淺析采集終端RS485接線方式“并改串”

賈向成 孫奇明

（西寧供電公司 青海 西寧 810003）

淺析采集終端RS485接線方式“并改串”

賈向成 孫奇明

（西寧供電公司 青海 西寧 810003）

西寧供電公司在電能量采集系統(tǒng)建設(shè)過程中，將采集終端與表能表連接的RS485屏蔽線接線方式由并聯(lián)改為串聯(lián)，從而提高了采集終端安裝效率、節(jié)約了安裝材料。目前，該項(xiàng)技術(shù)已在青海省電力公司推廣應(yīng)用到專變、公變用戶領(lǐng)域，為電能信息采集系統(tǒng)的建設(shè)做出了積極貢獻(xiàn)。

電能量采集系統(tǒng)；采集終端；RS485屏蔽線

孫奇明，男，本科，助理工程師，青海西寧供電公司營(yíng)銷部

0 前言

青海西寧供電公司為實(shí)現(xiàn)電能量采集系統(tǒng)建設(shè) “全覆蓋、全采集、全費(fèi)控”的目標(biāo)任務(wù)，計(jì)量部負(fù)責(zé)的專變用戶采集工作按進(jìn)度要求實(shí)現(xiàn)“全覆蓋、全采集”，但前期工作進(jìn)展緩慢，分析原因主要是終端與表計(jì)按設(shè)計(jì)要求采用 “并聯(lián)星形”接線方式，接線復(fù)雜，耗費(fèi)材料多，工作效率低，且采集電能表計(jì)故障點(diǎn)。經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)分析、科學(xué)計(jì)算、現(xiàn)場(chǎng)論證，最終確定了改進(jìn)接線方式，即將終端與表計(jì)連接的RS485屏蔽線接線方式由原來的并聯(lián)改為串聯(lián)二進(jìn)制，以實(shí)現(xiàn)減少接線點(diǎn)，提高終端安裝效率，節(jié)約安裝材料。

1 現(xiàn)狀分析

西寧供電公司用電信息采集系統(tǒng)從2010年5月上線以來，計(jì)量部高度重視系統(tǒng)建設(shè)工作，力爭(zhēng)2011年年底實(shí)現(xiàn)管轄專變用戶“全覆蓋、全采集”的工作目標(biāo)。

圖1 “并聯(lián)”接線

但在系統(tǒng)建設(shè)的過程中，采集終端安裝效率不盡人意，專變用戶故障率高，主要表現(xiàn)：一是負(fù)荷管理終端安裝進(jìn)度緩慢，日安裝量1-2戶左右；二是安裝消耗材料多，每戶安裝終端所需兩芯屏蔽線（本地區(qū)簡(jiǎn)稱RS485屏蔽線）平均大概在50米左右；三是終端抄表成功率的可靠性不高，只有68.3%。

分析原因主要是專變用戶用電負(fù)荷大、各種計(jì)費(fèi)表計(jì)安裝點(diǎn)多且分散，終端與表計(jì)按設(shè)計(jì)要求采用“并聯(lián)星形”接線方式，接線復(fù)雜，耗費(fèi)材料多，工作效率低，并增多了采集表計(jì)故障點(diǎn)。接線方式如圖1。

此方式就是終端分別與每塊表計(jì)通過RS485屏蔽線連接。

經(jīng)過分析上述現(xiàn)象原因，得出以下結(jié)論：

結(jié)論一：終端安裝進(jìn)度緩慢主要原因是高供高計(jì)的專變用戶表計(jì)比較多，并且分散，布線施工難度大，日安裝量就低。

結(jié)論二：由于用戶表計(jì)較多，采用“并聯(lián)”接線方式時(shí)，終端分別與每塊電能表之間連接RS485屏蔽線，所需要的RS485屏蔽線較多，并且影響終端安裝的工藝美觀。

結(jié)論三：由于終端分別與電能表計(jì)連接RS485屏蔽線，故障點(diǎn)多，影響終端采集成功率。

依據(jù)上述的原因，經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)分析、科學(xué)計(jì)算、現(xiàn)場(chǎng)取證，最終確定了改進(jìn)接線方式，即將終端與表計(jì)連接的RS485屏蔽線接線方式由原來的并聯(lián)方式改為串聯(lián)二進(jìn)制方式，以減少接線點(diǎn)，提高終端安裝效率，節(jié)約安裝材料。改后的RS485接線方式如圖2。

圖2 “串聯(lián)”接線圖

這種方式是將用戶側(cè)所有表計(jì)用RS485屏蔽線串聯(lián)連接起來（即將所有表計(jì)的A、B口串聯(lián)接在一起，再與采集終端的A、B的相應(yīng)端子上），再與負(fù)荷管理終端連接。

2 “并改串”可行性分析

為了分析出兩種接線方式的優(yōu)劣情況，采用同戶安裝對(duì)比法來判斷。

經(jīng)過討論選定青海金訶藏藥藥業(yè)股份有限公司、青海省格拉丹東藥業(yè)有限公司、青海匯通房地產(chǎn)開發(fā)公司、西寧春暉物業(yè)管理有限公司、青海久美藏藥藥業(yè)有限公司、青海海湖水泥制品有限公司、青海省高等級(jí)公路建設(shè)管理局拉脊山隧道改進(jìn)管理組、青藏高原綠色肉食品有限公司、青海第二機(jī)床制造責(zé)任有限公司、青海環(huán)境保護(hù)設(shè)備制造廠、北京華聯(lián)綜合超市股份有限公司青海第一分公司等11家實(shí)驗(yàn)用戶現(xiàn)場(chǎng)安裝負(fù)荷管理終端，先采用原來并聯(lián)星形接線方式，后采用串聯(lián)二進(jìn)制接線方式，比較兩者安裝所用時(shí)間、所用RS485屏蔽線長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)傳輸速率，得到如表1數(shù)據(jù)：

表1

從表1可以看出，串聯(lián)方式安裝時(shí)間為并聯(lián)方式的一半；串聯(lián)方式安裝所用RS485屏蔽線大概為并聯(lián)方式的三分之一；兩者數(shù)據(jù)傳輸速率和線長(zhǎng)有關(guān)，但表的通信速率只需2400bps，所以速率完全能夠滿足終端與表計(jì)通訊的要求速率。

由于采用串聯(lián)接線方式，表計(jì)越多，終端與最后一塊表計(jì)連接的RS485屏蔽線就越長(zhǎng)。當(dāng)終端滿載時(shí)，即接入8塊表計(jì)，采用串聯(lián)方式，屏蔽線阻抗產(chǎn)生的壓降是否能滿足《RS-485標(biāo)準(zhǔn)串行電氣接口》中規(guī)定的最低驅(qū)動(dòng)電壓呢？

經(jīng)過技術(shù)攻關(guān)組人員反復(fù)論證，在短距離或低波特率數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，即一般在300m以下、速率為19200bps時(shí)，RS485屏蔽線特性阻抗取值120Ω，不需匹配電阻，不會(huì)產(chǎn)生信號(hào)反射，不影響表計(jì)與終端信號(hào)的傳輸。

參照的指標(biāo)如下：

RS485通信技術(shù)指標(biāo)：

1）傳輸速率：1200～9600bps，理論上可達(dá)10Mbps

2）傳輸誤碼率：≤10－9

3）傳輸距離：≤1200m

4）一次采集成功率：≥99%

5）周期采集成功率：100%（周期為1天，采集日凍結(jié)數(shù)據(jù)）

6）采集終端單點(diǎn)抄表時(shí)間：＜1s

7）采集終端輪詢抄表時(shí)間：＜5min

8）其他特殊指標(biāo)要求：最大掛接節(jié)點(diǎn)數(shù)32

表2 RS485串行通信的標(biāo)準(zhǔn)的性能

經(jīng)過對(duì)青海金訶藏藥藥業(yè)股份有限公司等11家客戶現(xiàn)場(chǎng)3個(gè)月的跟蹤及數(shù)據(jù)論證。用戶采集成功率的可靠性由以前的74%提高到現(xiàn)在的100%。這11家試驗(yàn)用戶原需RS485屏蔽線600米左右，現(xiàn)只需200米左右，節(jié)約費(fèi)用400米×7.2元/米，合計(jì)2880元，并且原需要8天完成的工作，現(xiàn)4天就能完成，節(jié)約人工費(fèi)370元×2人×4天，合計(jì)2960元，總計(jì)節(jié)約5840元，每戶平均節(jié)約530元。

經(jīng)過半年的追蹤調(diào)查，西寧公司管轄高供高計(jì)專變終端采集成功率取得明顯提高，由原來的65%提高到98%。同時(shí)達(dá)到國(guó)家電網(wǎng)公司要求用電信息采集系統(tǒng)同業(yè)對(duì)標(biāo)的“終端在線率達(dá)到 98%，終端抄表成功率達(dá)到98%”的目標(biāo)。

3 評(píng)估與改進(jìn)

此項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)是針對(duì)電能信息采集系統(tǒng)建設(shè)中的技術(shù)難題提出的，對(duì)系統(tǒng)建設(shè)起到了積極的推動(dòng)作用，因此此技術(shù)改進(jìn)具備一定的科學(xué)性和先進(jìn)性。

改進(jìn)的科學(xué)性表現(xiàn)在改進(jìn)的立項(xiàng)是依據(jù)客觀存在的現(xiàn)象的分析，得出客觀存在現(xiàn)象的本質(zhì)，參照技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng)知識(shí)體系，經(jīng)過技術(shù)專家的反復(fù)理論論證和專業(yè)技術(shù)專家現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐的反復(fù)驗(yàn)證得出的。

改進(jìn)的先進(jìn)性表現(xiàn)在改進(jìn)有著科學(xué)的理論依據(jù)，改進(jìn)技術(shù)革新前所未有，改進(jìn)技術(shù)成果顯著。改進(jìn)依據(jù)現(xiàn)有的通信技術(shù)知識(shí)，經(jīng)過反復(fù)演算得出的技術(shù)革新，針對(duì)高供高計(jì)的專變用戶的負(fù)荷管理終端的安裝具有很好的積極的效果。同時(shí)，改進(jìn)也適應(yīng)于小區(qū)集中抄表的RS485接線抄表方式，效果顯著。改進(jìn)的執(zhí)行也體現(xiàn)了國(guó)家電網(wǎng)公司“三集五大”的管理理念的價(jià)值觀，人、財(cái)、物的集約化管理，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，為公司贏得更大的效益。

目前，此項(xiàng)技術(shù)已在青海省電力公司推廣，為青海省電力公司用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)做出了巨大貢獻(xiàn)。

改進(jìn)具有科學(xué)性、先進(jìn)性的同時(shí)也具有局限性，改進(jìn)主要是針對(duì)高供高計(jì)用戶的負(fù)荷管理終端安裝提出的，對(duì)用戶電能表計(jì)較多的情況具有明顯的效果，但是對(duì)表計(jì)較少或是表計(jì)特別分散的用戶的負(fù)荷管理終端的安裝的效果不是很明顯，原因是表計(jì)較少的用戶負(fù)荷管理終端的安裝時(shí)RS485布線比較簡(jiǎn)單，特別是只有一塊電能表的用戶，RS485的接線方式可以視為“并聯(lián)”方式，也可視為“串聯(lián)”方式，改進(jìn)所具有的科學(xué)性、先進(jìn)性的技術(shù)效果體現(xiàn)不出來。

賈向成，男，本科，助理工程師，青海西寧供電公司計(jì)量部。

周娜］