2系统设计概述
2.1系统结构
本系统采用分层分布式结构进行设计，即站控管理层、网络通讯层和现场设备层，如下图所示：
现场设备层
现场设备层主要是连接网络中预付费仪表，用于将电参量采集并上传至通讯层，它是构建该电能预付费系统必要的基本组成元素。不仅肩负着采集数据的重任，同时也是执行后台控制命令的终端元件。 通讯控制层
通讯控制层主要是由通讯服务器、接口转换器件及总线网络等组成。该层是数据信息交换的桥梁，不同的接口转换器件提供了RS232、RS422、RS485、SPABUS等及以太网等各种接口，组网方式灵活，支持点对点的通讯、现场总线网络、以太网等类型的组态网络。通讯服务器主要用于直接对现场仪器仪表转达上位机的各种控制命令，并负责对现场仪器仪表回送的数据信息进行采集、分类和存储等工作，如电能数据等电参量、仪表通讯状态、等；接口转换器件则是由于现场仪表或其它系列的装置与上位机的通讯接口存在差异，需
上海安科瑞电气股份有限公司
要进行转换方可进行数据交换。 管理测控层
管理测控层是针对配电网络的管理人员，该层直接面向用户。该层也是系统的最上层部分，主要是由电能预付费管理系统软件和必要的硬件设备如计算机、打印机、UPS等。其中软件部分具有良好的人机交互界面，通过数据传输协议读取前置机采集的现场各类数据信息，自动经过计算处理，以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况，并可接受管理人员的操作命令，实时发送并检测操作的执行状况，以保证供用电单位的正常工作；电能计量管理功能设计各种符合用户的报表格式，报表内数据严格按照各种标准进行计量，用户只需查找打印即可，极大的方便了操作，提高了工作效率。
2.2硬件配置
2.2.1站控管理层设备
? 配置为研华IPC-610MB(Core2 Q8400/4G/1TB/DVD/独立显卡)+键鼠、19W\液晶显
示器等
研华工控机（IPC-610MB），完成对整个电站的计算机监控系统的管理，数据库管理，在线及离线计算，运行监视控制，各图表曲线的生成，数据报表等系统监测等功能。
研华工控机IPC－610MB是一款4U高度19寸上架式工业计算机，这款全钢结构的机箱满足EIA RS－310C 19”上架式机箱标准。可支持研华AIMB ATX标准工业母板。机箱支持3个5.25”和1个3.5”驱动器。
前置的USB口和PS/2键盘接口易于用户进行数据传输、应用的输入。研华IPC－610MB采用标准的上架式外观尺寸可以使其兼容于大多数应用环境。这些特点使得研华IPC－610MB成为具有价格，性能，用户总成本的最佳选择。 ? 监控主机采用正版简体中文Windows XP操作系统软件，电能管理软件采用安科
瑞Acrel-3000型电能管理组态软件
监控室主机主要完成远程数据采集、处理与显示，电能数据汇总与报表打印等。本站控层设备的配备综合考虑用户实际需求，配置监控主机、显示器、小型网络机柜、串口通讯服务器及监控软件，考虑到通讯可靠性及防雷等因素，配置串口隔离设备。
第 3 页
2.2.2 网络通讯层设备
? 智能管理器AcrNet-Lx8 规格/参数/性能配置：
? 32-bit ARM9 RISC微处理器
? 128 MB Flash ROM(其中约4MB可给用户编程使用) ? 2MB数据闪存
? 2个网口，速率10/100M自适应 ? 8个软件选择的RS-232/422/485串口
? 2个USB 2.0端口，21个GPIO端口，1个音频输出端口 ? SD卡插槽可供64MB存储容量的扩展 ? 具有故障转移机制，防止系统崩溃 ? 内嵌RTC，蜂鸣器
? 内嵌Linux Kernel 2.6.29通讯平台 ? GNU GCC交叉编译器
? 提供“-40～75℃”宽温产品，-10℃～45℃工作温度 ? 直流9～40V电源输入 ? 环网交换机EDS-405A
一般的以太网交换机不能作环形的网络，因为一但形成环形，会形成广播风暴。但是环网结构有自身的优点，比如有冗余性、可靠性等优点。环网上的某一路链路断开，不会影响网络上数据的转发。因此在很多工业通信领域引入了环网交换机。这种环网交换机可以组建环形网络。每个交换机上有两个用于组环的端口，交换机之间通过手
拉手形式构成了环形的网络拓扑。环网交换机采用了某些特殊技术，避免了广播风暴的产生，同时又实现了环形网络的可靠性。
端口类型：5口10/100BaseT(X) 端口数量：5
网络标准：IEEE 802.3适用于10BaseTIEEE 802.3u 适用于100BaseT（X）and 100BaseFXIEEE 802.3x 适用于Flow ControlIEEE 802.1D-2004 适用于Spanning Tree ProtocolIEEE 802.1w 适用于Rapid STPIEEE 802.1p
上海安科瑞电气股份有限公司
适用于Class of ServiceIEEE 802.1Q适用于VLAN Tagging 2.2.3现场设备层设备——DDSD1352预付费电表
? 概述
DDSD1352单相电子式多功能电能表主要用于计量低压网络的单相有功电能，同时可测量电压、电流、功率等电量，并可选配RS485通讯功能，方便用户进行用电监测、集抄和管理。产品具有精度高、体积小、安装方便等优点。可灵活安装于配电箱内，实现对不同区域和不同负荷的分项电能计量，统计和分析。
? 主要功能 序号 功能 1 2 3 4 5 6 电能计量 预付费 负载控制 电参量测量 LCD显示 脉冲输出 功能描述 计量有功总电能，正反电能合计 通过电能预付费管理系统实现先交费后用电 与断路器配合外部控制 U、I、P、Q、S、PF、F 8位段式LCD显示 集电极开路输出 ? 技术参数 工作电压范围 电压输入 参比频率 功耗 基本电流 电流输入 最大电流 起动电流 功耗 220Vac±20% 50Hz <2VA 10A 60A 40mA <1VA (最大电流) GB/T17215-2002 符合标准 测量性能 测量精度 测量范围 GB/T17215.211-2006 GB/T15284-2002 1.0级 0000.00~kWh 第 5 页
时钟精度 输出类型 脉冲输出 脉冲宽度 脉冲常数 接口 通信 介质 协议 ? 外形尺寸
? 接线与安装
误差≤0.5s/d 无源输出，外接电源DC+5V~24V 80±20ms 1600imp/kWh，LED同步指示 RS485(A+、B-) 屏蔽双绞线 MODBUS-RTU或DLT645
DDSD1352单相电子式多功能电能表采用35mm标准导轨安装方式。
注：①接线时务必拧紧，避免因接触不良而引起电能表工作不正常；②开关量输出端子TS用于连接预付费表专用断路器的TS信号输入端，以完成对负载回路的控制。控制示意图如下：