天津天狮大学位于天津市武清区开发区内翠享路西龙凤新河南侧，目前处于建设中。下图为整个项目鸟瞰图。

本科宿舍楼区域共19幢6层学生宿舍楼，为了方便管理，为该区域配置远程预付费能源管理系统。

1. 设计依据

1.1. 用户需求

系统应通过多功能的电能计量表计、智能水表、通讯网络和计算机软件，实现供能源系统在运行过程中的数据采集、数据计算、电能抄表、报表生成等，完成系统的安全供电、电能、水量计量、设备管理和运行管理。系统由站控管理层、网络通讯层和现场设备层构成。

系统功能需求：

1）计量控制独立

多回路电表内对应各用户单元的计量单元独立，保证计量准确性：控制单元独立，保证控制可靠性；每户宿舍冷热水单独计量。

2）通信管理分离

服务器通过串口设备来实现对水、电表数据的信息采集，使信息采集分层实施，保证数据采集的实时性。

3）符合预付费要求

预付费功能，可免去人工抄表、收费、通断电、过流跳闸，水表阀控等繁琐工作，管理方便、轻松。

4）数据安全可靠

数据库采用SQL Server 数据库，运行稳定、安全性高、扩展性强，非操作人员无法随意更改，保

证数据安全。

1.2. 技术标准

本技术规范书引用的国家和行业标注如下：

ISO/IEC11801  《国际综合布线标准》

GB/50198   《监控系统工程技术规范》

GB50052-2009  《供配电系统设计规范》

GB50054-2011  《低压配电设计规范》

IEC 61587   《电子设备机械结构系列》

DL/T448-2000  《电能计量装置技术管理规程》

DL/T 698.1-2009  《第1部分：总则》

DL/T 698.2-2010  《第2部分：主站技术规范》

DL/T 698.31-2010 《第3.1部分：电能信息采集终端技术规范-通用要求》

DL/T 698.35-2010 《第3-5部分：电能信息采集终端技术规范-低压集中抄表终端特殊要求》

DL/T 698.41-2010 《第4-1部分：通信协议-主站与电能信息采集终端通信》

DL/T 698.42-2010 《第4-2部分：通讯协议-集中器下行通信协议》

DL/T 698.41-2010 《第4-1部分：通信协议-主站与电能信息采集终端通信》

DL/T 698.42-2010 《第4-2部分：通讯协议-集中器下行通信协议》

1.3. 设计范围

根据客户需求及项目实际情况，本项目智能化设计一套远程预付费能源管理系统。该项目现场设备层仪器仪表的具体分布情况如下：

本科宿舍楼区域：共19 栋宿舍楼，具体仪表数量如下所示：

通过统计后各个区域的点位如下表所示：

根据电表统计数据，现场共3389个宿舍预付费电表回路，每个宿舍配置冷热水表各一块，共需要配备冷热水表各3389台，中水表3852台，水表的具体参数根据现场实际水管管径配置。

2. 网络拓扑结构

预付费能源管理系统通常采用分层分布式结构进行设计，即现场设备层、网络通讯层和站控管理层.整套预付费能源管理系统系统示意图如下图：

现场设备层：由安科瑞ACR系列智能电表与ADF-300系列多回路预付费电表组成，负责终端电度计量及分合闸等功能；第三方设备水表负责宿舍冷热量水数据采集；水表辅助电源DC12V不含在系统后台范围内，由施工方在安装水表时就近安装水表供电电源，如水表无供电电源支持，则无法实现远程通讯及阀控等功能，只能现场读取数据。

网络通讯层：由采集器及协议隔离器器组成，负责水、电数据采集及控制命令中转。

站控管理层：由主机服务器及安科瑞远程预付费能源管理系统组成，负责水电数据的存储，命令发送及充值付费等功能。

系统组网示意图：

2.1. ADF300系列多用户计量箱

主要技术指标：

电气特性

l 技术参数

l 型号 ADF300-III

电压输入

额定电压  3×220/380V

参比频率  50Hz

功耗  <20VA

电流输入

输入电流 3*250A

输出电流  5(30)A 或 10(60)A

起动电流  0.004Ib

测量性能  测量精度  1 级

l 脉冲

脉冲宽度  80ms±20ms

脉冲常数

电流规格 5(30)A 时，为 3200imp/kWh；

电流规格 10(60)A 时，为 1600 imp/kWh

l 通信

接口  RS485(通讯线需要屏蔽双绞线)

协议  MODBUS-RTU

l 环境

温度  工作温度：-20℃~+60℃，存储温度：-30℃~+70℃

湿度  ≤95%RH，不结露，无腐蚀性气体场所

海拔  ≤2000m

    预付费电能表的使用要求

l 技术指标和功能符合国家GB/T17215-2002《一级和二级静止式交流有功电能表》、DL/T645-1997

  《多功能电能表通讯规约》并能满足国家、行业、北京市的有关标准；

l 根据计量用户的多少，可以是箱式或柜式安装，性能不会有变化；

l 具有反窃电功能，能精确计量正负两个方向的电能，且以同一方向累计，杜绝偷漏电的现象；

l 当某用户用电超标或欠费时可根据管理者指令，对该用户实现断电控制；

l 电表面板具有LED显示窗口，循环显示每个用户实际用电量或剩余电量，用户可直接在电表上读数；

l 可计算机远程联网控制；

l 整机功耗低、使用寿命长。

2.2. 智能水表

l 表具采用干式计数器，干式表头可与表体分离，因而在线维修，无需拆缷水表；

l 控制阀体采用弹性阀球自由补偿技术，在任意流量范围内在阀门关闭状态下阀球密封可靠，可实现零泄漏；同时采用多重密封，确保阀体密封可靠；同时阀门转动灵活，降低电能消耗，提高电池使用寿命。

l 基表计量机构需采用双流速设计，既具有单流束水有外形小巧美观的特点，又具有多流束计量性能稳定可靠的优点。

l 控制阀门减数机构需采用全铜齿轮设计。

l 表体为一体式。

l 整机结构需采用密封设计，其中计量机构、计数器、执行减数器、模块均采用模块化结构，方便后续维护；

l 可采用RS485和MBUS的通讯标准方式

水表满足标准MBUS通讯接口、CJ/T188通讯协议

同时需满足安科瑞远程预付费平台数据对接相关技术要求，如：支持阀门正常水压远控一万次以上、数据读取稳定性在99.99%以上等，具体详细参数需与平台具有很好的兼容性，经过测试运行要求。

3. 预付费能源管理系统运行环境

3.1. 电能管理系统硬件正常工作条件

由于本项目总计接入点位数多，为使预付费电能电能管理系统正常工作，安装系统软件的服务器已重新设计，建议配置需满足如下硬件条件：

CPU：E5-2650V4*2以上；

内存：64G以上；

硬盘：8T以上；

显示器：VGA、SVGA以及支持桌面操作系统的图形适配器，显示256色以上；

该项目由于实施进度原因，水/电预付费系统分时段采购，且在设计之初甲方并没有提出水系统的设计需求，故最初方案设计预付费电能管理系统后台时服务器容量较小，目前该服务器容量已无法满足两套系统的数据存储和应用发布等重要功能的实施。

此次服务器为最新升级版，当前系统后台硬件质保期内预估接入点位为30000点（该点位根据我司项目全国4000套系统集成的实际经验预估），保证*当前水电系统的数据整合（当前系统设计水/电接入点位共计14019个），并留有足够的余量以供日后升级维护。

已采购的服务器后台（目前项目现场已用于预付费电能管理系统），我司建议将该服务器用作系统数据库双机冗余方案的备用机，我司会在水系统实施过程中完成数据库的自动备份和整合工作。

3.2. 软件运行环境条件

预付费能源管理系统软件主要运行在微软的Windows Sever 2008服务器操作系统平台上，兼容Windows Server 2008 Enterprise Edition 64位(简体中文)、Windows 7 Ultimate 64位(简体中文)。

软件通过软件加密锁进行授权，经过授权的软件可以长时间不间断运行，而没有经过授权的软件数据库点仅能使用32点，且连续在线运行时间限制为1小时。

3.3. 电能管理系统机房要求

本监控系统所处的系统机房的防雷和接地设计，应满足人身安全及电子信息系统正常运行的要求，并应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB 50057和《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB 50343的有关规定。监控计算机及通讯采集装置所处环境应满足以下要求：

海拔高度：≤2000m；

环境温度：5℃～＋45℃；

最大日温差：25K；

最大相对湿度：95％（日平均）；90％（月平均）；

4. 系统功能

预付费能源管理系统是安科瑞公司研制的与ADF300系列多回路预付费电表箱及水表等配套的售能管理系统。它是以售能管理软件和数据库软件为主，包括计算机，串口服务器，打印机等设置在内的计算机系统。主要完成电能表、水表参数设置，售水、售电管理及用能管理工作，操作简便，具有良好的人机界面，能够有效的统计和管理数据，并对数据的安全性做了有效的保密措施。安装方便，是用电管理部门、学校、商业广场和物业小区等管理部门，提高用电管理水平，解决收费难问题的理想产品。

系统的总体使用流程如下图所

6.1.预付费售电管理系统功能模块列表：

6.2.预付费管理系统软件的主要功能

l 数据采集：管理软件自动采集各用户的电能数据，并具备单点、单元、群采集的功能；

l 远程控制：可以使用管理软件远程控制欠费用户的电源及水表阀门，提高水电费回收率。

l 查询功能：单户查询：可随时查询任一户的耗能信息；

            单层查询：可随时查询任一层全部用户的耗能信息；

            全区查询：可随时查询整个办公区内所有用户的耗能信息；

l 预付费功能：系统可实现收费供电供水，先购能，后用能；

l 设定与更改功能：系统具有对各预付费电能表进行参数设定功能和用户信息修改、设置等；

l 打印功能：可以打印各用户月能源消耗费用报表和单户费用清单；

l 数据存储、备份：系统具备强大的数据存储功能，可提供各用户历史用电数据，包括历次购电日期、购电量记录、每月用电记录等，在系统掉电时，历史记录的存储时间不小于12个月，并具备数据备份功能。恢复供电后，系统能自动对设备恢复供电；

l 功能：系统可实现授权密码操作，防止非授权人操作；对所有操作人员及操作自动记录，且不能删除更改。并设有运行日志，可以详细记录操作员的操作流程。

l 可以查询以天为单位历史用电数据（周、月用电量），不受充值次数等因素影响。

l 能够满足对所有表具实时电量数据采集（并提供RS-485接口，MODBUS-RTU通讯协议）。

l 单表电量余额低值报警: a 设置功能;b报警通知以缴费通知单形式体现并可以直接打印;c 预留手机短信通知功能。

l 用户可通过手机网页实现远程查询剩余电量，远程充值，查询充值记录及实现远程分合闸功能等。

6.3.电能管理系统的使用功能

系统配置设置功能

Ø 系统可提供用户信息配置接口，配置各独立核算单元的用户身份信息及对应的通信管理机号_串口号_表号。

Ø 系统可提供预付费参数的配置：如水电价、报警金额等

Ø 系统可提供用电控制参数的配置：如限定功率阈值

预付费充值管理功能

Ø 系统可通过远程预付费充值软件对每个独立核算的用电单元进行充值

Ø 金额充值

Ø 充值金额通过串口服务器下发至电表。

充值记录统计、查询功能

Ø 当一个正确的充值操作（充值金额确保录入电表）产生后，应生成对应的正确的充值记录。

Ø 能够提供日、月、季等充值统计报表，以方便用户做充值历史查询（充值次数、日期、金额）；并提供对应的校核记录以方便管理方进行财务比对。

Ø 所有的报表能输出打印。

误充值冲正功能

Ø 若由于人为操作失误的原因造成的误充值，系统能提供冲正操作，并保证相应的充值记录的正确匹配。

退电功能

Ø 系统能提供退电、退水功能，方便管理方提供退电服务。

Ø 能提供退电、退水报表，方便财务统计及核查

通信状态报警及查询功能

系统应能实时监控通信管理机的连接状态及各电表的通信连接状态信息（通信管理机中定义电表的异常通信状态标识：0—正常；1异常），并提供异常提示告警，方便管理方及时掌握现场的状况及作出故障排查。以保证充值的一次成功率。

用电信息实时监控及查询功能

Ø 系统能实时监控各用户的用电情况：包括剩余金额\电量、总用电量、当前功率等

Ø 所有电表月度使用电量能以月报格式汇总体现并查询，不受充值次数影响。

Ø 对于剩余金额不足或功率超限等异常情况可提供实时报警

Ø 可依据记录提供报表及打印输出

基础用电设置功能

Ø 系统能提供基础用电设置及批量下发功能，方便每月进行基础电量的下发。

Ø 基础电量当月有效，不滚存。

Ø 可提供基础电量下发的记录查询

批量通断电控制功能

Ø 系统能提供按楼栋、楼层、区域、房间的批量通断电、断水控制操作

5. 售后服务要求

   1、我公司通过了ISO9001认证。公司各项与质量有关的活动均严格按ISO9001:2008的要求开展。

公司从产品的整个过程对产品的质量进行控制。对订货合同，公司组织相关人员进行认真评审，并及时将评审结果传达给相关人员，以确保产品能充分满足顾客的要求。

在产品的设计和开发过程中，开发人员根据顾客的要求，相关的国际、国家、行业标准以及相关法律和法规编制开发计划。

每一种提供的设备按相应国标之规定经过定型试验并出具证明。证明书由声誉而独立的试验所和权力机构签发以证明产品之质量。

在生产安装和加工的过程中，本公司制订了完善的工艺指导书，并在管理人员的监督下由生产人员实施操作，以保证产品的均一性及质量的稳定性。

在检验和试验的过程中，首先由质管部和开发部一起按企业标准制订检验标准和检验作业指导书，并指导检验人员严格执行。本公司的检验和试验设备先进、齐全，且都经过相关技术监督部门的校验，确认合格后方可使用。检验中发现的产品不合格会及时反馈给责任部门，追查不合格原因，并限期整改。

本公司有完善的培训制度，员工上岗前必须按规定接受培训，经考核合格后方可上岗，保证每个岗位上均有一批训练有素的骨干人员，为产品的质量合格提供了强有力的保障。

我方保证货物是全新、未使用过的，是用合格工艺和材料制造而成的并*符合合同规定的质量、技术规范和性能的要求。我方保证所提供的货物经正确安装、正常运转和保养在其使用寿命期内应具有满意的性能。在货物质量保证期之内，我方对由于设计、工艺或材料的缺陷而发生的任何不足或故障负责。

我方对方案中我方制造的产品提供一年质保。根据买方按检验标准自己检验结果或当地质检部门检验结果，或者在质量保证期内，如果货物的数量、质量或技术规范与合同不符，或证实货物是有缺陷的，包括潜在的缺陷或使用不符合要求的材料等，买方应尽快以书面形式通知我方。我方在接到买方通知后，在2小时内作出反应。

   2、在试运行期间，我方将派技术人员在现场负责维护工作；

   3、在系统和设备扩容及软件升级时，我方将派技术人员到场指导；

4、设备的质保期限为12个月，在设备质量保证期内，负责对其提供的设备进行维修，不收取任何费用（人为因素除外），设备质量保证期从系统安装调试通过之日起开始计算；

5、对于项目中采购的软件系统，我方在质保期内软件产品应为买方提供免费升级，而不应影响买方的其它运行环境；

6、我方针对本项目的维护的应急策略：

在整个系统运行期内，系统所有故障问题的检测和恢复均由我公司负责，并作现场测试和恢复。在故障问题发生时，我公司将及时派出富有经验的工程师（或工程师小组），利用有关工具和测试设备，检测问题所在，并及时提出解决方案。具体地说，我们公司将成立专项服务小组，由技术部工程师负责该项目所涉及人员的技术培训及解决日常出现的一些问题。我公司将免费接受用户的电话技术咨询和书函技术咨询，帮助用户解决在应用过程中遇到的各种技术问题。

技术支持热线电话：

对于非设备性故障或一般性故障以及电话技术咨询，我公司保证在1小时内给予回应，必要时在2个工作日内派专业技术人员到达现场处理故障。

对于设备性故障，一方面在系统设计时，我们尽量避免单点故障，另一方面我们将利用我们公司的零备件应急供应体系，及时排除故障，保证不影响系统的正常运行。

7、在发生技术故障后若我方提供的保证时间内提供的应急策略不能解决问题的情况下，我方技术人员将在2个工作日内到现场；

8、我方在项目合同后将安排固定的项目负责整体把控负责项目的一切事宜，并与招标方项目负责人保持热线联系；

9、我方在系统安装调试完成、且系统正常运行验收后将为现场系统管理人员提供现场培训。

10、系统维护承诺：

系统自验收合格之日起，免费保修一年，终身维护。系统常规软件免费维护。

在质保期间发生问题，我方会在收到通知后及时响应，24小时内派合格的技术人员并携带工具无条件到现场作技术服务，除非该问题可以通过通讯解决。

在质保期内，如因我方责任需要调换或修理合同设备，并由此引起合同设备停机时，则有关合同设备的质保期按实际停机时间相应延长。重新修理或更换后的合同设备部件的质保期为修理和更换完毕并经双方确认相应延长，但不能少于规定的一年质保期。

在质保期满后30天内，买方因在质保期内发现合同设备有缺陷而出具的索赔证明仍然有效。

如属使用不当或使用期限超过一年等不属于保修范围之内的，按实际情况，我公司收取元件成本费用和运费。免费维修期内人为或自然灾害引起的故障或损坏，仅收取维修成本费，免费维修期以外的维修服务仅收取维修成本费。

自项目验收后，我方安排技术客服定期回访，同时通过网络远程访问系统主机，查看系统运行是否正常，若有异常情况将按上文的应急策略及时处理。天津天狮大学位于天津市武清区开发区内翠享路西龙凤新河南侧，目前处于建设中。下图为整个项目鸟瞰图。

本科宿舍楼区域共19幢6层学生宿舍楼，为了方便管理，为该区域配置远程预付费能源管理系统。

6.1.预付费售电管理系统功能模块列表：

6.2.预付费管理系统软件的主要功能

l 数据采集：管理软件自动采集各用户的电能数据，并具备单点、单元、群采集的功能；

l 远程控制：可以使用管理软件远程控制欠费用户的电源及水表阀门，提高水电费回收率。

l 查询功能：单户查询：可随时查询任一户的耗能信息；

            单层查询：可随时查询任一层全部用户的耗能信息；

            全区查询：可随时查询整个办公区内所有用户的耗能信息；

l 预付费功能：系统可实现收费供电供水，先购能，后用能；

l 设定与更改功能：系统具有对各预付费电能表进行参数设定功能和用户信息修改、设置等；

l 打印功能：可以打印各用户月能源消耗费用报表和单户费用清单；

l 数据存储、备份：系统具备强大的数据存储功能，可提供各用户历史用电数据，包括历次购电日期、购电量记录、每月用电记录等，在系统掉电时，历史记录的存储时间不小于12个月，并具备数据备份功能。恢复供电后，系统能自动对设备恢复供电；

l功能：系统可实现授权密码操作，防止非授权人操作；对所有操作人员及操作自动记录，且不能删除更改。并设有运行日志，可以详细记录操作员的操作流程。

l 可以查询以天为单位历史用电数据（周、月用电量），不受充值次数等因素影响。

l 能够满足对所有表具实时电量数据采集（并提供RS-485接口，MODBUS-RTU通讯协议）。

l 单表电量余额低值报警: a 设置功能;b报警通知以缴费通知单形式体现并可以直接打印;c 预留手机短信通知功能。

l 用户可通过手机网页实现远程查询剩余电量，远程充值，查询充值记录及实现远程分合闸功能等。

6.3.电能管理系统的使用功能

系统配置设置功能

Ø 系统可提供用户信息配置接口，配置各独立核算单元的用户身份信息及对应的通信管理机号_串口号_表号。

Ø 系统可提供预付费参数的配置：如水电价、报警金额等

Ø 系统可提供用电控制参数的配置：如限定功率阈值

预付费充值管理功能

Ø 系统可通过远程预付费充值软件对每个独立核算的用电单元进行充值

Ø 金额充值

Ø 充值金额通过串口服务器下发至电表。

充值记录统计、查询功能

Ø 当一个正确的充值操作（充值金额确保录入电表）产生后，应生成对应的正确的充值记录。

Ø 能够提供日、月、季等充值统计报表，以方便用户做充值历史查询（充值次数、日期、金额）；并提供对应的校核记录以方便管理方进行财务比对。

Ø 所有的报表能输出打印。

误充值冲正功能

Ø 若由于人为操作失误的原因造成的误充值，系统能提供冲正操作，并保证相应的充值记录的正确匹配。

退电功能

Ø 系统能提供退电、退水功能，方便管理方提供退电服务。

Ø 能提供退电、退水报表，方便财务统计及核查

通信状态报警及查询功能

系统应能实时监控通信管理机的连接状态及各电表的通信连接状态信息（通信管理机中定义电表的异常通信状态标识：0—正常；1异常），并提供异常提示告警，方便管理方及时掌握现场的状况及作出故障排查。以保证充值的一次成功率。

用电信息实时监控及查询功能

Ø 系统能实时监控各用户的用电情况：包括剩余金额\电量、总用电量、当前功率等

Ø 所有电表月度使用电量能以月报格式汇总体现并查询，不受充值次数影响。

Ø 对于剩余金额不足或功率超限等异常情况可提供实时报警

Ø 可依据记录提供报表及打印输出

基础用电设置功能

Ø 系统能提供基础用电设置及批量下发功能，方便每月进行基础电量的下发。

Ø 基础电量当月有效，不滚存。

Ø 可提供基础电量下发的记录查询

批量通断电控制功能

Ø 系统能提供按楼栋、楼层、区域、房间的批量通断电、断水控制操作