多功能电能表的通信故障及解决方法

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1硬件类故障

通常，RS-485收发器须在共模电压为-2～-6V或+2～+6V之间，才能正常工作，如果超出此范围会影响通讯，严重的会损坏通讯接口。由于每个电能表生产厂家的设计都不一样，因此，在测得电平值后，可查阅相应电能表的使用说明书，判断电平值是否落在规定的正常工作电压范围内。若端子间电压不在规定正常工作范围内，则可初步判断电能表通讯接口损坏。接口与读表终端接口不匹配由于电能表生产厂家与抄表终端生产厂家所采用的RS-485接口芯片不同，或设计电路的差异，在某些应用环境条件下造成接口间不能正常匹配工作。以上类型的故障属于硬件类的故障，应联系电子式电能表生产厂家的技术人员处理。

2通讯协议或连接口不匹配类故障

目前国内规定电能表的RS-485接口的通信协议为2007年使用的《DL/T645-2007多功能电能表通信协议》。相对于1997版的通信协议，2007版的通信协议增加了扩展功能中所应用的术语和定义，并且规范、统一定义及使用，避免出现歧义。因此2007年以前生产的电能表可能无法与《DL/T645-2007多功能电能表通信协议》兼容，导致485通信口通信失败。对于此类故障，只需使用合适的电能表通信规约/协议进行通信即可解决。在通过软件设置抄读多功能电能表的参数和数据时，需要使用计算机连接现场通信网络。而多功能电能表与计算机有时会出现无法连接的现象。这是由于计算机通信接口采用RS-232标准，连RS-232/RS-485构成的通信网络时，必须做232与232/485接口之间的电平转换。此类故障在满足通信可靠性的前提下，可采用简单方便的无外接电源的转换器。这类转换器不需要靠初始化RS-232串口取电，无需任何握手信号如RTS、DTR等，从而保证了在RS-232方式下编写的程序无需更改便可在RS-485方式下运行，确保适合现有的操作软件和接口硬件，可应用于主控机之间，点到多点远程多机通信网络，实现多机应答通信。

3编程或设计过程失误类故障

由于485总线是半双工通讯方式，无法同时进行收与发，发送状态与接收状态之间的转换需要一定的延时，因此《DL/T645-2007多功能电能表通信协议》规定帧间有延时，主要是给发送方一个状态转换的时间，保证接收方能完整接收返回的数据。而一些生产年份较早的多功能电能表对此考虑不够。往往表现在：①电能表从接收状态切换至发送状态。在接收到主站的请求命令帧后，未进行延时，就立刻发送应答帧，而此时主站还处于发送状态，等主站切换到接收状态时，电能表前面的数据帧已发送完，导致主站接收到的应答帧不完整，通信失败。②电能表从发送状态切换至接收状态。电能表RS-485图1多功能电能表与计算机通信接口的连接图由发送状态转为接收状态也需要延时，而有的主站在设置收发流程时，未按照接收完数据帧后需要延时的要求，马山又开始发送下一个命令帧，而此时电能表还没有切换回接收状态，通信失败。电能表485总线是一种数字异步通信方式。异步通信的收发不同步的通信特性，使接收方不能准确判断哪一个字节是一帧数据通信的开始，因此《DL/T645-2007多功能电能表通信协议》中规定68H代表一帧数据的开始，称帧起始符。有些主站在设置收发流程时未能贴近实际情况，轻率的以接收到的第一个字符作为帧起始标志数据，而不是68H为起始数据标识；若电表在68H之前发了几个命令控制字符，则接收到的数据将会同步出错。而且当总线上持续有干扰信号存在，正确数据帧会和前面若干字节的杂乱数据混在一起被接收方接收，因为无法同步处理修正，通讯也会失败。建议主站和电能表设置收发流程时严格遵守以68H作为帧起始符，在开始接收数据前都要判定是否为帧起始符，若不是则弃掉该字节，按要求继续判断，直到收到68H才开始接收数据。奇偶校验是一种校验代码传输正确性的方法。通过在编码中增加一位校验位来使编码中的1的个数为奇数个（奇校验）或偶数个（偶校验）。在485通信时，接收双方会先定下奇偶校验方式进行数据检错，如果数据帧为错误信息，则剔除并等待对方方重发。有的主站和电能表设置收发流程时，依据多长时间内收不到新的一个字节数据来判断一帧已收完。这个方法考虑不够周详，没有根据所收数据帧的长度和结束符“16H”及时地将数据接收任务结束，如果遇到以下情况，会导致通信失败。因为RS-485芯片的接收灵敏度为200mV，即（V+）~（V-）≥200mV。当UA-UB≥200mV时，输出逻辑“0”为高电平；当UA-UB≤-200mV时，输出逻辑“1”为低电平；当-200mV＜UA-UB＜200mV时，输出不确定。如果总线上所有的RS-485芯片均处于接收状态时，UA-UB=0，总线处于高阻状态，既不是高电平也不是低电平，芯片输出状态不确定，可能输出“1”，也可能输出“0”。电能表在发送完应答帧后，通常会马上从发送切换到接收状态。当主站的RS-485芯片收完最后一个字节的停止位后，将继续保持为“0”，即电能表一段时间内收不到新的字节数据，此时，电能表视为数据接收任务结束（见图3接收波形）。而有的主站RS-485芯片则可能从“0”跳变保持为“1”（见图3接收跳变波形），电能表则认为又收到一个字节00H，这样接收方可能因此判定一个字节校验位出错，从而将之前接收正确的一帧丢掉，造成通信失败。解决此类故障，建议通信双方在编程或设计时严格遵守《DL/T645-2007多功能电能表通信协议》执行，确保主站与电能表数据传输准确和完整。

4结束语

随着智能化电网建设的不断推进，RS-485接口通信的电子式电能表已在电网中担负起了远程抄表、拉闸、实时负荷监控的任务，寻找出其常见的故障点，有利于提高RS-485电子式电能表的运行质量，对确保电表数据抄录的准确性和远程操作的可靠率，减少工作人员的故障处理频次有着直接的技术意义。从经济角度上分析，可降低供电企业由于RS-485故障而更换电能表的资本性支出。

本文作者：袁力遥陈健华工作单位：广州供电局有限公司