多功能電能表的通信故障及解決方法

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1硬件類故障

通常，RS-485收發(fā)器須在共模電壓為-2～-6V或+2～+6V之間，才能正常工作，如果超出此范圍會影響通訊，嚴重的會損壞通訊接口。由于每個電能表生產廠家的設計都不一樣，因此，在測得電平值后，可查閱相應電能表的使用說明書，判斷電平值是否落在規(guī)定的正常工作電壓范圍內。若端子間電壓不在規(guī)定正常工作范圍內，則可初步判斷電能表通訊接口損壞。接口與讀表終端接口不匹配由于電能表生產廠家與抄表終端生產廠家所采用的RS-485接口芯片不同，或設計電路的差異，在某些應用環(huán)境條件下造成接口間不能正常匹配工作。以上類型的故障屬于硬件類的故障，應聯系電子式電能表生產廠家的技術人員處理。

2通訊協(xié)議或連接口不匹配類故障

目前國內規(guī)定電能表的RS-485接口的通信協(xié)議為2007年使用的《DL/T645-2007多功能電能表通信協(xié)議》。相對于1997版的通信協(xié)議，2007版的通信協(xié)議增加了擴展功能中所應用的術語和定義，并且規(guī)范、統(tǒng)一定義及使用，避免出現歧義。因此2007年以前生產的電能表可能無法與《DL/T645-2007多功能電能表通信協(xié)議》兼容，導致485通信口通信失敗。對于此類故障，只需使用合適的電能表通信規(guī)約/協(xié)議進行通信即可解決。在通過軟件設置抄讀多功能電能表的參數和數據時，需要使用計算機連接現場通信網絡。而多功能電能表與計算機有時會出現無法連接的現象。這是由于計算機通信接口采用RS-232標準，連RS-232/RS-485構成的通信網絡時，必須做232與232/485接口之間的電平轉換。此類故障在滿足通信可靠性的前提下，可采用簡單方便的無外接電源的轉換器。這類轉換器不需要靠初始化RS-232串口取電，無需任何握手信號如RTS、DTR等，從而保證了在RS-232方式下編寫的程序無需更改便可在RS-485方式下運行，確保適合現有的操作軟件和接口硬件，可應用于主控機之間，點到多點遠程多機通信網絡，實現多機應答通信。

3編程或設計過程失誤類故障

由于485總線是半雙工通訊方式，無法同時進行收與發(fā)，發(fā)送狀態(tài)與接收狀態(tài)之間的轉換需要一定的延時，因此《DL/T645-2007多功能電能表通信協(xié)議》規(guī)定幀間有延時，主要是給發(fā)送方一個狀態(tài)轉換的時間，保證接收方能完整接收返回的數據。而一些生產年份較早的多功能電能表對此考慮不夠。往往表現在：①電能表從接收狀態(tài)切換至發(fā)送狀態(tài)。在接收到主站的請求命令幀后，未進行延時，就立刻發(fā)送應答幀，而此時主站還處于發(fā)送狀態(tài)，等主站切換到接收狀態(tài)時，電能表前面的數據幀已發(fā)送完，導致主站接收到的應答幀不完整，通信失敗。②電能表從發(fā)送狀態(tài)切換至接收狀態(tài)。電能表RS-485圖1多功能電能表與計算機通信接口的連接圖由發(fā)送狀態(tài)轉為接收狀態(tài)也需要延時，而有的主站在設置收發(fā)流程時，未按照接收完數據幀后需要延時的要求，馬山又開始發(fā)送下一個命令幀，而此時電能表還沒有切換回接收狀態(tài)，通信失敗。電能表485總線是一種數字異步通信方式。異步通信的收發(fā)不同步的通信特性，使接收方不能準確判斷哪一個字節(jié)是一幀數據通信的開始，因此《DL/T645-2007多功能電能表通信協(xié)議》中規(guī)定68H代表一幀數據的開始，稱幀起始符。有些主站在設置收發(fā)流程時未能貼近實際情況，輕率的以接收到的第一個字符作為幀起始標志數據，而不是68H為起始數據標識；若電表在68H之前發(fā)了幾個命令控制字符，則接收到的數據將會同步出錯。而且當總線上持續(xù)有干擾信號存在，正確數據幀會和前面若干字節(jié)的雜亂數據混在一起被接收方接收，因為無法同步處理修正，通訊也會失敗。建議主站和電能表設置收發(fā)流程時嚴格遵守以68H作為幀起始符，在開始接收數據前都要判定是否為幀起始符，若不是則棄掉該字節(jié)，按要求繼續(xù)判斷，直到收到68H才開始接收數據。奇偶校驗是一種校驗代碼傳輸正確性的方法。通過在編碼中增加一位校驗位來使編碼中的1的個數為奇數個（奇校驗）或偶數個（偶校驗）。在485通信時，接收雙方會先定下奇偶校驗方式進行數據檢錯，如果數據幀為錯誤信息，則剔除并等待對方方重發(fā)。有的主站和電能表設置收發(fā)流程時，依據多長時間內收不到新的一個字節(jié)數據來判斷一幀已收完。這個方法考慮不夠周詳，沒有根據所收數據幀的長度和結束符“16H”及時地將數據接收任務結束，如果遇到以下情況，會導致通信失敗。因為RS-485芯片的接收靈敏度為200mV，即（V+）~（V-）≥200mV。當UA-UB≥200mV時，輸出邏輯“0”為高電平；當UA-UB≤-200mV時，輸出邏輯“1”為低電平；當-200mV＜UA-UB＜200mV時，輸出不確定。如果總線上所有的RS-485芯片均處于接收狀態(tài)時，UA-UB=0，總線處于高阻狀態(tài)，既不是高電平也不是低電平，芯片輸出狀態(tài)不確定，可能輸出“1”，也可能輸出“0”。電能表在發(fā)送完應答幀后，通常會馬上從發(fā)送切換到接收狀態(tài)。當主站的RS-485芯片收完最后一個字節(jié)的停止位后，將繼續(xù)保持為“0”，即電能表一段時間內收不到新的字節(jié)數據，此時，電能表視為數據接收任務結束（見圖3接收波形）。而有的主站RS-485芯片則可能從“0”跳變保持為“1”（見圖3接收跳變波形），電能表則認為又收到一個字節(jié)00H，這樣接收方可能因此判定一個字節(jié)校驗位出錯，從而將之前接收正確的一幀丟掉，造成通信失敗。解決此類故障，建議通信雙方在編程或設計時嚴格遵守《DL/T645-2007多功能電能表通信協(xié)議》執(zhí)行，確保主站與電能表數據傳輸準確和完整。

4結束語

隨著智能化電網建設的不斷推進，RS-485接口通信的電子式電能表已在電網中擔負起了遠程抄表、拉閘、實時負荷監(jiān)控的任務，尋找出其常見的故障點，有利于提高RS-485電子式電能表的運行質量，對確保電表數據抄錄的準確性和遠程操作的可靠率，減少工作人員的故障處理頻次有著直接的技術意義。從經濟角度上分析，可降低供電企業(yè)由于RS-485故障而更換電能表的資本性支出。

本文作者：袁力遙陳健華工作單位：廣州供電局有限公司