多功能電能表常見通訊問題

王旭東

【摘要】 基于多功能電能表所具有的特點(diǎn)及RS485通信接口相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，對電能表在通訊過程中經(jīng)常出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析，主要從硬件結(jié)構(gòu)、電能表通訊規(guī)約/協(xié)議不匹配及軟件編程三1個方面進(jìn)行說明，并給出相應(yīng)的解決方案，對于提高多功能電能表通訊的可靠性具有直接的現(xiàn)實(shí)意義。

【關(guān)鍵詞】 多功能電能表 RS485 通信

多功能電能表因具有測量準(zhǔn)確性高、電功計(jì)量精確、功率消耗低、便于抄表等多個優(yōu)點(diǎn)而在電力系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中非常廣泛。系統(tǒng)可以通過多功能電能表提供的RS485通訊接口進(jìn)行參數(shù)采集，從而實(shí)現(xiàn)通信。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，通信的可靠性往往受到多種因素的干擾而降低。因此有必要對多功能電能表常見的一些通訊問題進(jìn)行分析并提出合理的解決方案以提高其運(yùn)行的可靠性。

一、 RS485通信接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

RS485作為對電氣接口進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)范，其鏈路層采用單對平衡線基礎(chǔ)上的半雙工通訊方式，該通訊平臺具有經(jīng)濟(jì)性高、噪音抑制性能高、數(shù)據(jù)傳輸速度快、距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)。RS485通信接口是幾十米到上千米的近距離信息傳輸比較成熟且應(yīng)用極為廣泛的串行接口。在RS485收發(fā)器的發(fā)送端，驅(qū)動器把TTL形式的電平信號轉(zhuǎn)化為差分信號進(jìn)行輸出；而其接收端則把差分信號轉(zhuǎn)化為TTL電平，所以能夠抑制共模信號的干擾。又由于接收端的靈敏度很高，檢測電壓最低可達(dá)200mV，因此信息傳輸能夠達(dá)到千米之上。在數(shù)據(jù)傳輸速度低于100kbps時，有效的傳輸距離可達(dá)1200m以上。RS485總線可選用二線和四線兩種方式，二線連接能夠達(dá)到真正意義上的雙向多點(diǎn)通信，然而四線連接時的主設(shè)備僅能是一個，實(shí)現(xiàn)的是點(diǎn)對多的通信方式。

二、 多功能電能表的常見通訊問題及解決方法

1、硬件故障。通常情況下，485收發(fā)器能夠正常工作所要求的共模電壓要處于-2v至-6v或者2v至6v的范圍內(nèi)，一旦共模電壓超過該區(qū)間就會降低通訊的可靠性，嚴(yán)重時甚至導(dǎo)致通信接口的破壞。因?yàn)椴煌亩喙δ茈娔鼙韽S家所采用的設(shè)計(jì)有所不同，故而在檢測到電平數(shù)據(jù)值以后，要查詢對應(yīng)的生產(chǎn)使用說明書，然后初步分析所測得的電平值超出還是處于規(guī)定的工作電壓區(qū)間內(nèi)。如果兩端電壓超出正常工作時要求的區(qū)間，就能夠初步認(rèn)定電能表的通信接口已經(jīng)受到破壞。因?yàn)樯a(chǎn)多功能電能表和抄表終端的廠家可能采用不同的接口芯片，或者在電路設(shè)計(jì)上有所不同，在一些使用環(huán)境下會使接口間出現(xiàn)匹配性問題而不能正常通信。

2、電能表通訊規(guī)約/協(xié)議不匹配。當(dāng)前我國所規(guī)定的多功能電能表的RS485接口的通訊協(xié)議是《DL/T645-2007多功能電能表通信協(xié)議》，和以前的通信協(xié)議相比，新的通信協(xié)議添加了一些新的擴(kuò)展功能中出現(xiàn)的術(shù)語及定義，同時要求規(guī)范化統(tǒng)一進(jìn)行定義和使用，防止歧義問題的出現(xiàn)。在利用軟件編寫來抄讀電能表的相關(guān)參數(shù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時，則有必要將多功能電能表和計(jì)算機(jī)設(shè)備的通信接口進(jìn)行連接。此時可能出現(xiàn)通訊接口不能連接的情況，這是因?yàn)橛?jì)算機(jī)設(shè)備的通訊接口為RS232標(biāo)準(zhǔn)。該故障的解決辦法是采用相應(yīng)的轉(zhuǎn)換器把RS232的電平信號轉(zhuǎn)化成平衡差分形式的RS485電平信號從而使RS232與RS485共同組成的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行正常通信。所用轉(zhuǎn)換器的形式有兩種，一種需要外接電源，另一種則無需外接電源。當(dāng)實(shí)際運(yùn)行環(huán)境條件較為惡劣、傳輸距離較遠(yuǎn)時，應(yīng)采用有更高驅(qū)動性能及更強(qiáng)抗干擾作用的外接電源轉(zhuǎn)換器。在達(dá)到要求的通信可靠度的基礎(chǔ)上，可以選用較為方便的無需外接電源的轉(zhuǎn)換器。此類轉(zhuǎn)換器無需對RS232串口進(jìn)行初始化就能夠取電，也不需要RTS/DTR等的握手信號，所以使得RS232方式下所設(shè)置的軟件程序不需要任何改變就能夠在RS485方式下使用，從而保證適合當(dāng)前的操作軟件及接口硬件。

3、通信雙方編程失誤。因?yàn)镽S485為半雙工通信，不能同時接收和發(fā)送，兩狀態(tài)間的變換存在延時，所以通信協(xié)議中指出幀間具有一定的延時，其作用在于確保接收端可以完整無遺漏的接收發(fā)送方傳來的數(shù)據(jù)。電能表RS485采用數(shù)字異步方式進(jìn)行通信，其收發(fā)不能同時進(jìn)行的特性使得接收端無法正確判斷通信中一幀數(shù)據(jù)的開始是哪個字節(jié)，所以通信協(xié)議規(guī)定68H為幀起始符，主站進(jìn)行收發(fā)流程的設(shè)置時要慎重對待該問題。在RS485通信中可采用奇偶校驗(yàn)的方法保證信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，部分主站及電能表在進(jìn)行收發(fā)流程的設(shè)定時，根據(jù)多久不能接收到新字節(jié)作為判斷一幀信息已經(jīng)接收完畢的依據(jù)是不可靠的，在某些情況下會導(dǎo)致通訊失敗。問題的解決辦法是要求通信的雙方在進(jìn)行編程及設(shè)計(jì)工作時要按照《DL/T645-2007多功能電能表通信協(xié)議》的規(guī)定嚴(yán)格執(zhí)行，從而保證主站和電能表數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾约皽?zhǔn)確性。

四、結(jié)束語

由于電網(wǎng)建設(shè)的智能化水平不斷提高，RS485接口的多功能電能表承擔(dān)了更多新的任務(wù)，找出電能表經(jīng)常出現(xiàn)的故障問題，有助于提升其運(yùn)行質(zhì)量，保證遠(yuǎn)程控制及數(shù)據(jù)抄錄的可靠性，降低故障處理的頻率，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

參 考 文 獻(xiàn)

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