淺析采集終端RS485接線方式“并改串”

賈向成 孫奇明

（西寧供電公司 青海 西寧 810003）

淺析采集終端RS485接線方式“并改串”

賈向成 孫奇明

（西寧供電公司 青海 西寧 810003）

西寧供電公司在電能量采集系統建設過程中，將采集終端與表能表連接的RS485屏蔽線接線方式由并聯改為串聯，從而提高了采集終端安裝效率、節約了安裝材料。目前，該項技術已在青海省電力公司推廣應用到專變、公變用戶領域，為電能信息采集系統的建設做出了積極貢獻。

電能量采集系統；采集終端；RS485屏蔽線

孫奇明，男，本科，助理工程師，青海西寧供電公司營銷部

0 前言

青海西寧供電公司為實現電能量采集系統建設 “全覆蓋、全采集、全費控”的目標任務，計量部負責的專變用戶采集工作按進度要求實現“全覆蓋、全采集”，但前期工作進展緩慢，分析原因主要是終端與表計按設計要求采用 “并聯星形”接線方式，接線復雜，耗費材料多，工作效率低，且采集電能表計故障點。經過大量的數據分析、科學計算、現場論證，最終確定了改進接線方式，即將終端與表計連接的RS485屏蔽線接線方式由原來的并聯改為串聯二進制，以實現減少接線點，提高終端安裝效率，節約安裝材料。

1 現狀分析

西寧供電公司用電信息采集系統從2010年5月上線以來，計量部高度重視系統建設工作，力爭2011年年底實現管轄專變用戶“全覆蓋、全采集”的工作目標。

圖1 “并聯”接線

但在系統建設的過程中，采集終端安裝效率不盡人意，專變用戶故障率高，主要表現：一是負荷管理終端安裝進度緩慢，日安裝量1-2戶左右；二是安裝消耗材料多，每戶安裝終端所需兩芯屏蔽線（本地區簡稱RS485屏蔽線）平均大概在50米左右；三是終端抄表成功率的可靠性不高，只有68.3%。

分析原因主要是專變用戶用電負荷大、各種計費表計安裝點多且分散，終端與表計按設計要求采用“并聯星形”接線方式，接線復雜，耗費材料多，工作效率低，并增多了采集表計故障點。接線方式如圖1。

此方式就是終端分別與每塊表計通過RS485屏蔽線連接。

經過分析上述現象原因，得出以下結論：

結論一：終端安裝進度緩慢主要原因是高供高計的專變用戶表計比較多，并且分散，布線施工難度大，日安裝量就低。

結論二：由于用戶表計較多，采用“并聯”接線方式時，終端分別與每塊電能表之間連接RS485屏蔽線，所需要的RS485屏蔽線較多，并且影響終端安裝的工藝美觀。

結論三：由于終端分別與電能表計連接RS485屏蔽線，故障點多，影響終端采集成功率。

依據上述的原因，經過大量的數據分析、科學計算、現場取證，最終確定了改進接線方式，即將終端與表計連接的RS485屏蔽線接線方式由原來的并聯方式改為串聯二進制方式，以減少接線點，提高終端安裝效率，節約安裝材料。改后的RS485接線方式如圖2。

圖2 “串聯”接線圖

這種方式是將用戶側所有表計用RS485屏蔽線串聯連接起來（即將所有表計的A、B口串聯接在一起，再與采集終端的A、B的相應端子上），再與負荷管理終端連接。

2 “并改串”可行性分析

為了分析出兩種接線方式的優劣情況，采用同戶安裝對比法來判斷。

經過討論選定青海金訶藏藥藥業股份有限公司、青海省格拉丹東藥業有限公司、青海匯通房地產開發公司、西寧春暉物業管理有限公司、青海久美藏藥藥業有限公司、青海海湖水泥制品有限公司、青海省高等級公路建設管理局拉脊山隧道改進管理組、青藏高原綠色肉食品有限公司、青海第二機床制造責任有限公司、青海環境保護設備制造廠、北京華聯綜合超市股份有限公司青海第一分公司等11家實驗用戶現場安裝負荷管理終端，先采用原來并聯星形接線方式，后采用串聯二進制接線方式，比較兩者安裝所用時間、所用RS485屏蔽線長度、數據傳輸速率，得到如表1數據：

表1

從表1可以看出，串聯方式安裝時間為并聯方式的一半；串聯方式安裝所用RS485屏蔽線大概為并聯方式的三分之一；兩者數據傳輸速率和線長有關，但表的通信速率只需2400bps，所以速率完全能夠滿足終端與表計通訊的要求速率。

由于采用串聯接線方式，表計越多，終端與最后一塊表計連接的RS485屏蔽線就越長。當終端滿載時，即接入8塊表計，采用串聯方式，屏蔽線阻抗產生的壓降是否能滿足《RS-485標準串行電氣接口》中規定的最低驅動電壓呢？

經過技術攻關組人員反復論證，在短距離或低波特率數據傳輸時，即一般在300m以下、速率為19200bps時，RS485屏蔽線特性阻抗取值120Ω，不需匹配電阻，不會產生信號反射，不影響表計與終端信號的傳輸。

參照的指標如下：

RS485通信技術指標：

1）傳輸速率：1200～9600bps，理論上可達10Mbps

2）傳輸誤碼率：≤10－9

3）傳輸距離：≤1200m

4）一次采集成功率：≥99%

5）周期采集成功率：100%（周期為1天，采集日凍結數據）

6）采集終端單點抄表時間：＜1s

7）采集終端輪詢抄表時間：＜5min

8）其他特殊指標要求：最大掛接節點數32

表2 RS485串行通信的標準的性能

經過對青海金訶藏藥藥業股份有限公司等11家客戶現場3個月的跟蹤及數據論證。用戶采集成功率的可靠性由以前的74%提高到現在的100%。這11家試驗用戶原需RS485屏蔽線600米左右，現只需200米左右，節約費用400米×7.2元/米，合計2880元，并且原需要8天完成的工作，現4天就能完成，節約人工費370元×2人×4天，合計2960元，總計節約5840元，每戶平均節約530元。

經過半年的追蹤調查，西寧公司管轄高供高計專變終端采集成功率取得明顯提高，由原來的65%提高到98%。同時達到國家電網公司要求用電信息采集系統同業對標的“終端在線率達到 98%，終端抄表成功率達到98%”的目標。

3 評估與改進

此項技術改進是針對電能信息采集系統建設中的技術難題提出的，對系統建設起到了積極的推動作用，因此此技術改進具備一定的科學性和先進性。

改進的科學性表現在改進的立項是依據客觀存在的現象的分析，得出客觀存在現象的本質，參照技術領域的系統知識體系，經過技術專家的反復理論論證和專業技術專家現場實踐的反復驗證得出的。

改進的先進性表現在改進有著科學的理論依據，改進技術革新前所未有，改進技術成果顯著。改進依據現有的通信技術知識，經過反復演算得出的技術革新，針對高供高計的專變用戶的負荷管理終端的安裝具有很好的積極的效果。同時，改進也適應于小區集中抄表的RS485接線抄表方式，效果顯著。改進的執行也體現了國家電網公司“三集五大”的管理理念的價值觀，人、財、物的集約化管理，提高勞動生產率，為公司贏得更大的效益。

目前，此項技術已在青海省電力公司推廣，為青海省電力公司用電信息采集系統的建設做出了巨大貢獻。

改進具有科學性、先進性的同時也具有局限性，改進主要是針對高供高計用戶的負荷管理終端安裝提出的，對用戶電能表計較多的情況具有明顯的效果，但是對表計較少或是表計特別分散的用戶的負荷管理終端的安裝的效果不是很明顯，原因是表計較少的用戶負荷管理終端的安裝時RS485布線比較簡單，特別是只有一塊電能表的用戶，RS485的接線方式可以視為“并聯”方式，也可視為“串聯”方式，改進所具有的科學性、先進性的技術效果體現不出來。

賈向成，男，本科，助理工程師，青海西寧供電公司計量部。

周娜］