計量自動化終端知識培訓

1、1計量自動化終端知識培訓2CONTENTS計量自動化系統(tǒng)簡介計量自動化系統(tǒng)簡介一、一、目錄制度規(guī)約制度規(guī)約二、二、通信知識通信知識三、三、終端知識終端知識四、四、（一）通信方式（二）RS-232C（三）RS-485（四）系統(tǒng)通信概述（一）終端硬件（二）終端功能（三）終端接線（一）制度文件（二）串行通信（三）QG_YW-YX-07-2009規(guī)約301計量自動化系統(tǒng)簡介4配變終端負控終端集抄終端廠站終端一、計量自動化系統(tǒng)簡介計量自動化系統(tǒng)集四類終端于一體，俗稱“四合一”系統(tǒng)，實現(xiàn)廠站、配變、負控、集抄四類終端的數(shù)據(jù)采集、分析、發(fā)布。502制度規(guī)約61電力負荷管理系統(tǒng)通用技術(shù)條件（試行）終端技術(shù)規(guī)范

2、3電力負荷管理系統(tǒng)建設和運行管理辦法管理2電力負荷管理系統(tǒng)功能規(guī)范功能規(guī)范4電力負荷管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約2004（試行），2004.12QG_YW-YX-07-2009云南電網(wǎng)公司用電信息采集與管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約(匯審2012-10-08)中華人民共和國電力行業(yè)標準（DL/T 6451997）多功能電能表通信規(guī)約,中華人民共和國電力行業(yè)標準（DL/T 6452007）多功能電能表通信規(guī)約。規(guī)約二、制度規(guī)約7二、制度規(guī)約在計算機和終端之間的數(shù)據(jù)傳輸通常是靠電纜或信道上的電流或電壓變化實現(xiàn)的。如果一組數(shù)據(jù)的各數(shù)據(jù)位在多條線上同時被傳輸，這種傳輸方式稱為并行通信。并行通信串行通信是指計算機主機與外

3、設之間以及主機系統(tǒng)與主機系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的串行傳送。將數(shù)據(jù)一位一位地依次傳輸，每一位數(shù)據(jù)占據(jù)一個固定的時間長度。串行通信異步通信在發(fā)送字符時，所發(fā)送的字符之間的時隙可以是任意的，但是接收端必須時刻做好接收的準備。發(fā)送端可以在任意時刻開始發(fā)送字符，因此必須在每一個字符的開始和結(jié)束的地方加上標志，即加上開始位和停止位。異步通信同步通信是一種連續(xù)串行傳送數(shù)據(jù)的通信方式，一次通信只傳送一幀信息。這里的信息幀與異步通信中的字符幀不同，通常含有若干個數(shù)據(jù)字符。同步通信8QG_YW-YX-07-2009云南電網(wǎng)公司用電信息采集與管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約采用GB/T18657.1的6.2.4 FT1.2異步式傳輸幀格

4、式，規(guī)定了用電現(xiàn)場服務與管理系統(tǒng)中主站和終端之間進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸袷?、?shù)據(jù)編碼及傳輸規(guī)則。二、制度規(guī)約幀格式定義9u68 B2 00 B2 00 68 68 B2 00 B2 00 68 ：起始字符【規(guī)約5.5.1.1】，報文長度L=44 【規(guī)約4.3.3.1】；u01 53 BD 4501 53 BD 45：區(qū)域代碼5301+終端地址45BD；u0202：主站地址和組地址標志A3【規(guī)約4.3.3.3.4】；u0404：應用層功能碼 AFN=04H，設置參數(shù)；uF1F1：幀序列域SEQ（1個字節(jié)），附加信息域中帶有時間標簽Tp，單幀，終端需要對該幀報文進行確認；u00 00 00 00 ： p

5、n=0 【規(guī)約4.3.4.4數(shù)據(jù)單元標識，當DA1和DA2全為“0”時，表示終端信息點，用p0表示】；u20 0120 01：F14終端總加組配置參數(shù) ；u0303：本次總加組配置數(shù)量n=3，【規(guī)約5.5.1.3.14，表28】；u01 01 0201 01 02：01：總加組序號為1；01總加組的測量點數(shù)量為1；03：測量點號及總加標志為03即00000011，編碼表示3對應第4個測量點，D6=0表示正向，D7=0表示總加運算；u02 01 0002 01 00：同上分析；u03 01 0103 01 01：同上分析；u33 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

6、00 00 00 00 33 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ：16個字節(jié)密碼【規(guī)約4.3.4.6.2 消息認證碼字段PW】；u00 39 25 09 26 00 00 39 25 09 26 00 ：8個字節(jié)時間標簽Tp，時間26日9點25分39秒【規(guī)約4.3.4.6.4 時間標簽Tp】；u8A8A：幀校驗和；u1616：結(jié)束字符。二、制度規(guī)約報文解析舉例主站下發(fā)的報文：【68 b2 00 b2 00 68 4a 01 53 bd 45 02 04 f1 00 00 20 01 03 01 01 02 02 01 00 03 01 0

7、1 33 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 39 25 09 26 00 8a 16】 1003通信知識11230M專網(wǎng)GPRS/CDMA公網(wǎng)自主性強見效快實時性強優(yōu)點三、通信知識點對點通信，巡測一次投資大，后續(xù)維護需專業(yè)人才易受干擾缺乏網(wǎng)絡自主性后續(xù)通信費用高優(yōu)點缺點缺點可實現(xiàn)廣播通信組網(wǎng)方便數(shù)據(jù)巡測效率高12主臺計算機網(wǎng)絡前置機主臺通訊設備終端表計三、通信知識230M無線專網(wǎng)、無線專網(wǎng)、GPRS/CDMA公網(wǎng)通信公網(wǎng)通信09、04規(guī)約規(guī)約RS-485通信通信DLT645-1997、 DLT645-2007規(guī)約等規(guī)約等光纖通信光纖

8、通信TCP/IP協(xié)議協(xié)議RS-232通信通信13q 主從應答式：POLLINGq 主要方式：廣播，巡測主站從站1從站2從站N主站從站1從站2從站NTTT+t廣播T+t+TT+t+T+tN*T+(N-1)*tN*(T+t)巡測三、通信知識14三、通信知識RS-232C是美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）和國際電報電話咨詢委員會（CCITT）為串行通信設備制定的一種標準。該標準規(guī)定： RS-232C采用負邏輯規(guī)定邏輯電平，-5V-+5V為邏輯“1”電平，+5V+15V為“0”電平。這種信號電平與通常并行接口中使用的TTL電平不同，由TTL到RS-232C的轉(zhuǎn)換要借助于MC1488，而由RS-232C電平到

9、TTL的轉(zhuǎn)換則要借助于MC1489。1、RS-232標準15三、通信知識2、串口規(guī)范針腳針腳信號信號定義定義作用作用1DCD載波檢測Received Line Signal Detector2RXD接收數(shù)據(jù)Received Data3TXD發(fā)送數(shù)據(jù)Transmit Data4DTR數(shù)據(jù)終端準備好Data Terminal Ready5SGND信號地Signal Ground6DSR數(shù)據(jù)準備好Data Set Ready7RTS請求發(fā)送Request To Send8CTS清除發(fā)送Clear To Send9RI振鈴提示Ring Indicator16在TXD和RXD引腳上電平定義：邏輯1=-3

10、V-15V在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上電平定義：三、通信知識3、電氣特性以上規(guī)定說明了RS-232C標準對邏輯電平的定義。對于數(shù)據(jù)（信息碼）：邏輯“1”（傳號）的電平低于-3V，邏輯“0”（空號）的電平高于+3V；對于控制信號；接通狀態(tài)（ON）即信號有效的電平高于+3V，斷開狀態(tài)（OFF）即信號無效的電平低于-3V，也就是當傳輸電平的絕對值大于3V時，電路可以有效地檢查出來，介于-3+3V之間的電壓無意義，低于-15V或高于+15V的電壓也認為無意義，因此，實際工作時，應保證電平在-3V-15V或+3V+15V之間。邏輯1(MARK)=-3V-15V邏輯0(SPACE)=

11、+3+15V信號有效（接通，ON狀態(tài)，正電壓）=+3V+15V信號無效（斷開，OFF狀態(tài)，負電壓）=-3V-15V174、通信速率和不足三、通信知識通信速率通信速率缺點缺點18電氣特性采用差分信號負邏輯，邏輯1”以兩線間的電壓差為+(26)V表示；邏輯0以兩線間的電壓差為-(26)V表示。接口信號電平比RS-232-C降低了，不易損壞接口電路的芯片，且與TTL電平兼容。傳輸速率RS-485最高傳輸速率為10Mbps，RS-485最大的通信距離約為1219m，最大傳輸速率為10Mbps，傳輸速率與傳輸距離成反比。抗干擾RS-485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力增強，即抗噪

12、聲干擾性好。接口RS-485采用半雙工通信方式，一般是兩線制，總線一般最大支持32個節(jié)點，如果使用特制的485芯片，可以達到128個或者256個節(jié)點，最大的可以支持到400個節(jié)點。三、通信知識1、特點19低速、短距離、無干擾的場合低速、短距離、無干擾的場合可以采用普通的雙絞線在高速、長線傳輸時在高速、長線傳輸時必須采用阻抗匹配（一般為120）的RS485專用電纜在干擾惡劣的環(huán)境下在干擾惡劣的環(huán)境下應采用鎧裝型雙絞屏蔽電纜在使用RS485接口時，從RS485接口到負載其數(shù)據(jù)信號傳輸所允許的最大電纜長度與信號傳輸?shù)牟ㄌ芈食煞幢?，這個長度數(shù)據(jù)主要是受信號失真及噪聲等所影響。理論上，通信速率在100K

13、bps及以下時，RS485的最長傳輸距離可達1200米，但在實際應用中傳輸?shù)木嚯x也因芯片及電纜的傳輸特性而所差異。在傳輸過程中可以采用增加中繼的方法對信號進行放大，最多可以加八個中繼。2、RS-485電纜三、通信知識20網(wǎng)絡拓撲一般采用終端匹配的總線型結(jié)構(gòu)，不支持環(huán)形或星形網(wǎng)絡。（1）采用一條雙絞線電纜作總線，將各個節(jié)點串接起來，從總線到每個節(jié)點的引出線長度應盡量短，以便使引出線中的反射信號對總線信號的影響最低。有些網(wǎng)絡連接盡管不正確，在短距離、低速率仍可能正常工作，但隨著通信距離的延長或通信速率的提高，其不良影響會越來越嚴重，主要原因是信號在各支路末端反射后與原信號疊加，會造成信號質(zhì)量下降。

14、 （2）應注意總線特性阻抗的連續(xù)性，在阻抗不連續(xù)點就會發(fā)生信號的反射。下列幾種情況易產(chǎn)生這種不連續(xù)性：總線的不同區(qū)段采用了不同電纜，或某一段總線上有過多收發(fā)器緊靠在一起安裝，再者是過長的分支線引出到總線。3、RS-485組網(wǎng)三、通信知識21三、通信知識微機數(shù)據(jù)：101010串口調(diào)制解調(diào)板音頻電臺“0”-1.3KHz“1”-2.1KHz帶負載頻的射頻音頻調(diào)制解調(diào)板1.3KHz-“0”2.1KHz-“1”單片機窄帶調(diào)頻（N-FSK）電平電平電臺串口22三、通信知識信道信道調(diào)制信號載波信號已調(diào)信號已調(diào)信號頻譜用基帶信號去控制載波信號的某個或幾個參量的變化，將信息荷載在其上形成已調(diào)信號傳輸，而解調(diào)是調(diào)

15、制的反過程，通過具體的方法從已調(diào)信號的參量變化中將恢復原始的基帶信號。將基帶信號的頻譜搬移到信道通帶中或者其中的某個頻段上的過程，而解調(diào)是將信道中來的頻帶信號恢復為基帶信號的反過程.23三、通信知識低通濾低通濾波器波器已調(diào)信號載波信號原信號g(t)信號頻譜2404終端知識25 開關(guān)電源主控單元顯示操作單元輸入輸出單元交流采樣單元電源輸入外部信號輸入控制信號輸出采樣信號輸入通信單元 四、終端知識1、負控終端框圖26功能組成主控單元是由微處理器CPU 基本電路、存儲器、時鐘電路、定時器、輸入輸出電路、通信接口電路、語音電路等組成。主控單元是終端的心臟，所有的采集、運算、控制指令發(fā)布等工作，均由主控

16、單元完成。主控單元主要實現(xiàn)模擬量、脈沖量、遙信、遙控的采集，完成與電臺的通信。實現(xiàn)數(shù)據(jù)計算、抄表、語音、控制等功能。 四、終端知識2、主控單元27組組成成功功能能顯示單元用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示及鍵盤輸入，是一個智能模塊。顯示操作單元還負責管理幾個主要用于顯示項目選擇和功能切換的面板按鍵。另外還控制多個LED面板狀態(tài)指示燈，這些面板狀態(tài)指示燈可以用于指示：運行、允許通話、控制投入等狀態(tài)。 四、終端知識3、顯示單元28可由模擬開關(guān)和模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路來實現(xiàn)對多路模擬量的采集功能。采用掃描方式對開關(guān)量輸入處理，通過采集電度表發(fā)出的脈沖數(shù)據(jù)，可以得到控制所需要的實時功率、實時電量，功率計算公式： N/t：單位

17、時間內(nèi)的脈沖個數(shù)，一般為一分鐘左右采集的脈沖數(shù)量；K：脈沖常數(shù)；PT：電壓變比；CT：電流變比 。3600CTPTNPKt四、終端知識4、輸入輸出單元29遙控接口遙信接口抄表接口遙控接口電路一般由預動作繼電器及執(zhí)行繼電器組成。通過繼電器的動作控制用戶跳閘機構(gòu)，使用戶的部分或全部負荷停止使用。采用掃描方式對開關(guān)量輸入處理，通過采集跳閘機構(gòu)的輔助接點獲得用戶側(cè)開關(guān)的分、合閘狀態(tài)。支持采集常開、常閉兩種屬性。按電表廠提供的通信規(guī)約與技術(shù)規(guī)范，與電度表通信和數(shù)據(jù)交換 ，采用RS-485硬件接口。抄讀表計表碼以及運行狀態(tài)等的數(shù)據(jù)。四、終端知識4、輸入輸出單元30公網(wǎng)終端專網(wǎng)終端230M負荷管理終端的通信

18、單元是數(shù)傳電臺。數(shù)傳電臺是由電臺、調(diào)制解調(diào)器和電源等部分組成。通常電臺處于接收狀態(tài)，發(fā)射處于等待狀態(tài)。收發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)換由接口電路送出的控收、控發(fā)信號轉(zhuǎn)換電平來完成的。數(shù)傳電臺除主要用作數(shù)據(jù)傳輸外，還可以用作通話，數(shù)話轉(zhuǎn)換由主控電路送出允許通話信號，經(jīng)接口電路處理后輸出信號控制。 公網(wǎng)終端通信模塊有GPRS/CDMA無線通訊模塊、光纖通訊模塊。用作數(shù)據(jù)傳輸。四、終端知識5、通信單元31形成與表計數(shù)據(jù)對比的參照電量，電壓合格率統(tǒng)計和曲線所需的電壓數(shù)據(jù)，以及諧波相關(guān)數(shù)據(jù)。交流采樣單元完成對來自電流互感器、電壓互感器交流信號的實時采樣，計算得到電流、電壓、功率、電量、周波、相角、諧波等數(shù)據(jù)。通過采集用戶參

19、照回路的各路交流電壓和交流電流，經(jīng)由電壓、電流互感器，分別轉(zhuǎn)化為小電流信號，經(jīng)過放大和調(diào)理電路，再將信號送到采樣保持電路，然后經(jīng)過模擬開關(guān)依次切換，逐路送入模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進行轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換后處理芯片計算出各類數(shù)據(jù)。四、終端知識5、交采單元功能功能組成組成3223456781終端功能抄表功能用電監(jiān)測功能事件記錄功能參數(shù)設置功能遙信功能遙控功能當?shù)仫@示及報警功能 四、終端知識1、功能概覽33四、終端知識2、控制功能負荷管理終端具有控制功能，即通過出口繼電器控制跳閘機構(gòu)動作。負荷管理終端一般比較適合于控制電壓信號驅(qū)動的跳閘機構(gòu)，可以提供加壓跳閘、失壓跳閘兩種方式；從控制信號是直接來源于主臺還是終端，

20、控制一般可以分為遠方控制即遙控控制功能和當?shù)亻]環(huán)控制功能：123遙控拉閘和允許合閘立即跳閘和延時跳閘保電投入和解除負荷管理終端按照主控站下發(fā)的控制命令直接對控制繼電器操作。遙控控制是負荷管理終端按照主控站下發(fā)的各種控制參數(shù)，根據(jù)當時用戶用電情況，在終端本地進行計算后，對控制繼電器進行自動操作。當?shù)亻]環(huán)控制34下發(fā)數(shù)據(jù)：包括定值和時段設置，輪次設置，保電設置，投入和解除。從種類上分為：功率控制，電量控制，廠休控制。執(zhí)行層執(zhí)行當?shù)亻]環(huán)控制下發(fā)定值，投入或解除控制控制方案管理層遠方終端的當?shù)亻]環(huán)控制流程四、終端知識2、控制功能不大于定值大于定值當前指標是否大于定值？35按召測方式分按數(shù)據(jù)內(nèi)容分按時間分自動巡測，人工召測，隨機巡測。功率，電量，模擬量，事件記錄。實時數(shù)據(jù)，整點數(shù)據(jù)，日數(shù)據(jù)，月數(shù)據(jù)。3、遙信功能四、終端知識4、遙測功能遙信是指負荷管理終端可以通過提供的遙信端子，檢測到所接開關(guān)輔助節(jié)點的通斷情況，通過相應計算可以將被控開關(guān)的開合閘狀態(tài)及特殊變位以及遙控跳閘變位情況回傳給主站，也可以記錄相應的變位