1、1計(jì)量自動(dòng)化終端知識(shí)培訓(xùn)2CONTENTS計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)簡(jiǎn)介計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)簡(jiǎn)介一、一、目錄制度規(guī)約制度規(guī)約二、二、通信知識(shí)通信知識(shí)三、三、終端知識(shí)終端知識(shí)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(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)簡(jiǎn)介4配變終端負(fù)控終端集抄終端廠站終端一、計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)簡(jiǎn)介計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)集四類終端于一體，俗稱“四合一”系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)廠站、配變、負(fù)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(fù)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(fù)荷管理系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行管理辦法管理2電力負(fù)荷管理系統(tǒng)功能規(guī)范功能規(guī)范4電力負(fù)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(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（DL/T 6451997）多功能電能表通信規(guī)約,中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（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(jì)算機(jī)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(shí)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(shí)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(jì)算機(jī)主機(jī)與外

3、設(shè)之間以及主機(jī)系統(tǒng)與主機(jī)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(gè)固定的時(shí)間長(zhǎng)度。串行通信異步通信在發(fā)送字符時(shí)，所發(fā)送的字符之間的時(shí)隙可以是任意的，但是接收端必須時(shí)刻做好接收的準(zhǔn)備。發(fā)送端可以在任意時(shí)刻開始發(fā)送字符，因此必須在每一個(gè)字符的開始和結(jié)束的地方加上標(biāo)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(gè)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(chǎng)服務(wù)與管理系統(tǒng)中主站和終端之間進(jìn)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(bào)文長(zhǎng)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(biāo)志A3【規(guī)約4.3.3.3.4】；u0404：應(yīng)用層功能碼 AFN=04H，設(shè)置參數(shù)；uF1F1：幀序列域SEQ（1個(gè)字節(jié)），附加信息域中帶有時(shí)間標(biāo)簽Tp，單幀，終端需要對(duì)該幀報(bào)文進(jìn)行確認(rèn)；u00 00 00 00 ： p

5、n=0 【規(guī)約4.3.4.4數(shù)據(jù)單元標(biāo)識(shí)，當(dāng)DA1和DA2全為“0”時(shí)，表示終端信息點(diǎn)，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(hào)為1；01總加組的測(cè)量點(diǎn)數(shù)量為1；03：測(cè)量點(diǎn)號(hào)及總加標(biāo)志為03即00000011，編碼表示3對(duì)應(yīng)第4個(gè)測(cè)量點(diǎn)，D6=0表示正向，D7=0表示總加運(yùn)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(gè)字節(jié)密碼【規(guī)約4.3.4.6.2 消息認(rèn)證碼字段PW】；u00 39 25 09 26 00 00 39 25 09 26 00 ：8個(gè)字節(jié)時(shí)間標(biāo)簽Tp，時(shí)間26日9點(diǎn)25分39秒【規(guī)約4.3.4.6.4 時(shí)間標(biāo)簽Tp】；u8A8A：幀校驗(yàn)和；u1616：結(jié)束字符。二、制度規(guī)約報(bào)文解析舉例主站下發(fā)的報(bào)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(shí)11230M專網(wǎng)GPRS/CDMA公網(wǎng)自主性強(qiáng)見效快實(shí)時(shí)性強(qiáng)優(yōu)點(diǎn)三、通信知識(shí)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，巡測(cè)一次投資大，后續(xù)維護(hù)需專業(yè)人才易受干擾缺乏網(wǎng)絡(luò)自主性后續(xù)通信費(fèi)用高優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)廣播通信組網(wǎng)方便數(shù)據(jù)巡測(cè)效率高12主臺(tái)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)前置機(jī)主臺(tái)通訊設(shè)備終端表計(jì)三、通信知識(shí)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(yīng)答式：POLLINGq 主要方式：廣播，巡測(cè)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(cè)三、通信知識(shí)14三、通信知識(shí)RS-232C是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）和國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)（CCITT）為串行通信設(shè)備制定的一種標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定： RS-232C采用負(fù)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(hào)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(biāo)準(zhǔn)15三、通信知識(shí)2、串口規(guī)范針腳針腳信號(hào)信號(hào)定義定義作用作用1DCD載波檢測(cè)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(zhǔn)備好Data Terminal Ready5SGND信號(hào)地Signal Ground6DSR數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好Data Set Ready7RTS請(qǐng)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(shí)3、電氣特性以上規(guī)定說明了RS-232C標(biāo)準(zhǔn)對(duì)邏輯電平的定義。對(duì)于數(shù)據(jù)（信息碼）：邏輯“1”（傳號(hào)）的電平低于-3V，邏輯“0”（空號(hào)）的電平高于+3V；對(duì)于控制信號(hào)；接通狀態(tài)（ON）即信號(hào)有效的電平高于+3V，斷開狀態(tài)（OFF）即信號(hào)無效的電平低于-3V，也就是當(dāng)傳輸電平的絕對(duì)值大于3V時(shí)，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(rèn)為無意義，因此，實(shí)際工作時(shí)，應(yīng)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(hào)有效（接通，ON狀態(tài)，正電壓）=+3V+15V信號(hào)無效（斷開，OFF狀態(tài)，負(fù)電壓）=-3V-15V174、通信速率和不足三、通信知識(shí)通信速率通信速率缺點(diǎn)缺點(diǎn)18電氣特性采用差分信號(hào)負(fù)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(hào)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?？垢蓴_RS-485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力增強(qiáng)，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(gè)節(jié)點(diǎn)，如果使用特制的485芯片，可以達(dá)到128個(gè)或者256個(gè)節(jié)點(diǎn)，最大的可以支持到400個(gè)節(jié)點(diǎn)。三、通信知識(shí)1、特點(diǎn)19低速、短距離、無干擾的場(chǎng)合低速、短距離、無干擾的場(chǎng)合可以采用普通的雙絞線在高速、長(zhǎng)線傳輸時(shí)在高速、長(zhǎng)線傳輸時(shí)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(yīng)采用鎧裝型雙絞屏蔽電纜在使用RS485接口時(shí)，從RS485接口到負(fù)載其數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸所允許的最大電纜長(zhǎng)度與信號(hào)傳輸?shù)牟ㄌ芈食煞幢龋@個(gè)長(zhǎng)度數(shù)據(jù)主要是受信號(hào)失真及噪聲等所影響。理論上，通信速率在100K

13、bps及以下時(shí)，RS485的最長(zhǎng)傳輸距離可達(dá)1200米，但在實(shí)際應(yīng)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(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，最多可以加八個(gè)中繼。2、RS-485電纜三、通信知識(shí)20網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟话悴捎媒K端匹配的總線型結(jié)構(gòu)，不支持環(huán)形或星形網(wǎng)絡(luò)。（1）采用一條雙絞線電纜作總線，將各個(gè)節(jié)點(diǎn)串接起來，從總線到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的引出線長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，以便使引出線中的反射信號(hào)對(duì)總線信號(hào)的影響最低。有些網(wǎng)絡(luò)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(zhǎng)或通信速率的提高，其不良影響會(huì)越來越嚴(yán)重，主要原因是信號(hào)在各支路末端反射后與原信號(hào)疊加，會(huì)造成信號(hào)質(zhì)量下降。

14、 （2）應(yīng)注意總線特性阻抗的連續(xù)性，在阻抗不連續(xù)點(diǎn)就會(huì)發(fā)生信號(hào)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(zhǎng)的分支線引出到總線。3、RS-485組網(wǎng)三、通信知識(shí)21三、通信知識(shí)微機(jī)數(shù)據(jù)：101010串口調(diào)制解調(diào)板音頻電臺(tái)“0”-1.3KHz“1”-2.1KHz帶負(fù)載頻的射頻音頻調(diào)制解調(diào)板1.3KHz-“0”2.1KHz-“1”單片機(jī)窄帶調(diào)頻（N-FSK）電平電平電臺(tái)串口22三、通信知識(shí)信道信道調(diào)制信號(hào)載波信號(hào)已調(diào)信號(hào)已調(diào)信號(hào)頻譜用基帶信號(hào)去控制載波信號(hào)的某個(gè)或幾個(gè)參量的變化，將信息荷載在其上形成已調(diào)信號(hào)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(hào)的參量變化中將恢復(fù)原始的基帶信號(hào)。將基帶信號(hào)的頻譜搬移到信道通帶中或者其中的某個(gè)頻段上的過程，而解調(diào)是將信道中來的頻帶信號(hào)恢復(fù)為基帶信號(hào)的反過程.23三、通信知識(shí)低通濾低通濾波器波器已調(diào)信號(hào)載波信號(hào)原信號(hào)g(t)信號(hào)頻譜2404終端知識(shí)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(hào)輸入控制信號(hào)輸出采樣信號(hào)輸入通信單元 四、終端知識(shí)1、負(fù)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(chǔ)器、時(shí)鐘電路、定時(shí)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(yùn)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(shí)現(xiàn)模擬量、脈沖量、遙信、遙控的采集，完成與電臺(tái)的通信。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)計(jì)算、抄表、語音、控制等功能。 四、終端知識(shí)2、主控單元27組組成成功功能能顯示單元用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示及鍵盤輸入，是一個(gè)智能模塊。顯示操作單元還負(fù)責(zé)管理幾個(gè)主要用于顯示項(xiàng)目選擇和功能切換的面板按鍵。另外還控制多個(gè)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(yùn)行、允許通話、控制投入等狀態(tài)。 四、終端知識(shí)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(shí)現(xiàn)對(duì)多路模擬量的采集功能。采用掃描方式對(duì)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(shí)時(shí)功率、實(shí)時(shí)電量，功率計(jì)算公式： N/t：?jiǎn)挝?/p>

17、時(shí)間內(nèi)的脈沖個(gè)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(shí)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(yù)動(dòng)作繼電器及執(zhí)行繼電器組成。通過繼電器的動(dòng)作控制用戶跳閘機(jī)構(gòu)，使用戶的部分或全部負(fù)荷停止使用。采用掃描方式對(duì)開關(guān)量輸入處理，通過采集跳閘機(jī)構(gòu)的輔助接點(diǎn)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(jì)表碼以及運(yùn)行狀態(tài)等的數(shù)據(jù)。四、終端知識(shí)4、輸入輸出單元30公網(wǎng)終端專網(wǎng)終端230M負(fù)荷管理終端的通信

18、單元是數(shù)傳電臺(tái)。數(shù)傳電臺(tái)是由電臺(tái)、調(diào)制解調(diào)器和電源等部分組成。通常電臺(tái)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(hào)轉(zhuǎn)換電平來完成的。數(shù)傳電臺(tái)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(hào)，經(jīng)接口電路處理后輸出信號(hào)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(shí)5、通信單元31形成與表計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)比的參照電量，電壓合格率統(tǒng)計(jì)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(duì)來自電流互感器、電壓互感器交流信號(hào)的實(shí)時(shí)采樣，計(jì)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(hào)，經(jīng)過放大和調(diào)理電路，再將信號(hào)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(jìn)行轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換后處理芯片計(jì)算出各類數(shù)據(jù)。四、終端知識(shí)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(cè)功能事件記錄功能參數(shù)設(shè)置功能遙信功能遙控功能當(dāng)?shù)仫@示及報(bào)警功能 四、終端知識(shí)1、功能概覽33四、終端知識(shí)2、控制功能負(fù)荷管理終端具有控制功能，即通過出口繼電器控制跳閘機(jī)構(gòu)動(dòng)作。負(fù)荷管理終端一般比較適合于控制電壓信號(hào)驅(qū)動(dòng)的跳閘機(jī)構(gòu)，可以提供加壓跳閘、失壓跳閘兩種方式；從控制信號(hào)是直接來源于主臺(tái)還是終端，

20、控制一般可以分為遠(yuǎn)方控制即遙控控制功能和當(dāng)?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(shí)跳閘保電投入和解除負(fù)荷管理終端按照主控站下發(fā)的控制命令直接對(duì)控制繼電器操作。遙控控制是負(fù)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(dāng)時(shí)用戶用電情況，在終端本地進(jìn)行計(jì)算后，對(duì)控制繼電器進(jìn)行自動(dòng)操作。當(dāng)?shù)亻]環(huán)控制34下發(fā)數(shù)據(jù)：包括定值和時(shí)段設(shè)置，輪次設(shè)置，保電設(shè)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(dāng)?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(yuǎn)方終端的當(dāng)?shù)亻]環(huán)控制流程四、終端知識(shí)2、控制功能不大于定值大于定值當(dāng)前指標(biāo)是否大于定值？35按召測(cè)方式分按數(shù)據(jù)內(nèi)容分按時(shí)間分自動(dòng)巡測(cè)，人工召測(cè)，隨機(jī)巡測(cè)。功率，電量，模擬量，事件記錄。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，整點(diǎn)數(shù)據(jù)，日數(shù)據(jù)，月數(shù)據(jù)。3、遙信功能四、終端知識(shí)4、遙測(cè)功能遙信是指負(fù)荷管理終端可以通過提供的遙信端子，檢測(cè)到所接開關(guān)輔助節(jié)點(diǎn)的通斷情況，通過相應(yīng)計(jì)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(yīng)的變位