電能表現(xiàn)場校驗與管理智能系統(tǒng)

隨著電力事業(yè)的發(fā)展，用電單位越來越多，對現(xiàn)場運(yùn)行的電能表進(jìn)行及時、準(zhǔn)確的校驗是保證電力安全、電能計量準(zhǔn)確的必要手段。在過去，校表人員先安排當(dāng)天的校表任務(wù)，接著，帶著校驗儀去校表現(xiàn)場把校驗結(jié)果記錄到本子上，然后將校驗結(jié)果輸入到計算機(jī)中。這樣做不僅使得校表人員疲于安排各種計劃、記錄各種數(shù)據(jù)、統(tǒng)計各類報表，而且隨時都有可能發(fā)生錯誤。
　　
基于以上原因，設(shè)計了一種電能表現(xiàn)場校驗與管理智能系統(tǒng)。該方案基于PDA（Personal Digital Assistant，掌上電腦）和GPRS（General Packet Radio Service）技術(shù)，使用PDA暫存數(shù)據(jù)、通過GPRS網(wǎng)絡(luò)無線傳輸，在校表現(xiàn)場和主站服務(wù)器之間建立一條數(shù)據(jù)通訊鏈路，從而實現(xiàn)了現(xiàn)場電力校表的無紙化、自動化和智能化。同時，系統(tǒng)包含一個強(qiáng)大的管理軟件來管理校表數(shù)據(jù)信息，以達(dá)到校表工作的合理化、系統(tǒng)化。

1 系統(tǒng)構(gòu)成及工作流程
　　
系統(tǒng)主要由3部分組成：主站管理軟件模塊、主站數(shù)據(jù)庫模塊和PDA現(xiàn)場校表模塊，系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示。

                     
　　
整個校表的工作流程可以分為：
　　
•計劃制定。主站軟件生成計劃，經(jīng)過計量專職的審核后生效。
　　
•工作派工。由各外交班班長將計劃分配到每個組。
　　
•任務(wù)下載。校表人員將要執(zhí)行的校表任務(wù)下載到PDA中。
　　
•現(xiàn)場校表。校表人員帶著PDA和校驗儀來到校表現(xiàn)場進(jìn)行校表工作，如果現(xiàn)場出現(xiàn)異常，則通過PDA的無線通信功能連接主站的專家診斷系統(tǒng)，處理各種接線錯誤。
　　
•上傳校驗結(jié)果。校表完成后，校表人員可以通過無線方式或串口通信方式上傳校驗結(jié)果到主站。
　　
•統(tǒng)計各種報表。

2 系統(tǒng)實現(xiàn)
　　
2.1主站管理軟件模塊的設(shè)計
　　
主站管理軟件模塊采用具有高安全性和穩(wěn)定性的C/S（Client/Server）模式,讀寫主站數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)電表等信息的管理、校表工作的安排、對校表數(shù)據(jù)的處理、現(xiàn)場接線錯誤的診斷、各類報表的統(tǒng)計等功能。主站管理軟件的開發(fā)使用了Borland公司的delphi 6開發(fā)工具，它具有可視化開發(fā)環(huán)境（IDE）、編譯器速度快、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫支持功能、靈活的VCL組件、跨平臺開發(fā)等特點，備受應(yīng)用程序開發(fā)者的青睞[2]。各個功能模塊如圖2所示。

               
　　
通信模塊。在主站和PDA的通信中使用GPRS前置機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，實現(xiàn)無線通訊，大大減少外網(wǎng)對主站服務(wù)器的攻擊。同時，提供了和營銷系統(tǒng)、專家診斷系統(tǒng)的接口。
　　
系統(tǒng)管理。可以在系統(tǒng)中設(shè)置部門及各部門下的工作人員，根據(jù)人員的級別分配相應(yīng)的菜單權(quán)限。
　　
檔案管理。操作人員可以對部門、電表、變電所、用戶、區(qū)域等信息進(jìn)行管理，同時提供操作日志查詢。
　　
任務(wù)管理。它包括計劃任務(wù)的生成、校表任務(wù)的下載、校表結(jié)果的上傳。
　　
報表管理。針對計量所的實際需要，提供了各類報表和直觀的統(tǒng)計圖。
　　
2.2 主站數(shù)據(jù)庫設(shè)計
　　
主站服務(wù)器安裝Oracle 8i數(shù)據(jù)庫。Oracle數(shù)據(jù)庫具有安全性強(qiáng)、兼容性好、高可用性、高生產(chǎn)率、多線程處理能力等特點，是世界上使用最廣泛的關(guān)系數(shù)據(jù)系統(tǒng)之一[3]。數(shù)據(jù)庫在整個系統(tǒng)中屬于底層共享的數(shù)據(jù)資源支持層，對上層應(yīng)用提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲、管理、查詢等功能的支持。數(shù)據(jù)庫包括客戶表、變電所表、線路表、電表表、測量點表、任務(wù)表、計劃表、校驗結(jié)果表等，簡要表結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖3所示。

              
　　
2.3 PDA校表模塊的軟硬件設(shè)計
　　
PDA校表模塊包括校驗儀和帶GPRS上網(wǎng)卡的PDA。其中校驗儀用于對電表進(jìn)行校驗檢測，PDA用于保存校驗儀數(shù)據(jù)及和主站的數(shù)據(jù)通訊。
　　
PDA校表軟件參照標(biāo)準(zhǔn)[4]及實際校驗流程設(shè)計。軟件模塊提供界面手工輸入直觀檢查信息，比如電表外殼是否完好、電流量程是否正常、是否失流、是否失壓、是否超載等信息；通過串口轉(zhuǎn)紅外通訊方式接收電表數(shù)據(jù)；通過串口接收校驗儀（PWS）的數(shù)據(jù)，如果是帶紅外的PWS，則可以通過前面的紅外端口接收PWS數(shù)據(jù)。
　　
PDA軟件提供兩種方式實現(xiàn)與主站的數(shù)據(jù)通訊：
　　
•GPRS通訊方式。PDA在檢表現(xiàn)場與主站的服務(wù)器進(jìn)行無線通訊，實時查詢獲取信息及上傳結(jié)果，如果接線有異常的話，通過主站進(jìn)行實時診斷和處理；
　　
•串口通訊方式。用串口線連接PDA和主站客戶端，通過客戶端連接服務(wù)器數(shù)據(jù)庫取得工作內(nèi)容，上傳校驗信息等。
　　
在PDA上還建立了一個小型的數(shù)據(jù)庫，用于存放校表員信息、電表信息、校表任務(wù)信息等數(shù)據(jù)。PDA端軟件在EVC 3.0環(huán)境中開發(fā)，模塊構(gòu)成如圖4所示。

                   
3 系統(tǒng)功能及特點
　　
與傳統(tǒng)的電能表現(xiàn)場校驗相比，該系統(tǒng)具有以下功能特點：
　　
•校表自動化。采集的數(shù)據(jù)通過串口或紅外通訊方式自動輸入到PDA，并且存儲在PDA中，再上傳到主站數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了無紙化、自動化作業(yè)。
　　
•校表智能化。系統(tǒng)提供的錯誤接線專家診斷模塊能通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)，輔助校表人員進(jìn)行接線錯誤判斷，提高工作效率。
　　
•任務(wù)安排合理化。通過生成年計劃算法，結(jié)合考慮用戶類型、去年計劃完成情況、用戶區(qū)域等信息，可以將校表地點、時間相近的用戶或變電所安排在同一天校表，避免了校表人員勞于奔波。
　　
•管理的規(guī)范化。操作員具有不同的管理權(quán)限，方便了不同崗位的計量所人員工作，同時，也確保系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全性、準(zhǔn)確性。
　　
•處理信息化。所有校表結(jié)果最后匯總到各種報表，如電能表運(yùn)行點校驗報表、關(guān)口電能表運(yùn)行點校驗報表、電能表運(yùn)行點非優(yōu)校驗報表、關(guān)口電能表運(yùn)行點非優(yōu)校驗報表、重要電能表運(yùn)行點二率報表、校驗結(jié)果統(tǒng)計、校驗結(jié)果分析等。而且，所有這些統(tǒng)計報表都有相應(yīng)的統(tǒng)計圖，直觀方便的把各種信息呈現(xiàn)在操作員面前。
　　
•網(wǎng)絡(luò)安全性強(qiáng)。系統(tǒng)采用了防火墻技術(shù)、VPN技術(shù)，可以將那些嘗試對主站服務(wù)器的攻擊拒之門外，保障了系統(tǒng)的安全。
　　
•實時性強(qiáng)。GPRS網(wǎng)絡(luò)具有接入時間短、傳輸速率高、資源利用率高等特點[5]，滿足了該系統(tǒng)要求的實時、快速、穩(wěn)定的要求。

4 結(jié)語
　　
結(jié)合PDA和GPRS技術(shù)的電能表現(xiàn)場校驗與管理智能系統(tǒng)，系統(tǒng)維護(hù)方便、操作簡單、易于擴(kuò)展，和傳統(tǒng)校表方法相比，實現(xiàn)了電力校表無紙化工作和智能化管理，簡化校表工作，規(guī)范計量單位對信息數(shù)據(jù)的維護(hù)，減少了糾紛和事故發(fā)生率。該系統(tǒng)已經(jīng)在浙江某城市投入使用，獲得了關(guān)注和好評，相信在未來的應(yīng)用中，必將帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。