李芳芳 陶炜
南方电网有限责任公司普洱供电局 665000
摘要：计量自动化终端数量多、更新周期短，运维投入大，优化终端通信方式可以使终端运维更加高效。低压采集中实际上台区集中器下存在多种通信方式：窄带载波、HPLC宽带载波、微功率无线等，同时也存在集中器协议与路由模块协议不兼容的情况。为解决各种通信方案的兼容问题，使得集中器与各电表之间可以顺畅地完成数据通信。
本文提出的电能表通讯模块兼容转换器为终端通信转换提供了便利。
关键词：通讯模块、转换器、抄表、终端通信
1、前言
计量自动化终端是负责各级电能量信息采集、数据管理、数据传输以及执行或转发主站下发的控制命令的设备。计量自动化终端按应用场所可分为厂站电能量采集终端、负荷管理终端、配变监测计量终端、低压电力用户自动抄表终端（包括集中器、采集器）等类型。
计量自动化终端和计量自动化主站的配合实现了负荷监测与控制，能够实现自动抄表、计量设备监测和防窃电，以及各种负荷闭环控制和异常告警功能，在计量自动化系统应用中非常重要的计量设备。
基于以上两点，调试及维护好计量自动化终端设备也就成了保证计量自动化系统准确采集数据和实现远程控制的基础条件。目前，终端设备厂家众多、型号各异、设备质量水平也是高低不一，给终端调试和运维带来了极大的挑战。
本文就计量自动化终端通信转换器上行通道通过HPLC或无线（双模）连接到集中器上的替换路由模块，下行通过转换器上的拓展路由模块连接电表，完成集中器与电表之间的数据交换，从而实现各类电表的电能采集功能。
2、终端电能表通讯现状
现有的计量自动化终端只能支持一种模块，由于模块窄带模块紧缺，同台区使用无法兼容宽带模块，影响计量自动化系统数据指标及营销数据质量。
低压采集中实际上台区集中器下存在多种通信方式：窄带载波、HPLC宽带载波、微功率无线等，同时也存在集中器协议与路由模块协议不兼容的情况。必须解决各种通信方案的兼容问题，使得集中器与各电表之间可以顺畅地完成数据通信。
3、电能表通讯模块兼容转换器工作原理
通信转换器上行通道通过HPLC或无线（双模）连接到集中器上的替换路由模块，下行通过转换器上的拓展路由模块连接电表，完成集中器与电表之间的数据交换，从而实现各类电表的电能采集功能。
1、替换路由信息参数自动同步流程。替换路由与扩展路由（原台区路由）会同时安装到通信转换器上，进行参数绑定，主要为厂商代码信息、本地通信模块运行模式信息、模块运行周期模式。避免替换路由安装到集中器后，不能被识别。
2、替换路由与集中器进行协议识别流程。替换路由安装在集中器后，通过识别流程，替换路由识别出集中器的协议规范。根据识别出的国网、南网协议分别进行对应的协议对应流程。
3、替换路由与集中器档案同步流程。集中器上电后，与替换路由进行同步档案流程。如果比对档案不一致，会初始化替换路由档案后，重新同步档案。
4、替换路由同步完档案后，会通过HPLC或无线把档案同步到通信转换器。完成转换器的档案同步后，转换器与拓展路由进行以下交互流程。（根据拓展路由模块协议的情况，交互流程会有南网、国网的差异）。
5、通信转换器自适应过程：一旦检测到模块插入，则开始发送国网协议里的查询厂商代码信息指令，如果接收到确认帧，则可以判断为是国网协议的模块。如果没有收到确认帧，则再次南网协议的查询厂商代码信息指令，如果收到确认帧，则认为是南网协议的模块，否则，三次失败后，转换器对拓展路由进行重启再进行查询识别。
6、档案同步流程。替换路由对转换器发起档案同步流程。转换器同步档案完成后，通过数据帧，被动地将档案下发至拓展路由。流程图如下所示：
7、抄表流程。在扩展路由与表模块组网成功后，集中器可以进行抄表。集中器在抄表过程中，会把抄表任务通过本地接口协议下发到替换路由，替换路由再通过HPLC或无线把任务发送到通信转换器，通信转换器根据实际识别到扩展路由的协议类型，把抄表任务转化成扩展路由能识别的抄表任务，并添加到扩展路由。然后，扩展路由把抄表任务通过HPLC或无线下发到表模块，这样下行通信已完成。表计返回抄表数据，逐级上传，则完成上行通信流程。这是自上而下的，表和转换器都是被动接受命令并执行。
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4、通讯方式效果对比
（1）终端单模块通讯
实验室与现场调试都是直接接触终端，人工手动调试，调试时主要会出现以下几个方面的问题：
1、终端运行工况恶劣的，按键容易损坏、效率低还可能直接无法调试；例如：上海协同厂家的终端按键太硬，调试很不方便。
2、终端安装现场情况复杂，部分终端安装位置过高，客户侧接线不规范，调试终端可能接触其他带电体等原因导致现场存在安全隐患。
3、现场调试可能设置错误参数，不易发现。
4、软件死机时参数需要重新设置（深圳科陆厂家的终端参数设置比较麻烦，需要反复输入终端密码）。
（2）终端采用电能表通讯模块兼容转换器通讯
系统参数下发虽然无需到达现场，但是方便快捷的基础是要求保证终端上线且参数召测和下发正常，功能受系统运行状态和网络通信条件的影响，部分终端现场网络信号弱甚至未覆盖。同时，下发错误的通信参数将导致终端离线，必须现场处理。系统参数下发最大的不便在于，现场电能表较多时，无法核实表计与测量点的对应关系。
5、小结
目前低压采集中实际上台区集中器下存在多种通信方式：窄带载波、HPLC宽带载波、微功率无线等，同时也存在集中器协议与路由模块协议不兼容的情况。现有的计量自动化终端只能支持一种模块，由于模块窄带模块紧缺，同台区使用无法兼容宽带模块，影响计量自动化系统数据指标及营销数据质量。本文介绍的通讯模块兼容转换器上行通道通过HPLC或无线（双模）连接到集中器上的替换路由模块，下行通过转换器上的拓展路由模块连接电表，完成集中器与电表之间的数据交换，从而实现各类电表的电能采集功能。
参考文献
[1]普洱供电局，计量自动化终端安装调试手册，2015
[2]普洱供电局，普洱供电局计量装置运维业务指导书，2015
[3]中国南方电网，中国南方电网有限责任公司电能计量管理规定，2013（07）
[4]中国南方电网，中国南方电网有限责任公司电能计量装置运行管理办法，2013（04）