都勻市勻水水表有限公司
182-8645-8888

淺議遠傳水表應用選型

貴州遠傳水表廠家淺議遠傳水表應用選型

一、概述


        “九五”初期,建設部在小康住宅標準中提出了“三表出戶”的要求,地方政府相繼出臺政策,促進水表“一戶一表”工作具體落實,十多年來,居民水表應用基本形成了普通機械水表、閥控預付費卡表、遠傳水表等三種方式,其中遠傳水表逐漸形成規模,在二次供水小區應用較多,且技術型號多樣,生產廠家眾多。


        隨著城市建設的發展,高層小區層出不窮,每年進入“一戶一表”計量管理的高層用戶數量不斷增加,如何選用水表是供水企業面臨的重要課題。筆者作為瑞安水務集團的技術管理者之一,1999年開始從事水表計量管理工作,有過 TM 卡智能水表、遠傳水表等應用經歷,有一定的了解和應用體會,本文就目前市場上主流遠傳水表的應用心得和調研展開膚淺探討。


二、遠傳水表分類及優缺點


        遠傳水表具通常分成兩大類:一類是有源表,另一類是無源表。


    (一)有源表:即表具必須一直供電,通常以采集脈沖個數進行計量,也叫脈沖式遠傳水表,可分為“單、雙干簧管表”“、霍爾元件表”“、光電轉換表”。


        1、干簧管型原理:在轉盤計數的水表內加裝干簧管和磁性元件,干簧管固定在計數轉盤附近,磁性元件安裝在計數盤上,當轉盤每轉一圈,磁性元件經過干簧管一次,干簧管閉合一次,即在接收端產生一個計量脈沖。


        2、霍爾元件型原理:在轉盤計數的水表內加裝霍爾元件和磁性元件,構成基于磁電轉換的傳感器,霍爾元件固定在計數轉盤附近,磁性元件安裝在計數盤上,當轉盤每轉一圈,磁性元件經過霍爾元件一次,對應一次電位差,即在接收端產生一個計量脈沖。


        3、光電轉換型原理:由光電發射、接收器和反光鏡組成,當安裝在轉盤上的反光鏡通過發射器時,紅外光由反光鏡反射到接收器,轉盤每轉一圈,在接收端產生一個計量脈沖。


        脈沖式遠傳水表的優點:對基表改動小,不影響原有的結構和計量;成本相對較低;脈沖采集技術比較成熟。缺點:整個計量過程需要持續供電;受水錘、壓力不穩、反轉影響,會產生累計誤差;強磁干擾或元件退磁,會影響計量;使用分線制布線,工程復雜,線纜和維護成本高。


        脈沖式遠傳水表是遠傳表的先驅,經過近十年持續的改進,其原理可靠簡單,也基本解決了水錘、倒流、抖動誤測和磁影響等缺點,近年脈沖式遠傳水表改裝了鋰電池,且采用了水表本地儲存累計水量,其數據傳輸亦可采用總線制系統等,在供水行業內得到一定認可,隨著水司對遠傳水表管理意識和維護逐步成熟到位,脈沖表依然不失為一種低成本、高效率的遠傳表。目前市場上上述三種原理的脈沖遠傳表各有使用,各廠家近年在此基礎上升級推出無線自組網遠傳水表,在水表里內置路由器,無線接收范圍內任意水表之間可以兩兩相互橋架聯網,省了布線的麻煩,但網絡系統的可靠性還需時間來驗證。


        (二)無源表:平時表具不需供電,僅在抄讀時供電,又分接觸式無源表和非接觸式無源表。


        1、接觸式無源表原理:其代表是厚膜電阻式,通過在字輪上安裝金屬觸點,與對應電路板上的不同電阻接觸,通過不同的電阻值來識別字輪的位置,計算出相應的示值。


        厚膜電阻式遠傳水表的優點:原理簡單,不影響原有的結構和計量;成本相對較低;直讀字輪上數據,平時不供電;直讀表計窗口值無累計誤差。


        缺點:字輪觸點摩阻影響計量性能,需降低齒輪組的阻尼,對工藝要求高;電阻值受溫度變化影響,可能導致觸點接觸不良,產生計量誤差。


        2、非接觸式無源表原理:其代表是光電式,在計數字輪的 0~9 的位置上印刷特定的標記,在其周圍按照數學規律安裝固定光電傳感器,判斷字輪各種位置的“有”和“無”狀態,把一個數學問題通過電子電路方法來實現,輔以冗錯、糾錯的算法,得出字輪上的示值。目前采用這種方式的直讀表主要有光電透射式和光電反射式兩種,主要的區別在于機械結構和數學算法的不同。


        光電式遠傳水表的優點:無機械接觸,不影響原有的結構和計量;直讀字輪上數據,平時不供電;光電方式生成數字信號,采集穩定;直讀表計窗口值無累計誤差;總線制布線。缺點:機芯防水密封要求高;結構整體化設計,電子部分和基表嵌入組裝,對制造工藝要求高;周檢換表成本較高。


        無源直讀表,特別是光電式直讀表一上市,市場反應好,對脈沖式表造成不小的沖擊,很多廠家蜂擁而上。由于基表和電子整合是多專業不同領域的學科,是機電一體化的綜合制造工藝,而大多廠家要么是做基表出身,電子部分外協,要么是做電子專業,基表外購,更有甚者只設計,電子和基表都外購,這三種制造工藝模式導致了后續的諸多問題,比如基表質量和計量認證,電子部分防水和穩定性,組裝工藝質量差等?;谝陨蠁栴},光電式直讀表在技術原理上雖已成為主流,得到認可,但在行業內也沒大批量推廣使用,當然水表廠家也有針對性的改良方案,比如采用模塊化設計,解決使用過程中的問題,目前無源直讀表也是供水企業小范圍使用選擇的類型。


(三)其他新型的遠傳水表


        1、無源直讀攝像式水表,分體式設計,通過拍攝基表盤字輪的圖片來獲得水表的示值,根據圖片解析程序分兩類,一類是通過遠傳水表系統完成攝像和傳輸,圖片在上位機的后臺軟件上解析,把圖片上的字輪示值轉換為數字 , 這類攝像表十年前就有這樣的概念及產品,當時也得到了一定的認可,但卻沒有很好的應用,主要原因是抄表系統總線制傳輸,速率約 1~5k/s 之間,而圖片文件在 4k 以上,傳輸帶寬要求高,集抄系統的穩定性和效率低;另一類表是近年出現的表端直接進行圖片解析的方式,完成模數轉換,上傳數字信號,解決了傳輸瓶頸問題 , 屬于新技術、新產品,目前能生產的廠家不多,水表應用數量也不多。


        攝像表的的優點就是分體式設計,也就是說基表可由水司自行采購、安裝及維護,后加裝攝像設備,保證基表獨立運行,在遠傳系統故障時,基表仍獨立計量,用戶對計量的結果也更好認可;另外攝像設備設計壽命 12 年,水表兩個周檢期內換基表就可以,后期維護費用大大降低,其他整體設計的遠傳水表不能做到這一點。缺點尚未表現出來,待時間驗證。


        2、有源超聲測流型水表,其原理利用超聲波換能器產生超聲波在水中傳播,當超聲波在流動的水中傳播時產生“傳播速度差”,該速度差與水的流速成正比,利用這一原理進行計量,因此又被稱為速度差法超聲水表,大表已普遍應用,小口徑表目前正處于研發階段。


三、遠傳系統傳輸方式


        1、分線制:脈沖水表都是分線制,一只水表一條信號線,集抄器按順序進行采集,從技術上講比較成熟,但布線太多,工程復雜,維護量大。


        2、總線制:通常采用 modbus 總線制,一體化設計,可靠性高,水表只需掛接,減少布線,系統調試和維護量少,與其他系統(如安防)可以共享開放式網絡設計,簡潔優化高層小區的弱電布線。分線制或總線制組網水表到集抄器的系統 , 集抄器以單元或小區為單位 , 掛接所有水表 , 抄表員可以到現場從集抄器人工抄表,也可以通過網絡(例如 GPRS)定時自動上傳。


四、抄表系統軟件


        遠傳水表廠家多,品牌和抄表系統功能各不相同,水表廠都是硬件制造為主,配套軟件研發較弱,大都是解決了抄表和數據收發的基本功能,數據整合標準化和智慧化表務管理表現不足。對水司而言,若同時選用多個品牌的遠傳水表,那就意味著多套抄表系統,每套系統都要和報裝、營銷系統做接口銜接,抄表員也得帶多只抄表機去小區集抄,數據統一性和操作可靠性差,成為遠傳水表推廣使用的敗筆。因此,水司牽頭實施類似營銷 mis 系統的遠傳水表管理系統是必要和實用的,重點要解決的問題是:


        1、遠傳水表作為集抄系統的終端設備,編碼是關鍵參數,關聯報裝、營銷業務密切,也決定水表安裝維護流程的制定,對市場上不同品牌多類型號水表,應由水司依據自身管理需求制定統一的編碼規則,廠家按規則設置及生產。


        2、統一總線制通訊協議,集抄上傳下載的數據包解碼規則也要統一制定,以達到一套系統抄不同品牌型號的水表,系統與水司的信息整合對接效率也更高。


        3、遠傳水表解放了抄表勞動力,另一個特點就是智能化管理,例如數據定時通訊,通過數據分析,能預警用戶用水異常情況,可以微信、短信等方式進行溫馨提示。諸如此類的功能也是當前智慧城市建設內容的一部分。


五、結論


        綜上所述:隨著無源直讀水表技術的不斷完善,水司的認可度隨之提高,該產品逐步成為遠傳水表市場的主流;無源表端識別的攝像直讀水表,采用分體式設計,優點突出,利于水司的表務管理,或可成為今后的發展趨勢。


        隨著今后城市高層二次供水政策明朗和細化,遠傳水表逐步普及應用將是趨勢,遠傳水表系統的推廣應用將為水司精細化管理水平的提升,以及智慧水務建設提供必要的技術手段和支撐。

智能遠傳水表