第-部分:电能表通信协议.doc
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1、个人收集整理 勿做商业用途Q/GDW河南省电力公司 发布20090701实施2009-620发布Q/GDW- HN 2-32009河南省电力公司企业标准河南省电能信息采集与管理系统河南省电能信息采集与管理系统数据传输协议 第23部分:电能表通信协议)I目 次前 言II1适用范围12引用标准13术语和定义14物理层35数据链路层76数据标识97应用层10附录 A(规范性附录) 数据编码18附录 B(规范性附录) 负荷记录格式、结构定义133附录 C(规范性附录) 状态字、特征字、模式字、错误信息字135附录 D(资料性附录) 有功和无功功率的几何表示138前 言本标准是以DL/T 614-200
2、7多功能电能表为依据,在此基础上增加了预付费部分及多功能端子控制部分内容.本标准与DL/T 6141997相比,主要差别如下:-调整物理层通信接口参数与GB/T 19897.12005自动抄表系统低层通信协议 第1部分:直接本地数据交换定义一致;-控制码重新定义,增加读通信地址、冻结、电表清零、事件清零命令;-应用层强调对特殊命令帧的密码验证,要求从站记录操作者代码;数据标识由原来的2字节改为4字节表示,完善事件记录、冻结量、负荷记录的具体抄读规则。本标准的实施将规范多功能电能表的通信接口,有利于计量产品质量的提高,对用电管理部门改革人工抄表,实现远方信息传输,提高用电管理水平起到推进作用.本
3、标准的附录A、附录B和附录C是规范性附录。本标准的附录D、附录E是资料性附录。本标准由河南省电力公司市场营销部提出并解释。本标准由河南省电力公司市场营销部归口.本标准起草单位:河南省电力公司营销部、郑州供电公司、开封供电公司、周口供电公司、安阳供电公司。本标准主要起草人: II河南省电力公司电能表通信协议1 适用范围本标准规定了电能表与手持单元(HHU)或其它数据终端设备之间的物理连接、通信链路及应用技术规范。本标准适用于河南省电力系统中电能表与手持单元(HHU)或其它数据终端设备进行点对点的或一主多从的数据交换方式。本标准未明确之处,参照引用标准中有关要求执行。2 引用标准下列文件中的条款通
4、过本标准的引用而成为本标准的条款.凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB/T 17882-1999 2和3级静止式交流无功电度表 ( eqv IEC 61268:1995) ITUTV.24-1993 非平衡双流接口电路的电特性ITUTV。281993 数据终端设备(DTE)和数据电路终接设备(DCE)之间的接口电路定义表3 术语和定义下列定义适用于本标准.3.1多功能电能表 multi-function watthour me
5、ter由测量单元和数据处理单元等组成,除计量有功/无功电能量外,还具有分时、测量需量等两种以上功能,并能显示、存储和输出数据的电能表。3.2手持单元(HHU)handheld unit能与多功能电能表进行数据交换的便携式设备。3.3数据终端设备data terminal equipment由数据源、数据宿或两者组成的设备。3.4直接本地数据交换direct local data exchange多功能电能表与手持单元之间的数据交换。3.5本地总线数据交换local bus data exchange一组多功能电能表与数据终端设备通过总线连接进行数据交换。3.6主站master station具
6、有选择从站并与从站进行信息交换功能的设备。本标准中指手持单元或其它数据终端设备。3.7从站slave station 预期从主站接收信息并与主站进行信息交换的设备。本标准中指多功能电能表.3.8总线bus连接主站与多个从站并允许主站每次只与一个从站通信的系统连接方式(广播命令除外)。3.9半双工half-duplex在双向通道中,双向交替进行、一次只在一个方向(而不是同时在两个方向)传输信息的一种通信方式。3.10物理层physical layer规定了数据终端设备或手持单元与多功能电能表之间的物理接口、接口的物理和电气特性,负责物理媒体上信息的接收和发送。3.11数据链路层data-link
7、 layer负责数据终端设备与多功能电能表之间通信链路的建立并以帧为单位传输信息,保证信息的顺序传送,具有传输差错检测功能.3.12应用层application layer利用数据链路层的信息传递功能,在数据终端设备与多功能电能表之间发送、接收各种数据信息。3.13视在功率 apparent power电压与电流有效值的乘积称为视在功率,单位是VA。3.14视在电能 apparent energy视在功率对时间的累积称为视在电能,单位是kVAh。3.15视在需量 apparent demand需量周期内测得的平均视在功率称为视在需量,单位是kVA。3.16基波电能 fundamental wa
8、ve energy基波功率对时间的累积称为基波电能,单位是kWh.3.17 谐波电能 harmonic energy周期性交流量中基波电能以外的电能总和,单位是kWh。3.18组合有功电能 combination active energy对正向、反向有功电能进行绝对值加运算得出的有功电能,单位是kWh。3.19组合无功电能1 combination reactive energy1对无功、象限电能进行绝对值加运算得出的无功电能,单位是kvarh。3.20组合无功电能2 combination reactive energy2对无功、象限电能进行绝对值加运算得出的无功电能,单位是kvarh.3
9、.21 组合无功需量 combination reactive power需量周期内参与组合运算的四象限无功平均功率的最大值,单位是kvar。3.22 负荷记录 load profile多功能电能表按照一定的时间间隔和数据结构连续记录的用电现场的多种负荷变量数据。4 物理层4.1 接触式红外光口4.1.1 读数头结构读数头的结构如图1所示。(a) 元件布置; (b) 各部件尺寸.图1 读数头的结构(单位:mm)4.1.2 磁钢的特性参数吸力:吸力F 规定为当磁钢位于一块2mm厚光滑的St12型冲压钢板上所测得的垂直拉力(减去读数头自重),如图2(a) 所示.F5N (与钢板接触时),F1.5N
10、 (位于距离钢板2mm处)。 (a) 吸力,磁力线方向:N 极轴线指向多功能电能表;(b) 尺寸:内径dj=13mm1mm,外径 da=28mm(最小值)图2 磁钢的特性参数(单位:mm)4.1.3 多功能电能表中光口的元件位置多功能电能表中光口的元件布置如图3所示。图3 光口正视图(单位:mm)4.1.4 调整在试验室条件下可取得最佳数据传输效果,方法为当读数头位于正确位置(电缆下垂)时,调准读数头中的红外线发射器,使其正对着多功能电能表中的红外线接收器,同时调准读数头中的红外线接收器,使其正对着多功能电能表中的红外线发射器.位置上的微小偏差应不会对性能有较大的影响,但较大的偏差可能会引起光
11、学性能的降低.4.1.5 光学特性参比温度为 232。4.1.5.1 波长红外线波长为 900nm1000nm。4.1.5.2 发射器读数头或多功能电能表中的发射器,在距离表面10mm1mm处产生信号为最佳作用区,称参考面,该参考面处辐照度Ee/T的极限值为:ON状态 500W/cm2Ee/T5000W/cm2OFF状态 Ee/T10W/cm24.1.5.3 接收器信号接收时,读数头或多功能电能表中的接收器,在距离表面10mm1mm的参考平面处的辐照度 Ee/R,其极限值为:ON状态 Ee/R200W/cm2OFF状态 Ee/R20W/cm24.1.5.4 光环境条件数据传输的光路周围光照强度
12、小于16000lx(类似太阳光,包括荧光).4.1.6 读数头的电气特性读数头应能够与数据终端设备进行数据交换,通信接口为 TTL 电平,也可以符合 ITUTV。24与 ITU-TV.28.读数头的电气特性见图4.TXD经读数头的发送数据;RXD经读数头的接收数据;GND信号和工作电压参考电平;Up-工作电压。图4 读数头的电气特性4.1.6.1 读数头的使用极限数据信号电平OFF 状态ON 状态二进制“1”二进制“0”MARK(传号)SPACE(空号)关断光源打开光源3V(V.28)+3V(V。28)0.8V(TTL 输入)2V(TTL 输入)-0。5V0.4V(TTL 输出)2.4VUp(
13、TTL 输出)注: 此处采用 TTL 负逻辑。4.1.6.2 通信速率缺省速率:2400bps。 4.1.7 工作电源读数头的电源由与之相连的手持单元或其它数据终端设备提供.4.2 调制式红外光口4.2.1 调制特性信号的调制见图 5。载波频率 38kHz1kHz。(a) 未经调制的电信号; (b) 调制后的红外光信号。图5 信号与调制4.2.2 光学特性参比温度为232。4.2.2.1 光辐射半角 15 (如图 6 所示)。图6 光辐射角4.2.2.2 波长红外线波长为 900nm1000nm。4.2.2.3 发射器a) 发射器在其光轴上距发射器表面 1m10mm 处产生红外光信号的辐照度:
14、ON状态 Ee/T250W/cm2b) 发射器在其光轴上距发射器表面 10mm1mm 处产生红外光信号的辐照度:OFF状态 Ee/T1W/cm24.2.2.4 接收器接收器在其光轴上距接收器表面距离 10mm1mm 处红外光辐照度 Ee/R,应能满足如下条件: ON状态 Ee/R3.5W/cm2OFF状态 Ee/R2W/cm24.2.2.5 光环境条件数据传输的光路周围环境光强度小于5000lx时,有效通信距离大于3m。4.2.3 电气特性参照4.1。6,缺省速率:1200bps.4.2.4 使用条件避免强光(日光和荧光)直射红外接收器的接收窗口。工作时应尽量使接收器的光轴与发射器的光轴保持一
15、致。避免数据中出现连续多个“0.4.3 RS-485 标准串行电气接口本标准采用 RS-485 标准串行电气接口,使多点连接成为可能。RS-485 接口的一般性能应符合下列要求:驱动与接收端耐静电放电 (ESD)15kV(人体模式);共模输入电压:-7V+12V;-差模输入电压:大于 0。2V;驱动输出电压:在负载阻抗 54时,最大 5V,最小 1.5V;三态方式输出;-半双工通信方式;-驱动能力不小于 32 个同类接口;-缺省速率:2400bps,在通信速率不大于100kbps条件下,有效传输距离不小于1200m;总线是无源的,由多功能电能表或数据终端提供隔离电源。5 数据链路层本协议为主-
16、从结构的半双工通信方式.手持单元或其它数据终端为主站,多功能电能表为从站.每个多功能电能表均有各自的地址编码.通信链路的建立与解除均由主站发出的信息帧来控制。每帧由帧起始符、从站地址域、控制码、数据域长度、数据域、帧信息纵向校验码及帧结束符7个域组成。每部分由若干字节组成。5.1 字节格式每字节含8位二进制码,传输时加上一个起始位(0)、一个偶校验位和一个停止位(1), 共 11位.其传输序列如图7。D0 是字节的最低有效位,D7 是字节的最高有效位。先传低位,后传高位.图7 字节传输序列5.2 帧格式帧是传送信息的基本单元。帧格式如图 8 所示.说 明代 码帧起始符68H地址域A0A1A2A
17、3A4A5帧起始符68H控制码C数据域长度L数据域DATA校验码CS结束符16H图8 帧格式5.2.1 帧起始符 68H标识一帧信息的开始,其值为 68H=01101000B。5.2.2 地址域 A0A5地址域由 6 个字节构成,每字节 2 位 BCD 码,地址长度可达12位十进制数。每块表具有唯一的通信地址,且与物理层信道无关.当使用的地址码长度不足 6 字节时,高位用“0”补足 6 字节。通信地址999999999999H为广播地址,只针对特殊命令有效,如广播校时、广播冻结等。广播命令不要求从站应答。地址域支持缩位寻址,即从若干低位起,剩余高位补AAH作为通配符进行读表操作,从站应答帧的地
18、址域返回实际通信地址。地址域传输时低字节在前,高字节在后.5.2.3 控制码 C控制码的格式如下所示.5.2.4 数据域长度LL 为数据域的字节数。读数据时 L200,写数据时 L50,L=0 表示无数据域。5.2.5 数据域 DATA数据域包括数据标识、密码、操作者代码、数据、帧序号等,其结构随控制码的功能而改变。传输时发送方按字节进行加33H处理,接收方按字节进行减33H处理。5.2.6 校验码 CS从第一个帧起始符开始到校验码之前的所有各字节的模 256 的和,即各字节二进制算术和,不计超过 256 的溢出值。5.2.7 结束符 16H标识一帧信息的结束,其值为 16H=00010110
19、B.5.3 传输5.3.1 前导字节在主站发送帧信息之前,先发送4个字节FEH,以唤醒接收方。5.3.2 传输次序所有数据项均先传送低位字节,后传送高位字节。数据传输的举例:电能量值为123456.78kWh,其传输次序如图9。图9 传输次序图5.3.3 传输响应每次通信都是由主站向按信息帧地址域选择的从站发出请求命令帧开始,被请求的从站接收到命令后作出响应。收到命令帧后的响应延时 Td:20msTd500ms。字节之间停顿时间 Tb:Tb500ms。5.3.4 差错控制字节校验为偶校验,帧校验为纵向信息校验和,接收方无论检测到偶校验出错或纵向信息校验和出错,均放弃该信息帧,不予响应。5.3.
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- 关 键 词:
- 部分 电能表 通信协议
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