多功能电能表常见通讯问题

王旭东

【摘要】 基于多功能电能表所具有的特点及RS485通信接口相应的规范标准，对电能表在通讯过程中经常出现的故障进行分析，主要从硬件结构、电能表通讯规约/协议不匹配及软件编程三1个方面进行说明，并给出相应的解决方案，对于提高多功能电能表通讯的可靠性具有直接的现实意义。

【关键词】 多功能电能表 RS485 通信

多功能电能表因具有测量准确性高、电功计量精确、功率消耗低、便于抄表等多个优点而在电力系统实际应用中非常广泛。系统可以通过多功能电能表提供的RS485通讯接口进行参数采集，从而实现通信。在实际的应用过程中，通信的可靠性往往受到多种因素的干扰而降低。因此有必要对多功能电能表常见的一些通讯问题进行分析并提出合理的解决方案以提高其运行的可靠性。

一、 RS485通信接口技术标准

RS485作为对电气接口进行标准化的规范，其链路层采用单对平衡线基础上的半双工通讯方式，该通讯平台具有经济性高、噪音抑制性能高、数据传输速度快、距离远的特点。RS485通信接口是几十米到上千米的近距离信息传输比较成熟且应用极为广泛的串行接口。在RS485收发器的发送端，驱动器把TTL形式的电平信号转化为差分信号进行输出；而其接收端则把差分信号转化为TTL电平，所以能够抑制共模信号的干扰。又由于接收端的灵敏度很高，检测电压最低可达200mV，因此信息传输能够达到千米之上。在数据传输速度低于100kbps时，有效的传输距离可达1200m以上。RS485总线可选用二线和四线两种方式，二线连接能够达到真正意义上的双向多点通信，然而四线连接时的主设备仅能是一个，实现的是点对多的通信方式。

二、 多功能电能表的常见通讯问题及解决方法

1、硬件故障。通常情况下，485收发器能够正常工作所要求的共模电压要处于-2v至-6v或者2v至6v的范围内，一旦共模电压超过该区间就会降低通讯的可靠性，严重时甚至导致通信接口的破坏。因为不同的多功能电能表厂家所采用的设计有所不同，故而在检测到电平数据值以后，要查询对应的生产使用说明书，然后初步分析所测得的电平值超出还是处于规定的工作电压区间内。如果两端电压超出正常工作时要求的区间，就能够初步认定电能表的通信接口已经受到破坏。因为生产多功能电能表和抄表终端的厂家可能采用不同的接口芯片，或者在电路设计上有所不同，在一些使用环境下会使接口间出现匹配性问题而不能正常通信。

2、电能表通讯规约/协议不匹配。当前我国所规定的多功能电能表的RS485接口的通讯协议是《DL/T645-2007多功能电能表通信协议》，和以前的通信协议相比，新的通信协议添加了一些新的扩展功能中出现的术语及定义，同时要求规范化统一进行定义和使用，防止歧义问题的出现。在利用软件编写来抄读电能表的相关参数和统计数据时，则有必要将多功能电能表和计算机设备的通信接口进行连接。此时可能出现通讯接口不能连接的情况，这是因为计算机设备的通讯接口为RS232标准。该故障的解决办法是采用相应的转换器把RS232的电平信号转化成平衡差分形式的RS485电平信号从而使RS232与RS485共同组成的网络进行正常通信。所用转换器的形式有两种，一种需要外接电源，另一种则无需外接电源。当实际运行环境条件较为恶劣、传输距离较远时，应采用有更高驱动性能及更强抗干扰作用的外接电源转换器。在达到要求的通信可靠度的基础上，可以选用较为方便的无需外接电源的转换器。此类转换器无需对RS232串口进行初始化就能够取电，也不需要RTS/DTR等的握手信号，所以使得RS232方式下所设置的软件程序不需要任何改变就能够在RS485方式下使用，從而保证适合当前的操作软件及接口硬件。

3、通信双方编程失误。因为RS485为半双工通信，不能同时接收和发送，两状态间的变换存在延时，所以通信协议中指出帧间具有一定的延时，其作用在于确保接收端可以完整无遗漏的接收发送方传来的数据。电能表RS485采用数字异步方式进行通信，其收发不能同时进行的特性使得接收端无法正确判断通信中一帧数据的开始是哪个字节，所以通信协议规定68H为帧起始符，主站进行收发流程的设置时要慎重对待该问题。在RS485通信中可采用奇偶校验的方法保证信息传输的准确性，部分主站及电能表在进行收发流程的设定时，根据多久不能接收到新字节作为判断一帧信息已经接收完毕的依据是不可靠的，在某些情况下会导致通讯失败。问题的解决办法是要求通信的双方在进行编程及设计工作时要按照《DL/T645-2007多功能电能表通信协议》的规定严格执行，从而保证主站和电能表数据传输的完整性及准确性。

四、结束语

由于电网建设的智能化水平不断提高，RS485接口的多功能电能表承担了更多新的任务，找出电能表经常出现的故障问题，有助于提升其运行质量，保证远程控制及数据抄录的可靠性，降低故障处理的频率，具有一定的现实意义。

参 考 文 献

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