CN103021157B - 一种完全模拟现场的用电信息采集终端检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种完全模拟现场的用电信息采集终端检测装置及方法，能够完全模拟现场运行情况对RS485总线负荷能力、实时抄读多只电能表数据能力、终端容量能力、采集成功率、与主站和电能表兼容能力等方面进行检测。该装置包括计算机、程控电源柜、主控柜和检测台体，计算机与主控柜连接，主控柜分别与程控电源柜和检测台体连接；程控电源柜包括顺次连接的标准电能表、主控箱和三相程控功率源；检测台体上设有单相电能表表位；主控柜包括顺次连接的集中器、功能测试单元和总控中心，主控柜控制程控电源柜为集中器和单相电能表表位提供电源，总控中心与主控箱连接，并通过网线与计算机连接。

Description

一种完全模拟现场的用电信息采集终端检测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种用电信息采集终端检测装置，具体涉及一种完全模拟现场的用电信息采集终端检测装置及方法，属于测量领域。

背景技术

随着用电信息采集终端的迅速推广和智能电网的进一步发展，对用电信息采集终端现场运行的准确性和可靠性提出了更高的要求。但目前对用电信息采集终端的检测主要是利用现有用电信息采集终端检测装置，如深圳市科陆电子科技股份有限公司的CL3200电力负荷管理终端校验装置，浙江涵普电力科技有限公司的PTC-8360现场用电服务终端测试装置，思达高科的ST9302电力负荷管理终端检定装置和郑州三晖电气股份有限公司的FKC-301电力负荷管理终端校验装置等。

中国专利ZL201120033036.1公开了一种用电信息采集终端检验装置，包括：控制主机，以及均与控制主机连接的三相标准源及监控仪表模块、本地信道控制模块。控制主机为该用电信息采集终端检验装置的控制部分，可以实现分别对三相标准源及监控仪表模块、接口检测模块、模拟表、远程通道控制模块、本地信道控制模块进行各项功能的检验。

但是，上述的所有检测方法都是通过模拟表、远程和本地信道控制模块产生虚拟数据来实现的。通过变换通信协议中的表地址来模拟抄读多块电能表数据，并不是现场真实情况模拟，由于采集器和电能表的抄表RS485电路参数不一致，从而经常出现上述检测方法检测合格的终端，但现场抄读多块电能表数据时出现RS485总线带载能力不够或者与电能表不兼容的情况；上述检测方法中一般仅提供一个表位的通信数据，无法考核集中器和采集器能否存储其标称的电能表数据存储量，比如有的集中器声称可以存储192只电能表数据，但是实际上只能存储100只电能表数据，这些通过上述方法都是无法进行检测的。因此通过上述检测方法合格的用电信息采集终端安装到现场仍出现不上线或易掉线，带载能力不足，与实际主站或电能表通信不兼容等问题。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种检测方便、完全模拟现场的用电信息采集终端检测装置及方法，它不仅能够对采集终端数据通信、参数配置和控制功能，通信协议和硬件功能进行检测，而且能够完全模拟现场运行情况对RS485总线负荷能力、实时抄读多只电能表数据能力、终端容量能力、采集成功率、与主站和电能表兼容能力等方面进行检测，以提高用电信息采集终端的检测效率和现场实际运行效率。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种完全模拟现场的用电信息采集终端检测装置，包括计算机、程控电源柜、主控柜和检测台体，所述计算机与主控柜连接，主控柜分别与程控电源柜和检测台体连接；所述程控电源柜包括顺次连接的标准电能表、主控箱和三相程控功率源；所述检测台体上设有单相电能表表位；所述主控柜包括顺次连接的集中器、为集中器提供抄表RS485通道、维护RS485通道、交采电能脉冲通道、遥信通道的功能测试单元和总控中心，所述主控柜控制程控电源柜为集中器和单相电能表表位提供电源，所述总控中心与主控箱连接，并通过网线与计算机连接。

所述检测台体上设有192个单相电能表表位。

所述检测台体上还设有采集器表位，采集器表位由主控柜控制程控电源柜提供电源。所述检测台体为两个，每个检测台体分为8排，每排33个表位，所述33个表位中的32个表位接单相电能表，1个表位接采集器，所述检测台体还包括用于采集器与单相电能表之间RS485接口接线方式切换的切换器。

所述集中器、采集器和电能表在完全模拟现场的用电信息采集终端检测装置上进行同时通信、检测。检测了集中抄表终端与计算机的兼容性和通信规约的一致性。对于不同厂家和类型的集中器和采集器的检测，只需要对被测对象设置主站IP、端口号和通信地址即可，512只电能表信息不需要更换，极大的提高了检测效率。

一种完全模拟现场的用电信息采集终端检测装置的检测方法，步骤如下：

步骤一：计算机为集中器和单相电能表以及标准电能表提供工作电压和电流；

步骤二：利用计算机和功能测试单元对集中器进行规约符合性和功能要求的检测；

步骤三：在确保规约符合性和功能要求都满足的条件下，利用主控柜上的选择开关连接集中器和单相电能表；

步骤四：计算机将已连接好的集中器和单相电能表建立对应关系和通信信道；

步骤五：利用计算机检测集中器是否正常在线运行，并对实时数据进行召测；

步骤六：利用计算机通过无线公网对集中器下发任务，检测集中器的数据采集、数据管理和存储、事件记录和数据传输能力；

步骤七：集中器将对应任务的相关数据通过无线公网上报给计算机。

步骤一中，计算机利用电源控制单元为采集器提供工作电压和电流。利用计算机设置检测方案，通过以太网向主控柜中的总控中心发送指令，总控中心通过RS232线与主控箱通信，主控箱把输出的小电压、电流信号输送给三相程控功率源，三相程控功率源把输出的电压、电流送给标准电能表、单相电能表和集中器，标准电能表把采集到的电压、电流等电参量数据又回送给主控箱。

步骤三中，利用检测台体上的切换器连接采集器和不同类型、厂家的单相电能表，或通过微功率无线进行被测集中器和采集器通信。

步骤三中，所述检测台体上设置192块单相电能表，或者设置两个检测台体，每个检测台体上设置16组32只共512只不同厂家和型号的单相电能表，以及16个厂家的采集器，利用切换器切换采集器对任意一组32只电能表进行采集。检测了集中器存储512块单相电能表和采集器存储32块单相电能表数据的能力，检测了集中抄表终端的容量和RS485总线负荷能力。

步骤四中，所述程控电源柜用于检测电压和电流，并显示电压、电流的全部电参量；所述主控柜控制程控电源柜为集中器、采集器和各个电能表所在的表位提供电源，同时主控柜内的功能测试单元用于终端功能的测试。

该方法从上行通道和下行通道两个方面完全模拟现场对集中器和采集器进行检测，确保了在现场运行的用电信息采集终端上线成功率、采集成功率、与主站和电能表的兼容能力。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过完全模拟现场的用电信息采集终端检测装置和计算机相结合的方法，实现了上行通道和下行通道两个方面完全模拟实际运行环境的检测，确保了在现场运行的用电信息采集终端RS485总线负荷能力、实时抄读多只电能表数据能力、终端容量能力、上线成功率、采集成功率、与主站和电能表的兼容能力。

2、本发明的集中器、采集器和电能表在同一装置上进行同时通信、检测，极大的提高了检测集中抄表终端的效率，有较好的应用推广前景。

3、检测台体上能挂16组32只共512只不同厂家和型号的单相智能电能表，以及16个厂家的采集器，且利用切换器采集器可以对任意一组32只电能表进行采集，检测了采集器对不同类型电能表的兼容能力。

4、检测了集中器存储512块单相电能表和采集器存储32块单相电能表数据的能力，检测了集中抄表终端的容量和RS485总线负荷能力。

5、检测了集中抄表终端与计算机的兼容性和通信规约的一致性。

6、对于不同厂家和类型的集中器和采集器的检测，只需要对被测对象设置主站IP、端口号和通信地址即可，512只电能表信息不需要更换，极大的提高了检测效率。

7、集中器、采集器和电能表在完全模拟现场的用电信息采集终端检测装置上进行同时通信、检测。

附图说明

图1为本发明的两层结构用电信息采集终端检测方法流程图；

图2为本发明的三层结构用电信息采集终端检测方法流程图；

图3为本发明的两层结构用电信息采集终端检测工作原理图；

图4为本发明的三层结构用电信息采集终端检测工作原理图；

其中，1.计算机，2.主控柜，3.程控电源柜，4.采集器，5.单相电能表，6.检测台体，7.切换器，8.总控中心，9.功能测试单元，10.集中器，11.主控箱，12.三相程控功率源，13.标准电能表。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。

本发明包括计算机1、程控电源柜3、主控柜2和检测台体6，计算机1与主控柜2连接，主控柜2分别与程控电源柜3和检测台体6连接；程控电源柜3包括顺次连接的标准电能表13、主控箱11和三相程控功率源12，程控电源柜3的主要功能是给采集终端提供电压和电流，电压和电流的相位、幅值、频率是可调，可以让终端或电能表产生各种状态；检测台体6上设有单相电能表表位，还设有采集器表位；主控柜2包括顺次连接的集中器10、为集中器10提供抄表RS485通道、维护RS485通道、交采电能脉冲通道、遥信通道的功能测试单元9和总控中心8，主控柜2控制程控电源柜3为集中器10、采集器表位和单相电能表表位提供电源，总控中心8与主控箱11连接，并通过网线与计算机1连接。

检测台体6为两个，每个检测台体6分为8排，每排33个表位，33个表位中的32个表位接单相电能表5，1个表位接采集器4，检测台体6还包括用于采集器4与单相电能表5之间RS485接口接线方式切换的切换器7。

集中器10、采集器4和单相电能表5在完全模拟现场的用电信息采集终端检测装置上进行同时通信、检测。检测了集中抄表终端与SG186用户用电信息采集系统的兼容性和通信规约的一致性。对于不同厂家和类型的集中器10和采集器4的检测，只需要对被测对象设置主站IP、端口号和通信地址即可，512只电能表信息不需要更换，极大的提高了检测效率。

一种完全模拟现场的用电信息采集终端检测装置的检测方法，步骤如下：

步骤一：计算机1为集中器10、采集器4和单相电能表5以及标准电能表13提供工作电压和电流；利用计算机1设置检测方案，通过以太网向主控柜2中的总控中心8发送指令，总控中心8通过RS232线与主控箱11通信，主控箱11把输出的小电压、电流信号输送给三相程控功率源12，三相程控功率源12把输出的电压、电流送给标准电能表13、单相电能表5和集中器10，标准电能表13把采集到的电压、电流等电参量数据又回送给主控箱11；

步骤二：利用计算机1和功能测试单元9对集中器10进行规约符合性和功能要求的检测；

步骤三：在确保规约符合性和功能要求都满足的条件下，利用主控柜2上的选择开关连接集中器10和单相电能表5；利用检测台体6上的切换器7连接采集器4和不同类型、厂家的单相电能表5，通过微功率无线进行被测集中器10和采集器4通信；

检测台体6上设置192块单相电能表5，或者设置两个检测台体6，每个检测台体6上设置16组32只共512只不同厂家和型号的单相电能表5，以及16个厂家的采集器4，利用切换器7切换采集器4对任意一组32只单相电能表5进行采集。检测了集中器10存储512块单相电能表5和采集器4存储32块单相电能表5数据的能力，检测了集中抄表终端的容量和RS485总线负荷能力；

步骤四：计算机1将已连接好的集中器10和单相电能表5建立对应关系和通信信道；程控电源柜3用于检测电压和电流，并显示电压、电流的全部电参量；主控柜2控制程控电源柜3为集中器10、采集器4和各个电能表所在的表位提供电源，同时主控柜2内的功能测试单元9用于终端功能的测试；

步骤五：利用计算机1检测集中器10是否正常在线运行，并对实时数据进行召测；

步骤六：利用计算机1通过无线公网对集中器10下发任务，检测集中器10的数据采集、数据管理和存储、事件记录和数据传输能力；

步骤七：集中器10将对应任务的相关数据通过无线公网上报给计算机。

图3为本发明的两层结构用电信息采集终端检测工作原理图，它包括计算机1，利用计算机1设置检测方案，通过以太网向主控柜2中的总控中心8发送指令，总控中心8通过RS232线与主控箱11通信，主控箱11把输出的小电压、电流信号输送给三相程控功率源12，三相程控功率源12把输出的电压、电流送给标准电能表13、单相电能表5和集中器10，标准电能表13把采集到的电压、电流等电参量数据又回送给主控箱11。总控中心8通过CAN总线与功能测试单元9通信，功能测试单元9与集中器10通信，同时向低压集中器10产生直流模拟量、抄表信息、事件等。功能测试单元9通过RS485接口抄读低压集中器10中的相关数据。低压集中器10通过RS485与单相电能表5进行数据交换。

在检测完规约符合性和功能要求后，通过切换器7和主控柜上的选择开关连接被测集中器10与任六组单相电能表5（任意一组为32只单相智能电能表），即192只单相电能表5。

计算机1扫描单相电能表5和集中器10资产编号，并将已连接好的集中器10和单相电能表5建立对应关系和通信信道，形成用电信息采集档案。

建档并对集中器设置完成后，利用计算机1检测被测集中器10是否正常在线运行，进行实时数据的在线召测。

计算机1通过无线公网对正常在线运行的集中器10下发任务，检测集中器10的数据采集、数据管理和存储、事件记录和数据传输能力。

被测集中器10将对应任务的相关数据通过无线公网上报给计算机1，以此通过完全模拟现场运行情况对RS485总线负荷能力、实时抄读多只电能表数据能力、终端容量能力和采集成功率等方面进行检测。

图4为本发明的三层结构用电信息采集终端检测工作原理图，它包括计算机1，利用计算机1设置检测方案，通过以太网向主控柜2中的总控中心8发送指令，总控中心8通过RS232线与主控箱11通信，主控箱11把输出的小电压、电流信号输送给三相程控功率源12，三相程控功率源12把输出的电压、电流送给标准电能表13、单相电能表5、采集器4和集中器10，标准电能表13把采集到的电压、电流等电参量数据又回送给主控箱11。总控中心8通过CAN总线与功能测试单元9通信，功能测试单元9与集中器10通信，同时向低压集中器10产生直流模拟量、抄表信息、事件等。功能测试单元9通过RS485接口抄读低压集中器10中的相关数据。低压集中器10通过微功率无线与采集器4进行数据交换，采集器4通过RS485总线与单相电能表5进行数据交换。

在检测完规约符合性和功能要求后，通过切换器7随意连接任一采集器4与任一组单相电能表5（任意一组为32只单相智能电能表），同时通过微功率无线进行被测集中器10和采集器4通信（采集器4的个数可以从1至16任意选择），最大情况下可以检测一个集中器10抄读512只单相电能表。

计算机1扫描单相电能表5、采集器4和集中器10资产编号，并将已连接好的集中器10、采集器4和单相电能表5建立对应关系和通信信道，形成用电信息采集档案。

建档并对集中器设置完成后，利用计算机1检测被测集中器10是否正常在线运行，进行实时数据的在线召测。

计算机1通过无线公网对正常在线运行的集中器10下发任务，检测集中器10的数据采集、数据管理和存储、事件记录和数据传输能力。

被测集中器10将对应任务的相关数据通过无线公网上报给SG186用户用电信息采集系统，以此通过完全模拟现场运行情况对RS485总线负荷能力、实时抄读多只电能表数据能力、终端容量能力和采集成功率等方面进行检测。

三层结构的用电信息采集终端检测装置由于集中器和采集器中间较多使用的是微功率无线进行通信，该频段抗干扰能力差，所以集中器与采集器之间信号传输可靠性差，但又一直无法解决，目前主要是山东省内使用两层结构，两层结构集中器和表之间通过RS485直接进行通信，可靠率和成功率极高，其他省份使用较少，但已经开始使用。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种完全模拟现场的用电信息采集终端检测装置的检测方法，其特征是，

所述检测装置包括计算机、程控电源柜、主控柜和检测台体，所述计算机与主控柜连接，主控柜分别与程控电源柜和检测台体连接；所述程控电源柜包括顺次连接的标准电能表、主控箱和三相程控功率源；所述检测台体上设有单相电能表表位；所述主控柜包括顺次连接的集中器、为集中器提供抄表RS485通道、维护RS485通道、交采电能脉冲通道、遥信通道的功能测试单元和总控中心，所述主控柜控制程控电源柜为集中器和单相电能表表位提供电源，所述总控中心与主控箱连接，并通过网线与计算机连接；

所述检测方法的步骤如下：

步骤一：计算机为集中器和单相电能表以及标准电能表提供工作电压和电流； 

步骤二：利用计算机和功能测试单元对集中器进行规约符合性和功能要求的检测； 

步骤三：在确保规约符合性和功能要求都满足的条件下，利用主控柜上的选择开关连接集中器和单相电能表； 

步骤四：计算机将已连接好的集中器和单相电能表建立对应关系和通信信道； 

步骤五：利用计算机检测集中器是否正常在线运行，并对实时数据进行召测； 

步骤六：利用计算机通过无线公网对集中器下发任务，检测集中器的数据采集、数据管理和存储、事件记录和数据传输能力； 

步骤七：集中器将对应任务的相关数据通过无线公网上报给计算机。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征是，步骤一中，所述计算机还为采集器提供工作电压和电流。

3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征是，步骤一中，利用计算机设置检测方案，通过以太网向主控柜中的总控中心发送指令，总控中心通过RS232线与主控箱通信，主控箱把输出的小电压、电流信号输送给三相程控功率源，三相程控功率源把输出的电压、电流送给标准电能表、单相电能表和集中器，标准电能表把采集到的电压、电流等电参量数据又回送给主控箱。

4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征是，步骤三中，利用检测台体上的切换器连接采集器和不同类型、厂家的单相电能表，通过微功率无线进行被测集中器和采集器通信。

5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征是，步骤三中，所述检测台体上设置192块单相电能表，或者设置两个检测台体，每个检测台体上设置16组32只共512只不同厂家和型号的单相电能表，以及16个厂家的采集器，利用切换器切换采集器对任意一组32只电能表进行采集。

6.根据权利要求1所述的检测方法，其特征是，步骤四中，所述程控电源柜用于检测电压和电流，并显示电压、电流的全部电参量；所述主控柜控制程控电源柜为集中器、采集器和各个单相电能表所在的表位提供电源，同时主控柜内的功能测试单元用于终端功能的测试。