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    l 概述
　　隨著我國燃氣行業(yè)的加速發(fā)展，管道燃氣用戶不斷增加，現(xiàn)行燃氣費回收仍然是采用查表員按月入戶查表，人工收費的辦法。目前查表員月入戶定額在1500戶～2500戶之間，沈陽市燃氣戶大約在100萬戶左右，查表員則需近400～600人，其工作強度大，效率低且工資、福利及設施管理費用增加。該辦法收費使得企業(yè)在燃氣購銷結算上不同步，占用企業(yè)大量資金。
　　此外人情抄表，人情收費，人為竊氣，煤氣表故障漏氣更使燃氣公司的燃氣損失率越來越大。為解決上述問題，燃氣行業(yè)出現(xiàn)了各種新的技術和管理辦法。如IC卡煤氣表、代碼表以實現(xiàn)燃氣預收費；銀行的“一卡通”實現(xiàn)銀行自動代交費；采用POS機現(xiàn)場抄表收費；采用遠程集中抄表技術實現(xiàn)了不進戶抄表功能等。
　　本文對IC卡表計運行中存在的問題、脈沖式和直讀式遠傳表的工作原理及性能進行論述，認為在所有的遠傳表計方案中，采用直讀技術實現(xiàn)表計數(shù)據(jù)遠傳在技術和實施性等方面占有最大優(yōu)勢。
2 IC卡預收費系統(tǒng)的主要問題
　　(1)技術不成熟，主要表現(xiàn)在它的控制部件質量不過關，經(jīng)常出現(xiàn)誤報警。即用戶IC卡中還有足夠的用量，但在使用時，表會產(chǎn)生報警。且切斷供應，造成有卡卻無法用氣。
　　(2)隨著電子技術和微機的不斷普及和更新，IC卡很容易被解密造成假卡、偽卡情況，這樣就給物業(yè)管理和國家?guī)砭薮蟮膿p失。很難想象一種卡可以在長達8年的時間里進行交易活動。
　　(3)售后服務難以解決，如IC卡表的電池問題，是困擾用戶和行業(yè)管理者的心病。電池的壽命最為擔憂，如果10萬用戶卡表2、3年后需要更換電池的話，先不考慮材料成本，其浩大的維護工程以及用戶與企業(yè)間將存在很大的矛盾。
　　(4)IC卡表使用中帶有某種私有特性，由于其抗干擾能力弱，質量問題表現(xiàn)突出。其讀寫卡部分易受外界攻擊，造成控制系統(tǒng)失效，并且難以取證認定，極易發(fā)生用戶與企業(yè)的糾紛。
　　(5)難以上網(wǎng)抄表讀表計數(shù)據(jù)，更不能實現(xiàn)整個小區(qū)的自動抄收銀行收款的管理模式。
　　(6)其價格高、壽命短、綜合效益差、使用風險大。
　　(7)服務角色倒置，社會形象下降。由原入戶查表的服務改為坐堂收費，使原本屬于售賣方提供的服務變成消費者自己承擔的勞動。若卡式表收費網(wǎng)點過少，用戶交費必然不便；若增多，將加重企業(yè)的投資和管理負擔。
3 遠傳表(脈沖表、直讀表)和抄表系統(tǒng)
　　遠傳表是利用電子技術和傳感技術，對傳統(tǒng)煤氣表加以改進，即能直觀顯示相關能耗計量數(shù)據(jù)，又能輸出信號或數(shù)據(jù)的新型計量表具。
　　目前使用的遠傳表有兩代產(chǎn)品：脈沖表和直讀表，對應兩種遠傳表分別有不同的抄表系統(tǒng)。
3．1脈沖式遠傳煤氣抄表
　　在表計的計數(shù)盤上加裝磁鐵，如磁鐵安裝在計數(shù)盤(例如0．01m3)位上，在其附近安裝干簧管，當轉盤每轉一圈，磁鐵經(jīng)過干簧管一次即產(chǎn)生一個開關信號一脈沖，對應0．0lm3，由外部的采集器提供電源并采集累計脈沖個數(shù)，通過公式(用氣量=脈沖數(shù)×每個脈沖代表的氣量)計算用氣量。
3．2直讀式智能遠傳煤氣表
3．2．1工作原理分析
　　直讀式智能遠傳煤氣表是在皮膜式煤氣表的機械計度器上，即字輪0～9位置的邊緣印刷特定標記；在外圍固定光電傳感器及相關電路，工作時由集中器或手操器供電，通過光電傳感器判斷字輪各種集位置的“有”和“無”的狀態(tài)，通過組合判斷獲得字輪的讀數(shù)(表計的窗口值)，并傳送到集中器或手操器。
　　a．傳感器與基表的傳動裝置如齒輪、字輪等沒有任何機械接觸。也沒有機械動作，在選定的皮膜式煤氣表換上符合標準的特別計度器，此項工作由計量站自行改裝、校驗即可完成。特別適合將來煤氣表換輪改造。
　　b．其信號發(fā)生原理是光電方式，生成的是數(shù)字信號。與生成模擬信號相比，不會出現(xiàn)因濕度或時間造成的器件參數(shù)漂移產(chǎn)生的誤差，其系統(tǒng)穩(wěn)定性更強。
　　c．防盜、防破壞、防誤發(fā)信號措施，該表計只在讀表瞬間通電工作，直接讀取表計窗口值，不用累計脈沖換算，而且其傳送數(shù)據(jù)經(jīng)過加密處理。所以其連接線被破壞后可以及時發(fā)現(xiàn)，恢復后讀到的仍是表計窗口值，不用設置參數(shù)和底數(shù)；該數(shù)據(jù)不會被其它非法系統(tǒng)讀取，系統(tǒng)也不會接受非法數(shù)據(jù)來源；采用加密和冗錯技術，可有效防止誤碼現(xiàn)象，同時保證傳感器部分損壞情況下仍然能夠讀出正確的數(shù)據(jù)，如傳感已損壞到無法讀出正確的數(shù)據(jù)的程度，其提示故障，不會發(fā)生誤碼。
　　d．防磁功能：表計內的直讀傳感器平時不工作不通電，只在讀表瞬間帶電工作，并且讀取的是數(shù)字信號，不受磁性影響。
3．2．2傳輸原理分析
　　直讀傳感器的數(shù)據(jù)傳輸采用M-BUS總線方式通訊。
　　a.M-BUS(Meter-BUS，ENl434-3)是消費類儀表國際通行標準。其拓撲結構為樹型總線結構。采用普通的兩芯電纜連接，同時完成提供表計電源和數(shù)據(jù)通信的功能。
　　b．M-BUS總線在連接時不用區(qū)分極性，可按照任意拓撲結構布線施工，其施工成本和難度大大下降。
　　c．M-BUS總線的工作電壓為20V～30V，驅動能力達到300mA，通訊長度可達到100m，通訊速率為2400bps。一根總線可掛100塊以上的表計。
　　d．M-BUS總線具有良好的開放性，可與國外表計直接接口。如美國西門子熱量表，德國荷德魯美特熱量表。
3．2．3采集原理分析
　　智能直讀表計的數(shù)據(jù)通過集中器或手持器裝置采集。
　　a．集中器或手持器內部具有電源模塊，通過繼電器控制給M-BUS總線供電。表計通過M-BUS總線連接到集中器或手持器，當進行抄表工作時，首先控制接通M-BUS電源，此時總線上的智能直讀表計通電，CPU根據(jù)表計的地址碼分別讀取表記數(shù)據(jù)。
　　b．集中器具有4個M-BUS通道，每通道可以接入60塊智能直讀表計。手持器具有1個M-BUS通道，可接入80塊表計。
　　c．讀取一只表數(shù)據(jù)的時間小于1s。集中器最小讀表周期為5min。
　　d．具有斷線檢測功能：智能直讀表計的M-BUS總線被剪斷后，不影響表計的正常計量，集中器或手持器讀表時就會發(fā)現(xiàn)，在重新接好線后，再次讀表，就是表計的當前窗口值。不需要重新置入和修改參數(shù)、底數(shù)等維護。
　　e．具有短路防護功能：M-BUS總線短路后，集中器自動保護不會燒壞，并形成報警事件，上報到抄表主站提醒人員檢修。短路修復后，集中器自動恢復運行。
　　f．具有國內獨有的雙重防護和自環(huán)自愈功能，即總線的兩端分別接入集中器的兩個不同端口，在總線任意位置開路時，系統(tǒng)能夠正常運行，集中器仍然可以讀到所有的表計，并且可判斷出開路位置，為檢修提供了方便。
3．2．4環(huán)境應用分析
　　a．應用于室外時的防雷措施。本系統(tǒng)采用先進的二次電源技術、濾波技術及輸入出回路的屏蔽與隔離技術等，可有效阻塞串模、共模干擾的耦合通道；采用防過壓、防過流措施以及合理設計接地泄放回路等措施，大大提高了裝置的抗雷擊和浪涌能力。
　　b．防潮、防水措施。全部電子部分表面包括接口處均采用三防漆(絕緣、防水、防霉)噴涂。保證直接電子部分在潮濕和有水環(huán)境下均能正常工作。
　　c．防凍措施。表內的直讀電子部分的正常工作環(huán)境是0～+50℃，為了適應更廣的運行環(huán)境，我們對電子部分進行處理，在-20℃和+80℃情況下，電子部分仍能正常工作。
4 直讀式表計與其它表計比較
4．1讀表準確性方面
　　直讀技術就是直接讀取表計的計度器碼盤數(shù)字即“窗口值”，無誤差。就像人眼看了表計讀數(shù)一下，或照相機照了表計窗口一下。直讀和脈沖這兩種技術的最終表現(xiàn)的結果差異很大。顯然，直讀技術只有無效數(shù)據(jù)和正確數(shù)據(jù)兩種現(xiàn)象。當出現(xiàn)無效數(shù)據(jù)時需要重讀，重讀仍然無效，可以判定為斷線、表內M-BUS故障、通訊誤碼。由嚴密編碼原理和容錯技術保障，不會出現(xiàn)讀錯數(shù)據(jù)現(xiàn)象。
　　而脈沖累計換算的關鍵在于脈沖數(shù)是否累計準確。脈沖從產(chǎn)生到統(tǒng)計過程中受到干擾的因素太多，現(xiàn)有技術和實際環(huán)境無法保證其統(tǒng)計準確。如干簧管的抖動，脈沖傳輸線路上的電磁干擾(脈沖一般為+5V)。目前，IC卡表計采用的就是脈沖方式，其問題集中表現(xiàn)在累計數(shù)據(jù)與表計窗口值不一致，造成與用戶交費時糾紛。
4．2電源和壽命方面
　　對于煤氣表來講，本身的工作原理都是機械運動不需要電源。脈沖采集的儀表必須提供一個連續(xù)的、固定的穩(wěn)壓電源，這樣數(shù)據(jù)的準確性對電源的依賴太強。一旦電源故障，累計的數(shù)據(jù)就會丟失，重新恢復時就需要重置入底數(shù)和參數(shù)。由于不間斷的連續(xù)工作，干簧管、霍爾元件、光電管等產(chǎn)品的壽命很難保證長達6年～8年的正常工作。采用電池供電的IC卡表的壽命就更難保證了。這也是IC卡壽命短的致命原因之一。
　　智能直讀式表計從原理上改變了表計工作時對電源依賴。讀表傳感器平時不讀表時不通電，不影響表計的正常計量和讀數(shù)的準確性。需要讀表時通電1s即可。這樣，我們對電源的要求也降低了，不要求電源24h通電工作，只在讀表時可靠工作。所以對工作電源以及后備電源的投資就減少了，由于讀表電子部分平時不通電工作，在表計正常使用的6年～8年內其有效工作時間不過幾小時，所以直讀表的電子部分的壽命相對于表計本身壽命而言，可以認為是長生不老了。
　　脈沖表計、IC卡、TM卡、代碼表計等都屬于脈沖技術的變形，他們共同的特點都是要求連續(xù)采集，要求24h不間斷工作，因此采用后備電源的方式都有致命的缺陷。
4．3運行可靠性和日常維護方面
　　(1)脈沖技術的表計為了保持遠傳數(shù)據(jù)和表上機械讀數(shù)的一致，需要經(jīng)常重新置入窗口值，運行環(huán)境好的系統(tǒng)半年一次，環(huán)境差的三個月修正一次。否則這種累計誤差會越來越大。同時，電源、采集器等設備一旦出現(xiàn)故障，恢復時需要重新入戶抄表計底數(shù)置入采集器中。
　　(2)對于IC卡等表計一旦故障(CPU死機、欠費、低電壓、受干擾等)或誤動、閥門就會自動關閉給用戶使用造成不便。另外，IC卡等表的技術一般兩年就已落后，容易造成假卡、偽卡機會。還有一種全數(shù)字顯示的表計，其一旦故障，用戶使用過的用量全部丟失，給用戶和企業(yè)帶來新的糾紛。
　　對于直讀式表計來講，以上問題都很容易解決。如電子裝置故障時，首先不影響表計的正常計量，抄表操作時立即可以發(fā)現(xiàn)，可提醒物業(yè)公司或企業(yè)部門根據(jù)故障信息及時處理。所換新表只需要正常進行一次抄表即可，在抄表中心的數(shù)據(jù)庫修改一下?lián)Q表記錄。另外，表計電子部分平時不工作，斷電氣、閥門等控制裝置沒有電源，不會因為受干擾而產(chǎn)生誤動。
　　所以，直讀式表計的運行可靠性更高，日常維護量最小。同時對于維護人員要求最低。
5 直讀表計質量和采集傳輸精度分析
　　直讀表計電子部分安裝在表計內部，與表計的計讀器轉動部分(齒輪、字輪)沒有機械接觸，也沒有機械動作，不影響原有的計量精度和性能指標。同時不改變原基表外形。其結構標準、安裝簡單、維護方便，表廠均能自行組裝、校驗。
　　智能直讀式表計的產(chǎn)品質量分別由電子部分的生產(chǎn)廠家和基表廠家來共同保證。因為直讀電子部分的工作與否與計量無關，一旦有問題可以立即判明；表計本身的質量只與其制造、工藝、校驗過程有關，與電子部分無關。出現(xiàn)問題很容易區(qū)分，不會出現(xiàn)扯皮現(xiàn)象。脈沖技術的系統(tǒng)往往出現(xiàn)問題后很難界定是表計的問題還是系統(tǒng)的問題。
　　對于直讀式表計采言，采集精度和傳輸精度的問題比較簡單。直讀式表計采集的精度只與用戶要求的讀數(shù)最小單位有關。日常用氣的結算m3為最小單位。所以根據(jù)行業(yè)抄表的規(guī)律我們設計直讀式表計的讀表最低位為m3。對于傳輸來講，沒有傳輸精度的概念。因為直讀表計的數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)是由通訊協(xié)議保障的數(shù)字信號，一旦傳輸過程中有干擾出現(xiàn)錯誤，通訊規(guī)約的校驗機制會自動處理判定為誤碼，不進行處理，并報告需要重新通訊。這樣保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性和可靠性。
　　脈沖信號在傳輸過程中是電子平信號，電平信號是模擬量，沒有方法能完全保證該信號在傳輸過程牛的可靠性和正確性(干擾也是脈沖信號)。
6 智能直讀表計安裝和使用的便捷性分析
　　智能直讀式表計的外觀與原表計一樣，僅多了一根2芯線。其安裝方式和普通表完全一致。不需要特殊、專用工具和專業(yè)人員。
　　2芯線與遠傳信號線的連接不分極性和順序，只要不短路即可。所以施工較為簡單。
　　在施工材料方面，直讀式抄表系統(tǒng)中對線纜的要求較低，只要RVV2×O．5／0．75的普通兩芯電纜就可以。由于是總線連接方式，連接處不需要特殊的接線盒，只要普通的86接線盒就可以。這樣的施工，其工程定額比脈沖方式抄表系統(tǒng)少許多，而且材料會節(jié)省一半以上。在人力、物力節(jié)省的同時，施工管理成本也大大減少。
　　在表計的使用方面：首先，用戶讀表時沒有任何障礙，因為直讀裝置安裝在表內，比脈沖表外置傳感器的方案優(yōu)越。其次，用戶可以自行與抄表中心核對數(shù)據(jù)。避免數(shù)據(jù)誤差給用戶帶來不滿。第三，現(xiàn)場維護和校驗表計時，只須手持器連接到2芯線上就能直接讀出表數(shù)。
　　對于物業(yè)管理而言，表計的運行維護簡單。一旦表計遠抄不出數(shù)據(jù)，可判斷該表斷線或故障，如檢查連線正常則判定直讀裝置故障。若遠程抄表正常而數(shù)據(jù)變化緩慢或不變化，可懷疑是否表計量故障。以上故障判別簡單，可由計算機輔助判別，幫助維護人員盡快查明故障。對于故障表計處理只需換表。更換下來的故障表計可以退回表計生產(chǎn)廠家，由廠家維修處理。
　　由于直讀式抄表系統(tǒng)與直讀式表計的故障界限分明，不會出現(xiàn)相互推委的扯皮現(xiàn)象。對該系統(tǒng)的長期運行和維護提供了技術上的保障