浅析采集终端RS485接线方式“并改串”

贾向成 孙奇明

（西宁供电公司 青海 西宁 810003）

浅析采集终端RS485接线方式“并改串”

贾向成 孙奇明

（西宁供电公司 青海 西宁 810003）

西宁供电公司在电能量采集系统建设过程中，将采集终端与表能表连接的RS485屏蔽线接线方式由并联改为串联，从而提高了采集终端安装效率、节约了安装材料。目前，该项技术已在青海省电力公司推广应用到专变、公变用户领域，为电能信息采集系统的建设做出了积极贡献。

电能量采集系统；采集终端；RS485屏蔽线

孙奇明，男，本科，助理工程师，青海西宁供电公司营销部

0 前言

青海西宁供电公司为实现电能量采集系统建设 “全覆盖、全采集、全费控”的目标任务，计量部负责的专变用户采集工作按进度要求实现“全覆盖、全采集”，但前期工作进展缓慢，分析原因主要是终端与表计按设计要求采用 “并联星形”接线方式，接线复杂，耗费材料多，工作效率低，且采集电能表计故障点。经过大量的数据分析、科学计算、现场论证，最终确定了改进接线方式，即将终端与表计连接的RS485屏蔽线接线方式由原来的并联改为串联二进制，以实现减少接线点，提高终端安装效率，节约安装材料。

1 现状分析

西宁供电公司用电信息采集系统从2010年5月上线以来，计量部高度重视系统建设工作，力争2011年年底实现管辖专变用户“全覆盖、全采集”的工作目标。

图1 “并联”接线

但在系统建设的过程中，采集终端安装效率不尽人意，专变用户故障率高，主要表现：一是负荷管理终端安装进度缓慢，日安装量1-2户左右；二是安装消耗材料多，每户安装终端所需两芯屏蔽线（本地区简称RS485屏蔽线）平均大概在50米左右；三是终端抄表成功率的可靠性不高，只有68.3%。

分析原因主要是专变用户用电负荷大、各种计费表计安装点多且分散，终端与表计按设计要求采用“并联星形”接线方式，接线复杂，耗费材料多，工作效率低，并增多了采集表计故障点。接线方式如图1。

此方式就是终端分别与每块表计通过RS485屏蔽线连接。

经过分析上述现象原因，得出以下结论：

结论一：终端安装进度缓慢主要原因是高供高计的专变用户表计比较多，并且分散，布线施工难度大，日安装量就低。

结论二：由于用户表计较多，采用“并联”接线方式时，终端分别与每块电能表之间连接RS485屏蔽线，所需要的RS485屏蔽线较多，并且影响终端安装的工艺美观。

结论三：由于终端分别与电能表计连接RS485屏蔽线，故障点多，影响终端采集成功率。

依据上述的原因，经过大量的数据分析、科学计算、现场取证，最终确定了改进接线方式，即将终端与表计连接的RS485屏蔽线接线方式由原来的并联方式改为串联二进制方式，以减少接线点，提高终端安装效率，节约安装材料。改后的RS485接线方式如图2。

图2 “串联”接线图

这种方式是将用户侧所有表计用RS485屏蔽线串联连接起来（即将所有表计的A、B口串联接在一起，再与采集终端的A、B的相应端子上），再与负荷管理终端连接。

2 “并改串”可行性分析

为了分析出两种接线方式的优劣情况，采用同户安装对比法来判断。

经过讨论选定青海金诃藏药药业股份有限公司、青海省格拉丹东药业有限公司、青海汇通房地产开发公司、西宁春晖物业管理有限公司、青海久美藏药药业有限公司、青海海湖水泥制品有限公司、青海省高等级公路建设管理局拉脊山隧道改进管理组、青藏高原绿色肉食品有限公司、青海第二机床制造责任有限公司、青海环境保护设备制造厂、北京华联综合超市股份有限公司青海第一分公司等11家实验用户现场安装负荷管理终端，先采用原来并联星形接线方式，后采用串联二进制接线方式，比较两者安装所用时间、所用RS485屏蔽线长度、数据传输速率，得到如表1数据：

表1

从表1可以看出，串联方式安装时间为并联方式的一半；串联方式安装所用RS485屏蔽线大概为并联方式的三分之一；两者数据传输速率和线长有关，但表的通信速率只需2400bps，所以速率完全能够满足终端与表计通讯的要求速率。

由于采用串联接线方式，表计越多，终端与最后一块表计连接的RS485屏蔽线就越长。当终端满载时，即接入8块表计，采用串联方式，屏蔽线阻抗产生的压降是否能满足《RS-485标准串行电气接口》中规定的最低驱动电压呢？

经过技术攻关组人员反复论证，在短距离或低波特率数据传输时，即一般在300m以下、速率为19200bps时，RS485屏蔽线特性阻抗取值120Ω，不需匹配电阻，不会产生信号反射，不影响表计与终端信号的传输。

参照的指标如下：

RS485通信技术指标：

1）传输速率：1200～9600bps，理论上可达10Mbps

2）传输误码率：≤10－9

3）传输距离：≤1200m

4）一次采集成功率：≥99%

5）周期采集成功率：100%（周期为1天，采集日冻结数据）

6）采集终端单点抄表时间：＜1s

7）采集终端轮询抄表时间：＜5min

8）其他特殊指标要求：最大挂接节点数32

表2 RS485串行通信的标准的性能

经过对青海金诃藏药药业股份有限公司等11家客户现场3个月的跟踪及数据论证。用户采集成功率的可靠性由以前的74%提高到现在的100%。这11家试验用户原需RS485屏蔽线600米左右，现只需200米左右，节约费用400米×7.2元/米，合计2880元，并且原需要8天完成的工作，现4天就能完成，节约人工费370元×2人×4天，合计2960元，总计节约5840元，每户平均节约530元。

经过半年的追踪调查，西宁公司管辖高供高计专变终端采集成功率取得明显提高，由原来的65%提高到98%。同时达到国家电网公司要求用电信息采集系统同业对标的“终端在线率达到 98%，终端抄表成功率达到98%”的目标。

3 评估与改进

此项技术改进是针对电能信息采集系统建设中的技术难题提出的，对系统建设起到了积极的推动作用，因此此技术改进具备一定的科学性和先进性。

改进的科学性表现在改进的立项是依据客观存在的现象的分析，得出客观存在现象的本质，参照技术领域的系统知识体系，经过技术专家的反复理论论证和专业技术专家现场实践的反复验证得出的。

改进的先进性表现在改进有着科学的理论依据，改进技术革新前所未有，改进技术成果显著。改进依据现有的通信技术知识，经过反复演算得出的技术革新，针对高供高计的专变用户的负荷管理终端的安装具有很好的积极的效果。同时，改进也适应于小区集中抄表的RS485接线抄表方式，效果显著。改进的执行也体现了国家电网公司“三集五大”的管理理念的价值观，人、财、物的集约化管理，提高劳动生产率，为公司赢得更大的效益。

目前，此项技术已在青海省电力公司推广，为青海省电力公司用电信息采集系统的建设做出了巨大贡献。

改进具有科学性、先进性的同时也具有局限性，改进主要是针对高供高计用户的负荷管理终端安装提出的，对用户电能表计较多的情况具有明显的效果，但是对表计较少或是表计特别分散的用户的负荷管理终端的安装的效果不是很明显，原因是表计较少的用户负荷管理终端的安装时RS485布线比较简单，特别是只有一块电能表的用户，RS485的接线方式可以视为“并联”方式，也可视为“串联”方式，改进所具有的科学性、先进性的技术效果体现不出来。

贾向成，男，本科，助理工程师，青海西宁供电公司计量部。

周娜］