是在预定的时间向终端下令采集每个地址缓存区中的二进制数据。在熟悉了基本原理的基础上，利用各种程序（如VC++&MFC）来编写相应的采集程序，有效利用多线程技术，在运行主站程序的同时，连接各个采集终端，并发出采集命令，在指令得到回复之后，进行编码转换和数据校验，然后再发送一次采集的指令，以检测两次的结果是否相同，如果两次结果相同，那么可以这次采集的结果是正确有效的。一般来说，每个线程能够采集若干电能表，整个采集过程一般在一秒内就可以完成采集，速度较快，并能够实现自动将数据数据库中，利用ASP服务器进行数据发布，并且通过自动录入软件实现和核算系统的对接。整个系统虽然结构比较简易，但功能性和稳定性较高，解决了相应的问题。
四、结束语
众所周知，电能计量采集系统的工作环节和工作原理十分复杂，对计量精度要求较高，所以，需要在改造和设计等方面进行逐步的系统改造和完善。本文根据实际改造和开发经验，对企业相应的电能计量采集系统进行创新地设计和改造，已经达到了良好地效果，实现了系统的稳定运行，有效地解决了系统的稳定性和实用性的问题。
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