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、電功計量精確、功率消耗低、便于抄表等多個優(yōu)點而在電力系統(tǒng)實際應(yīng)用中非常廣泛。系統(tǒng)可以通過多功能電能表提供的RS485通訊接口進行參數(shù)采集，從而實現(xiàn)通信。在實際的應(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行分析并提出合理的解決方案以提高其運行的可靠性。

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)濟性高、噪音抑制性能高、數(shù)據(jù)傳輸速度快、距離遠的特點。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200mV，因此信息傳輸能夠達到千米之上。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，二線連接能夠達到真正意義上的雙向多點通信，然而四線連接時的主設(shè)備僅能是一個，實現(xiàn)的是點對多的通信方式。

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，嚴重時甚至導(dǎo)致通信接口的破壞。因為不同的多功能電能表廠家所采用的設(shè)計有所不同，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，就能夠初步認定電能表的通信接口已經(jīng)受到破壞。因為生產(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)計數(shù)據(jù)時，則有必要將多功能電能表和計算機設(shè)備的通信接口進行連接。此時可能出現(xiàn)通訊接口不能連接的情況，這是因為計算機設(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)實際運行環(huán)境條件較為惡劣、傳輸距離較遠時，應(yīng)采用有更高驅(qū)動性能及更強抗干擾作用的外接電源轉(zhuǎn)換器。在達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。因為RS485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)字異步方式進行通信，其收發(fā)不能同時進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的方法保證信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，部分主站及電能表在進行收發(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行編程及設(shè)計工作時要按照《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，有助于提升其運行質(zhì)量，保證遠程控制及數(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)實意義。

參 考 文 獻

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