一種電能表rs485通信故障檢測自愈的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電能表RS485通信故障檢測自愈的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]2009年以來隨著我國的智能電網(wǎng)建設(shè)工作大面積開展，做為智能電網(wǎng)用電服務(wù)環(huán)節(jié)中用于實(shí)現(xiàn)雙向互動用電模式的智能電能表已開始大規(guī)模的安裝。而要可靠實(shí)時的實(shí)現(xiàn)雙向互動用電模式，智能電能表的通信方式、通信可靠性成為嚴(yán)重制約實(shí)現(xiàn)全覆蓋雙向互動用電的瓶頸，現(xiàn)有的智能電能表的通信方式包括:紅外通信、PLC載波通信、小無線通信、RS485通信。紅外通信由于無法實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通所以已經(jīng)變?yōu)橐粋€輔助通信功能，現(xiàn)主要用于維護(hù)人員的現(xiàn)場維護(hù)。而PLC載波通信和小無線通信雖然在電能表安裝時能減少布線，但是后期調(diào)試周期長，且通信的可靠性受外界的環(huán)境干擾很嚴(yán)重。只有RS485通信不僅能實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，在安裝結(jié)束后通信的可靠性也基本不受外界的環(huán)境干擾，能完美的實(shí)現(xiàn)用電領(lǐng)域的全覆蓋雙向互動用電模式。但是RS485通信由于有大量的布線，也存在著如下缺占.V.
[0003]I)布線結(jié)束后無法當(dāng)場確認(rèn)是否布線正確，只能在后續(xù)抄表時才能發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)某只電能表不通信。
[0004]2)布線方式采用的都是總線掛接的連接方式，在物理層都是連接在一起的，某一只電能表通信線路發(fā)生故障，會影響整個網(wǎng)絡(luò)的通信，且現(xiàn)場排查需要排查每一個節(jié)點(diǎn)才能對故障定位，無法快速排查故障。
[0005]3) RS485通信傳輸距離理論上講有1200米，但是實(shí)際使用中由于是單總線模式，存在著驅(qū)動能力不足的現(xiàn)象，從而會影響通信可靠。
[0006]4)RS485通信故障類型總共分短路故障、反接故障、電能表長發(fā)故障，斷路故障，當(dāng)出現(xiàn)故障時，無法準(zhǔn)確快速的定位故障類型。
[0007]雖然發(fā)明專利《一種新型的RS-485端口故障檢測與隔離系統(tǒng)及其方法》(專利號為201210244147.6) 一文中提出了一種檢測RS-485端口故障的方法，此方法只能達(dá)到RS485通信故障隔離的單一目的，但是在智能電網(wǎng)領(lǐng)域使用依然存在如下的問題:
[0008]I)無法在布線結(jié)束后或者在現(xiàn)場排查時，立即知道RS485總線上是否存在未隔離的故障電能表。
[0009]2)無法把單總線模式變換成星型模式，也就無法增大整個系統(tǒng)的驅(qū)動能力。
[0010]3)無法定位故障類型。
[0011]4)由發(fā)明裝置自身定時對下接設(shè)備進(jìn)行通信操作來判斷故障是否存在的方式在智能電能表抄表系統(tǒng)中會嚴(yán)重干擾抄表的準(zhǔn)確性和成功率，反而本身成為降低抄表成功率的主要因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提供一種電能表RS485通信故障檢測自愈的裝置及方法，其解決了困擾智能電能表行業(yè)多年的難題，系統(tǒng)在安裝后無法立即知道系統(tǒng)是否能運(yùn)行正常以及系統(tǒng)在現(xiàn)場運(yùn)行時由于某一只電能表RS485通信發(fā)生故障，從而導(dǎo)致整個系統(tǒng)的通信癱瘓，且現(xiàn)場排查故障困難，也無法定位故障類型，需要排查RS485總線上的每一個節(jié)點(diǎn)才能消除故障。本發(fā)明也解決了智能電能表行業(yè)現(xiàn)場使用的一個實(shí)際問題由于單總線模式，存在著驅(qū)動能力不足影響通信可靠性的問題。
[0013]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案:一種電能表RS485通信故障檢測自愈的裝置，包括:
[0014]—路設(shè)置的主RS485通信電路，其通信輸入端與RS485總線連接，其信號輸出端與主RS485通信用MUX電子開關(guān)的信號輸入端連接；
[0015]—路設(shè)置的級聯(lián)RS485通信電路，其信號輸入端與RS485總線連接，其信號輸出端與主RS485通信用MUX電子開關(guān)的信號輸入端連接；
[0016]多路設(shè)置的從RS485通信電路，其信號輸入端分別與對應(yīng)的RS485總線連接，其信號輸出端分別與對應(yīng)的從RS485通信用MUX電子開關(guān)的信號輸入端連接；
[0017]每個所述從RS485通信用MUX電子開關(guān)的信號輸出端分別與所述主RS485通信用MUX電子開關(guān)的信號輸出端對應(yīng)耦合，并與MCU單片機(jī)的第一信號輸入端連接；
[0018]AD采樣電路，其信號輸入端分別與對應(yīng)的所述從RS485通信電路的信號輸出端連接，其信號輸出端與所述MCU單片機(jī)的第二信號輸入端連接；
[0019]MCU單片機(jī)，其控制輸入端與按鍵連接，其第一控制輸出端通與主RS485通信用MUX電子開關(guān)的主控輸入端連接，其第二控制輸出端分別通過故障燈與對應(yīng)的從RS485通信用MUX電子開關(guān)的主控輸入端連接。
[0020]進(jìn)一步的，所述MCU單片機(jī)還分別與反接故障指示燈、短路故障指示燈、斷路故障指示燈以及自故障指示燈相連。
[0021]進(jìn)一步的，所述從RS485通信電路設(shè)置有24路。
[0022]—種電能表RS485通信故障檢測自愈的方法，包括如下判斷步驟:
[0023]第一步，由MCU單片機(jī)控制主RS485通信用MUX電子開關(guān)和各個從RS485通信用MUX電子開關(guān)的控制輸入端，以斷開所有RS485通信電路的連接；同時，MCU單片機(jī)自檢是否存在故障，如存在故障，則點(diǎn)亮自故障指示燈；如不存在故障，則接通所有RS485通信電路的連接；
[0024]第二步，MCU單片機(jī)通過AD采樣電路分別檢測24路從RS485通信電路輸出端上的A、B兩條線路的電平；如果其中一路的從RS485通信電路上的A線路的電平小于B線路的電平，或者A線路的電平減去B線路的電平小于400mV，則認(rèn)為該路的從RS485通信電路存在故障，此時由MCU單片機(jī)控制該路的從RS485通信用MUX電子開關(guān)的控輸入端，以斷開該路的從RS485通信電路的連接，并點(diǎn)亮該路的故障指示燈；如果所述A線路的電平小于B線路的電平，則反接故障指示燈則會被MCU單片機(jī)點(diǎn)亮；如果A線路的電平減去B線路的電平小于400mV，則短接故障指示燈則會被MCU單片機(jī)點(diǎn)亮；
[0025]第三步，MCU單片機(jī)檢測RS485總線的通信狀態(tài)，并把記錄到的各支路上的從RS485通信電路的通信結(jié)果存儲起來；如果24小時內(nèi)有支路沒有通信，則MCU單片機(jī)按照已記錄的通信結(jié)果給相應(yīng)支路下發(fā)通信數(shù)據(jù)；如果沒響應(yīng)，則認(rèn)為該支路存在故障，點(diǎn)亮該支路上的故障指不燈，并點(diǎn)殼斷路故障指不燈；
[0026]第四步，長按按鍵若干秒，待裝置進(jìn)入人工管理狀態(tài)，MCU單片機(jī)先斷開主RS485通信用MUX電子開關(guān)的控制輸入端，以及斷開各支路的從RS485通信用MUX電子開關(guān)的控制輸入端；然后再依次接通各支路的從RS485通信電路，分別進(jìn)行第一步至第三步的故障檢測和故障判斷，并根據(jù)判斷的結(jié)果進(jìn)行故障隔離和故障報警。
[0027]進(jìn)一步的，還包括如下判斷步驟:當(dāng)MCU單片機(jī)檢測到RS485總線空閑時，依據(jù)各支路的故障情況，接通相應(yīng)支路并依據(jù)之前所判斷的各類故障狀態(tài)是否依然存在；如果存在，則繼續(xù)處于故障隔離狀態(tài)，如果故障恢復(fù)就接通該路從RS485通信電路，然后熄滅該路的故障指示燈。
[0028]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的裝置能對智能電能表中的RS485的通信鏈路進(jìn)行故障自診斷、故障類型定位、自隔離和自恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)了智能電能表RS485通信故障的檢測、自愈。
[0029]本發(fā)明的方法能通過在A，B線路上的監(jiān)測，判斷出各通路RS485的各類故，并在RS485總線空閑時，實(shí)時判斷各支路RS485故障是否恢復(fù)到正常，正常就繼續(xù)接通RS485的通信電路。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明裝置的原理示意圖。
[0031]圖2本發(fā)明裝置的組網(wǎng)示意圖。
[0032]圖3本發(fā)明故障檢測的流程圖。
[0033]圖4本發(fā)明現(xiàn)場實(shí)時故障檢測的流程圖。
[0034]圖5本發(fā)明故障自愈的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]圖1所示，為本發(fā)明的一種電能表RS485通信故障檢測自愈的裝置，包括:
[0036]—路設(shè)置的主RS485通信電路1，其通信輸入端與RS485總線連接，其信號輸出端與主RS485通信用MUX電子開關(guān)3的信號輸入端連接；
[0037]—路設(shè)置的級聯(lián)RS485通信電路2，其信號輸入端與RS485總線連接，其信號輸出端與主RS485通信用MUX電子開關(guān)3的信號輸入端連接；
[0038]多路設(shè)置的從RS485通信電路9，其信號輸入端分別與對應(yīng)的RS485總線連接，其信號輸出端分別與對應(yīng)的從RS485通信用MUX電子開關(guān)4的信號輸入端連接；
[0039]每個所述從RS485通信用MUX電子開關(guān)4的信號輸出端分別與所述主RS485通信用MUX電子開關(guān)3的信號輸出端對應(yīng)親合，并與MCU單片機(jī)6的第一