電能表的通信方式

電能表的通信方式〔模塊編碼：ZY2900203001 〕“廠網(wǎng)分別，竟價(jià)上網(wǎng)”。電廠向電網(wǎng)公司賣電，投資方與運(yùn)營、治理方簽定上網(wǎng)協(xié)議，構(gòu)成了行的核心就是供電和購電雙方以電力交換點(diǎn)的電能量作為計(jì)量結(jié)算依據(jù)電能量采集系統(tǒng)由系統(tǒng)主站、數(shù)據(jù)通道、廠站設(shè)備〔電能量數(shù)據(jù)采集器、電能表計(jì)等〕三局部組成。實(shí)現(xiàn)了對(duì)電網(wǎng)和電能表實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測，獨(dú)立完成分時(shí)計(jì)費(fèi)能量平衡、電能量治理以及電力營業(yè)考核自動(dòng)化等功能；并具有遠(yuǎn)程維護(hù)，授權(quán)Internet用戶遠(yuǎn)程查詢等遠(yuǎn)程治理功能；并且通過與MIS、SCADA、DMS、EMS等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換與共享，為其他子系統(tǒng)供給了準(zhǔn)確、完整的信息數(shù)據(jù)。一、電能表通信方式的概述下幾種：紅外通訊紅外通訊包括近紅外通訊、遠(yuǎn)紅外通訊。近紅外通訊指光學(xué)接口為接觸式的紅外通訊方式。以一般承受紅外光調(diào)制/解調(diào)來提高抗干擾度。紅外通訊的主要特點(diǎn)是沒有電氣連接、通訊距離短，所以主要用于電能表現(xiàn)場的抄錄、設(shè)置。有線通訊RS-232接口通訊、RS-422接口通訊、RS-485接口通訊等。由于有線通訊具有傳輸速率高、牢靠性好的特點(diǎn)，被廣泛承受。無線通訊無線通訊包括無線數(shù)傳電臺(tái)通訊、GPRS、GSM通訊等。隨著信息傳遞技術(shù)的飛速進(jìn)展，無線通訊技術(shù)在通訊領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用GPRS或GSM網(wǎng)絡(luò)通訊，還可以充分地利用無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)寬闊的掩蓋范圍，建立安全、牢靠的通訊網(wǎng)絡(luò)。電力載波通訊。220V電力線進(jìn)展數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N通訊方式。在載波電能表內(nèi)部，除上。常見的調(diào)制方式有FSK、ASK和PSK。處于同一線路上的數(shù)據(jù)集中器則進(jìn)展載波信號(hào)減大的特點(diǎn)，這就限制了通訊傳輸?shù)木嚯x和速率。二、RS-232、RS-422、RS-485通訊方式及特點(diǎn)RS-232是串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，最初是由電子工業(yè)協(xié)會(huì)〔EIA〕制訂并公布的，RS-232在1962EIA-232-E，作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以保證不同廠家產(chǎn)品之間的兼容。RS-422RS-232進(jìn)展而來，它是為彌補(bǔ)RS-232之缺乏而提出的。為改進(jìn)RS-232通RS-42210Mb/s，4000英尺〔100kb/s時(shí)〕，并允許在一條平衡總線上連接最多10個(gè)接收器。RS-422是一種單機(jī)發(fā)送、多機(jī)接收的單向、平衡傳輸標(biāo)準(zhǔn)，被命名為TIA/EIA-422-A標(biāo)準(zhǔn)。為擴(kuò)展應(yīng)用范圍，EIA1983RS-422RS-485突保護(hù)特性，擴(kuò)展了總線共典范圍，后命名為TIA/EIA-485-A標(biāo)準(zhǔn)。由于EIA提出的建議標(biāo)準(zhǔn)都是以“RS”作為前綴，所以在通訊工業(yè)領(lǐng)域，仍舊習(xí)慣將上述標(biāo)RS作前綴稱謂。1.RS-232通訊方式RS-232是目前最常用的串行通訊接口之一。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備〔DTE〕和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備〔DCE〕之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”。物理接口定義：RS-23225DB25DCE端,DTE端。連接器的每個(gè)引腳的信號(hào)內(nèi)容如以下圖：ZY2900203001-1RS-232引腳ZY2900203001-1RS-232引腳標(biāo)準(zhǔn)引腳引腳名稱描述引腳名稱描述DB2DB95DB25DB91保護(hù)地2發(fā)送數(shù)據(jù)3接收數(shù)據(jù)4懇求發(fā)送558 去除發(fā)送66DSR數(shù)據(jù)設(shè)備就緒75GND信號(hào)地81DCD載波檢測20 數(shù)據(jù)終端就緒22 9 RI振鈴指示DB9的連接器。電氣特性定義：RS-232RS-232中任何一條信號(hào)線的電壓均為負(fù)規(guī)律關(guān)系。即：規(guī)律“1”為-5～-15V；規(guī)律“0”為+5～+15V2V。即要求接收器能識(shí)別低至+3V的信號(hào)作為規(guī)律“0”，高到-3V的信號(hào)作為規(guī)律“1”。傳輸速率：RS-23220kbps。傳輸距離：RS-232C4%50英尺。其實(shí)這個(gè)4%的碼元畸變是很保守的，在實(shí)際應(yīng)用中，約有99%的用戶是按碼元畸變10-20%的范圍工作的，所以實(shí)際使用中最大距離會(huì)遠(yuǎn)超過50英尺。目前RS-232接口是PC機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口難免有缺乏之處，主要是以下幾點(diǎn)：RS-232是為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊〔即只有一對(duì)收發(fā)設(shè)備〕而設(shè)計(jì)的，不具備網(wǎng)絡(luò)功能；傳輸速率較低，在異步傳輸時(shí)，波特率為20kbps。接口使用一根信號(hào)線和一根信號(hào)返回線而構(gòu)成共地的傳輸形式，這種共地傳輸簡潔產(chǎn)生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。傳輸距離有限，最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為50英尺，實(shí)際上也只能用在50米左右。因此，RS-232接口適合本地設(shè)備之間的通訊。ZY2900203001-2RS-232、RS-422、RS-485電氣參數(shù)工作方式RS232單端RS422差分R485差分節(jié)點(diǎn)數(shù)1收、1發(fā)10收32收最大傳輸電纜長度英尺400英尺400英尺最大傳輸速率20Kb/S10Mb/s10Mb/s最大驅(qū)動(dòng)輸出電壓+/-25V-0.25V～+6V-7V～+12V驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)電+/-2.0V+/-1.5V平(負(fù)載最小值)驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)電+/-25V+/-6V+/-6V平(空載最大值)(Ω)3K～7K10054(最大值)30V/μs接收器輸入電壓范+/-15V-10V～+10V-7V～圍+12V接收器輸入門限+/-3V+/-200mV+/-200mV(Ω)3K～7K≥4K≥12K驅(qū)動(dòng)器共模電壓-3V～+3V-1V～+3V接收器共模電壓-7V～+7V-7V～+12VRS-422通訊方式RS-232接口的缺乏，EIAEIA-422-A標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)全稱是“平衡電壓數(shù)字接口電路的電氣特性”。RS-422RS-232不一樣，數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸承受平衡傳輸方式〔也稱作差分傳輸4線接口，實(shí)際使用時(shí)還有一根信號(hào)地線，共5根線。由于接收器承受高輸RS-232更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)力量，故允許在一樣傳輸線上連接多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)，最多可接10個(gè)節(jié)點(diǎn)。RS-422四線接口由于承受單獨(dú)的發(fā)送和接收通道，因此不必掌握數(shù)據(jù)方向。電氣特性：RS-422標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，發(fā)送端A、B之間的正電平為+2～+6V時(shí)為規(guī)律“1”，負(fù)電平在-2～6V時(shí)為規(guī)律“0”。在接收端，AB之間有大于+200mV的電尋常，輸出正規(guī)律電平，小于-200mV時(shí)，輸出負(fù)規(guī)律電平。接收器接收平衡線上的電平范圍通常在200mV6V之間。AB線對(duì)地的共模電平限制在-7～+7V之間。傳輸速率：RS-42210Mbps。傳輸距離：RS-4224000在100kbps的速率下，才可能到達(dá)最大傳輸距離。只有在很短的狀況下，傳輸速率才能到達(dá)最大值。RS-422的最遠(yuǎn)端。傳輸距離短時(shí)可以不用終接電阻。RS-485通訊方式RS-422的網(wǎng)絡(luò)力量，EIARS-422EIA-485-A標(biāo)準(zhǔn)，RS-485標(biāo)準(zhǔn)。增加了多點(diǎn)通訊力量。RS-485RS-422進(jìn)展而來的，因此他的電RS-422標(biāo)準(zhǔn)。它承受平衡傳輸方式，有42線制兩種傳輸方式。4RS-422完全兼容，只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通訊。2線制方式則實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)半雙工通訊力量。RS-485RS-422下是可用可不用的。當(dāng)發(fā)送器使能不起作用時(shí)，發(fā)送器處于高阻狀態(tài)，相當(dāng)于斷開發(fā)送器和總線的連接。RS-485RS-422的不同還在于其輸出的共模電壓是不同的，RS-485接口的共模輸出電壓為-7至+12V之間。RS-485標(biāo)準(zhǔn)修改了接收器的輸入阻抗，由RS-4224k32k，使一個(gè)發(fā)送器可以連接多達(dá)32個(gè)接收器。由于集成電路技術(shù)的進(jìn)展，現(xiàn)在的一些廠商可以供給更強(qiáng)驅(qū)動(dòng)力量的驅(qū)動(dòng)器和更高輸入阻抗的接收器，能夠使一個(gè)發(fā)送器連接高達(dá)256個(gè)接收器。RS-485RS-42210Mbps，最大傳輸4000英尺。但是，平衡雙絞線的長度和傳輸速率成反比。在100kbps的速率下，才可能到達(dá)最大傳輸距離。只有在很短的狀況下，傳輸速率才能到達(dá)最大值。RS-485電纜的兩端。傳輸距離短時(shí)可以不用終接電阻。RS-485網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)留意事項(xiàng)：RS-485但是假設(shè)組網(wǎng)不適當(dāng)，則會(huì)引起通訊不暢、甚至通訊不上的問題。RS-458總線一般承受總線型構(gòu)造，不支持?jǐn)?shù)形或星形網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)當(dāng)承受一條雙絞線的反射信號(hào)對(duì)總線信號(hào)的影響最低。應(yīng)留意總線各段的特性阻抗的連續(xù)性，降低阻抗突變點(diǎn)引起的信號(hào)反射。避開在不同的區(qū)段使用特性阻抗不同的電纜，或某一段總線上收發(fā)器緊靠在一起安裝。使用終端電阻。一般地低速、近距離通訊可以不接終端電阻。高速、長距離通訊必需安裝終端電阻。RS-422與RS-485RS-422、RS-485通信鏈路時(shí)只是簡潔地用一對(duì)雙絞線將各個(gè)接口的“A”、“B”端連接起來。而無視了信號(hào)地的連接，這種連接方法在很多場合是能正常工作的，但卻埋下了很大的隱患，主要有下面二個(gè)緣由共模干擾問題：RS-422RS-485接口均承受差分方式傳輸信號(hào)方式，并往無視了收發(fā)器有肯定的共模電壓范圍2收發(fā)器共模電壓范圍為-7～+12V，只有滿足上述條件，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)才能正常工作。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)線路中共模電壓超出此范圍時(shí)就會(huì)影響通信的穩(wěn)定牢靠，甚至損壞接口。電磁干擾〔EMI〕問題：發(fā)送驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)中的共模局部需要一個(gè)返回通路，如沒有一個(gè)低阻的返回通道〔信號(hào)地〕，就會(huì)以輻射的形式返回源端，整個(gè)總線就會(huì)像一個(gè)巨大的天線向外輻射電磁波。三、CS電流環(huán)方式通訊方式根底學(xué)問和特點(diǎn)CS電流環(huán)通信方式進(jìn)展較早，大約在1960年月，美國長途電傳打字機(jī)承受60mA電流環(huán)進(jìn)展通訊。60年月中期，20mA電流環(huán)被廣泛地應(yīng)用在電傳打字機(jī)領(lǐng)域。到80年月初期，電流環(huán)被應(yīng)用到越來越多的領(lǐng)域。在工業(yè)現(xiàn)場，儀表進(jìn)展長線傳輸信號(hào)主要有以下問題：第一，由于傳輸?shù)男盘?hào)是電壓信號(hào)，傳輸線會(huì)受到噪聲的干擾；其次，傳輸線的分布電阻會(huì)產(chǎn)生電壓降；第三4～20mA的電流環(huán)4mA20mA表示信號(hào)的滿刻度，而該電流也可同時(shí)解決儀表的供電問題。ZY2900203001-2CS電流環(huán)通信方式示意圖電流環(huán)通訊能被廣泛地應(yīng)用，得益于它是一種廉價(jià)的、具有較強(qiáng)的抗干擾力量的通訊方式。2線接口實(shí)現(xiàn)單向的通訊功能。RS-422RS-485總線的進(jìn)展，電流環(huán)的使用已經(jīng)快速地削減。在電能表通訊中，一般使用電流斷開表示規(guī)律“0”，使用電流接通表示規(guī)律“1”進(jìn)展通訊。四、模塊小結(jié)本模塊了介紹電能表幾種通信方式和主要特點(diǎn)題。五、作業(yè)練習(xí)RS-485通訊方式的工作模式是〔〕A:全雙工模式B:半雙工模式C:單工模式下面的電表通訊方式中那種是承受電流方式驅(qū)動(dòng)的()A:RS-485B:RS-422C: