V01.33No.1 HeilongjiangElectricPower Feb.201l
三相多功能电能
表
关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf
自动抄表系统的设计
周鸿雁
(四平供电公司,吉林四平136000)
摘要:阐述了三相电能表远程抄表的复合式通信结构,根据RS一485总线可靠性高、硬件设计简单、控制方便、成
本低廉等优点,提出了三相多功能电能表的串行通信
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
,设计了硬件电路、主机通信程序和电表通信程序。实践
结果表明,电能表自动抄表系统数据传输稳定,适用于供电局集中抄表和居民电气自动抄表。
关键词:RS一485总线;自动抄表;通信
中图分类号:TM930.12 文献标识码:A 文章编号:1002—1663(2011)01-0078—03
Designofautomaticmeterreadingsystemofthree——phasemultifunctionmeter
ZHOUHongyan
(SipingPowerSupplyCompany,Siping136000,China)
Abstract:Thispaperintroducesacompoundcommunicationstructureofremotemeterreadingofthree——phaseme··
ter,proposesserialcommunicationplanforthree—phasemuhifunctionmeteronthebasisofRS-485busgadvan-
tages,includinghishreliability,simplehardwaredesign,convenientcontrolandlowcost,anddesignshardware
circuit,hostcommtmicationprogramandmetercommunicationprogram.Practicedemonstratesthatautomaticmeter
readingsystemstablytransmitdataandisadequateforcentralizedmeterreadingofpowersupplybureauandauto-
maticmeterreadingofresidents.
Keywords:RS一485bus;automaticmeterreading;communication
U 引舌
随着微电子技术、传感器技术、计算机技术及
现代通信技术的发展,研制电能表自动抄表系统日
益受到关注。自动抄表系统(AutomaticMeterRead—
ingSystem—AMRS)是将数据自动采集、传输和处
理应用于电能供用与管理系统,用通信和计算机网
络等新技术自动读取和处理表计数据。因此,该系
统的应用从根本上克服了传统人工抄表模式带来
的缺点,也给电能管理现代化创造了良好的条件。
l 多功能电能表结构及原理
采样电压u。、巩、U。和采样电流,。、,。、j。经电
压互感器、电流互感器处理后,送到计量芯片
SA9604A进行处理,得到反映三相有功电能、无功
电能、交流电压和频率的l组原始数据,以数字形
式分别存放在SA9604A的12个寄存器中。微控器
(MCU)可以通过SPI串行通信口读取每个寄存器
中的数据。
微控器根据读到的原始数据可以计算出几十
项电力参数,并将这些参数存储到EEPROM中,送
到液晶屏(LCD)显示,以便进行数据处理和几种通
信方式传送。多功能电能表原理如图1所示。
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SA960一嚣卜 一红外通讯微
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器计量
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MCU-4RYct85通iK芯片 划 —IC卡接口
EEPROM卜.—一脉冲输出
图1多功能电能表原理框图
收稿日期:2010—12—06
作者简介:周鸿雁(1974一).女,2002年毕业于东北电力大学电气工程及其自动化专业,工程师。
一78—
万方数据
第33卷第1期 黑龙江电力 2011年2月
从图1可以看出,时钟芯片向微控器提供实时
日历和时钟,液晶显示器循环显示200多条参数,
RS485口、红外通信接口、
标准
excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载
Ic卡和6路功率脉
冲输出能提供多条与上位机信息交换的通道。
电力控制中心计算机管理系统可随时读取电
能表的数据,修改多功能电能表参数设置或发出其
它运行指令。
2 RS一485总线通信原理
Rs一485总线用普通半双工通信,为了避免与
总线冲突,采用主从通信。主从式多机通信指主机
发送的信息可以传到各个从机或指定的从机,各个
从机的信息只能发送给主机。主机用查询方式接
收/发送数据,从机采用中断方式接收/发送数据。
在主机向从机发送命令前,主机首先发送某个从机
的地址识别码,从机接收到地址识别码后,与自己
的本机地址代码对照。与本机地址识别码相符的
从机,将自己的程控位置SM2设定为0,并向主机发
送应答信号,建立该从机与主机之间的点对点数据
传送,其它从机继续处于监听状态。等到主机接到
某个从机的应答信号后,主机向从机发送下传的数
据信息,然后等待从机的应答信息。如果应答信息
表示发送失败,主机就重新向从机发送信息。同
理,当主机从从机获得数据时,通过累加和校验,决
定从机是否向主机重新发送数据,从而保证主机和
从机之间数据通信的正确性:RS-485传输距离比
RS一232更长,最多可以达到3000m,很适合工业
环境下的使用⋯。
3 串行通信方案的硬件设计
如果某个地区内三相电能表分布相对集中,电
能表间距小于1200m,就可以考虑采用RS一485
总线通信模式。用RS弘1.85总线将这些电能表连接
起来,通过集中器和Modem与供电部门数据中心上
位机进行数据交换。通过RS485串行通信接口直
接通信距离可以达到1200m,其标准以差分平衡
方式传榆信号。在发送端,RS485驱动器将电平转
换成差分信号输出;在接收端,接收器将差分信号
还原为11'L信号,具有很强的抗共模干扰能力。因
此,在远程自动抄表系统中,可以用RS485总线进
行远程自动抄表口-。
RS485总线远程自动抄表主要由供电部门数据
管理中心上位机、集中器、Modem和现场多台三相
电能表组成,如图2所示。上位机为普通PC机,其
人机界面良好,硬件、软件资源丰富,能够实现自动
抄表系统的控制、管理和抄表数据的后期处理。集
中器由RS232/RS485转换装置等器件构成,将总线
RS485信号转换为RS232信号,然后送给Modem。
主机通过RS232端口与Modem连接,调制解调器与
公用电活网连接。使用Modem对信号进行调制和
解调。监控中心计算机(PC机)作为主机,通过Mo—
dem向现场的电表发送抄表命令和设置命令。电表
(单片机)作为从机处于被叫方,响应主机命令和向
主机发送数据”。。
三相电能表采用前面提到的多功能电能表。
微控制器将采集的数据通过RS485接口传到集中
器中。
图2 RS485总线自动抄表系统总体结构图
电能表RS485通信收发芯片采用MAX公司的
MAX485E,其特点是单+5V供电、只需外接1个电
阻、差分驱动、RS485差分信号与单端CMOS信号转
换、有允许接收和发送的控制引脚。为了节省通信
电缆,在通信方式上采用半双工方式(指令和数据
的传送都采用应答方式)。传输线采用屏蔽双绞
线,以增加通信的抗干扰能力。设计的串行通信接
口电路如图3所示。设计时,为了防止工业现场噪
声干扰,采取措施如下:使用光电隔离器件TLp521
对输入的每路信号进行光电隔离;在单片机侧加装
长线滤波电路,用RC组成的滤波电路滤除来自通
信线路的干扰信号;在MAX485EA、B端口加装PTC
(自恢复保险丝),提高通信线路的抗干扰性能HJ。
4 串行通信方案的软件设计
电能表自动抄表系统RS485通信是半双工通
信方式,发送和接收共用同一个物理信道,在任意
时刻只允许1台电表处于接收状态.应答的电表在
侦听到总线上呼叫信号发送完毕(没有其它电表发
出应答信号的情况下)才能应答;程序对发送和接
收时序有严格的要求,否则就可能发生总线冲突,
使整个系统的通信无法正常工作。主机和电能表
之间通过RS485总线进行通信,每个电表都有1个
地址码,被寻址电表响应主机命令,向主机发回信
息响应帧。
一79—
万方数据
V01.33No.1 HeilongjiangElectricPower Feb.20ll
图3电表通信控制电路图
4.1 电表通信程序设计
在自动抄表系统中,电表作为数据采集和处理
单元,只有采用中断工作方式才能满足实时性要
求。在没有数据通信时,电表完全投入到监控和计
量电网数据;当有串行口中断时,电表才利用中断
处理进行通信。由于每块电表均挂接在RS485总
线上,当上位机抄写电表数据时,每个电表均可以
收到发送的命令帧,因此,只有地址符合的电表才
响应主机的命令帧。通信软件流程图如图4所示。
图4 电表通信流程序流程图
4.2主机通信程序设计
主机通信程序设计用计算机设计语言Visual—
Basi6.0提供的MSComm控件进行编写,该控件能
完成串口初始化、发送信号和接收数据功能。上位
一80一
机提供串行通信功能,用上位机串行通信RS一232
接口实现通信。每个使用MSComm控件对应1个
串行端口。串行通信涉及到波特率、数据位、停止
位、奇偶校验参数,可以通过MSComm控件属性
Settings和CommPort设置。用通信控件编写通信程
序,关键是准确理解并设置其属性。在实际编程
中,可以根据需要灵活设置这些通信控件属性。
主机通信程序采用事件触发方式,通过
MSCOMMeeOnCo~事件捕获通信发生的事件或错
误,将事件和错误程序代码放在MSCOMM控件
CommEven属性中。整个程序包括:
a.窗体加载程序。
b.通信开始事件处理程序,捕获通信发生的事
件或错误。如果出现错误,就进入故障处理子程
序。
C.通信关闭事件处理程序,能关闭通信端口。
d.定时器事件处理程序,防止主机因接收不到
电表的应答而无限制的等待下去。
5 结论
实践表明,基于RS485总线研发的自动抄表系
统、结构简单、价格低廉、输数据速度较快、通信质
量较高、通信距离和数据传输速率适当、运行稳定。
所以,将该系统投放市场,将被广泛应用于仪器仪
表、智能化传感器集散控制、楼宇控制、监控报警等
领域,提升社会效益和企业效益。
参考文献: .
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控网络[J].自动化与仪表.2007,28(8):19—22.
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(责任编辑侯世春)
墨
万方数据
三相多功能电能表自动抄表系统的设计
作者: 周鸿雁, ZHOU Hongyan
作者单位: 四平供电公司,吉林,四平,136000
刊名: 黑龙江电力
英文刊名: HEILONGJIANG ELECTRIC POWER
年,卷(期): 2011,33(1)
参考文献(4条)
1.侯勇 三项多功能电能表自动抄表系统 2002
2.陈佳立 自动抄表系统集中器的设计[期刊
论文
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]-工业控制计算机 2007(04)
3.刘鑫荣;吴向前 由Lon和RS-485总线组成的自动抄表测控网络[期刊论文]-自动化与仪表 2007(08)
4.蔡晓云;万静 无线远程抄表控制系统的设计与实现[期刊论文]-自动化与仪表 2009(08)
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