CN106154071B - 一种检测智能电能表rs485总线故障的装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种检测智能电能表RS485总线故障的装置及方法，该装置包括：由多个继电器连接而成的一接口控制回路；与该接口控制回路相连的一微处理器；与该微处理器相连的一指示单元；以及一对外接口；其中，在RS485总线正常运行状态时，该接口控制回路的RS485总线母线端口与全部的RS485总线分支端口均是对应连通的，在出现RS485总线故障需要维护时，首先使该RS485总线母线端口与全部的RS485总线分支端口均对应断开，然后再使该RS485总线母线端口与这些RS485总线分支端口一一地对应连通，直至排查出所有的故障点从而RS485总线能够恢复到正常运行。能够大大降低排除故障的工作量。

Description

一种检测智能电能表RS485总线故障的装置及方法

技术领域

本发明涉及电力电网设备，特别涉及智能电能表的RS485通讯功能的在线检测设备。

背景技术

现有的用电量的抄表系统，通常是将多块的智能电表集中安装在一个电表箱内，并将这些智能电表组成一个RS485总线式网路，然后通过RS485总线连接到管辖一个或者多个电表箱的采集器，采集器再通过电力载波、无线等通讯方式与管辖一个设定地理区域的采集器的集中器进行通信，完成用电数据的自动采集和使用控制。

这种的抄表系统结构，在智能电表与采集器的RS485总线网络上容易出现一些问题，比如：在安装RS485总线后的现场调试，常常因为安装错误或接线不良造成通讯故障，也无法快速找到原因；又比如：对于现场调试合格后的RS485网络，在后续地实际使用过程中，由于RS485通信线路受到外界复杂电场或磁场的影响，甚至破坏性的冲击，可能会导致个别或者部分智能电表的RS485通讯功能失效，进而导致其所在的RS485总线网络的通信线路瘫痪，无法进行正常的RS485通信。

由于智能电表与采集器之间的RS485总线网络的连接结构为中心节点式，位于系统上层的集中器根本判断不了故障具体出现的设备，如此一来，一旦出现故障，要对现有的抄表系统进行故障排除，就需要维护人员将同一采集器所管辖的所有电表箱内的每只智能电表的RS485连线从节点中取下分别进行跟踪，难以快速检测出故障表和及时恢复抄表系统的正常运行，排除故障的工作量十分巨大。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，本发明提出了一种检测智能电能表RS485总线故障的装置及方法，能够大大降低排除故障的工作量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括：提供一种检测智能电能表RS485总线故障的装置，该装置串设在一采集器的RS485通讯端口与一个电表箱内的各个智能电表的RS485通讯端口之间，该装置包括：由多个继电器连接而成的一接口控制回路，该接口控制回路具有用于连接采集器的RS485通讯端口的一对RS485总线母线端口和用于各自连接一智能电表的RS485通讯端口的多对RS485总线分支端口；与该接口控制回路相连的一微处理器，用于控制该接口控制回路的RS485总线母线端口与RS485总线分支端口的连接关系；与该微处理器相连的一指示单元，用于显示出现故障所对应的智能电表的位置；以及一对外接口，用于从外部获得工作电源和对外通信；其中，在RS485总线正常运行状态时，该RS485总线母线端口与全部的RS485总线分支端口均是对应连通的，在出现RS485总线故障需要维护时，首先使该RS485总线母线端口与全部的RS485总线分支端口均对应断开，然后再使该RS485总线母线端口与这些RS485总线分支端口一一地对应连通，直至排查出所有的故障点从而RS485总线能够恢复到正常运行。

在一些实施例中，该对RS485总线母线端口与各对RS485总线分支端口之间的链路是由两个继电器的受控触点的连接关系建立的。

在一些实施例中，这两个继电器是由用于控制该对RS485总线母线端口与该对RS485总线分支端口的线序关系的一第一继电器和用于控制该对RS485总线母线端口与该对RS485总线分支端口的通断关系的一第二继电器组成。

在一些实施例中，该第一继电器至少包括两组单刀双掷触点，其中，这两组单刀双掷触点的两个公共端分别与该对RS485总线母线端口的A线和B线相连，第一组单刀双掷触点的常开触点与第二组单刀双掷触点的常闭触点相连，第一组单刀双掷触点的常闭触点与第二组单刀双掷触点的常开触点相连，在RS485总线正常运行状态时，这两个公共端是分别与各自对应的常闭触点连通的。

在一些实施例中，该第二继电器至少包括两组单刀双掷触点，其中，这两组单刀双掷触点的两个公共端分别与该第一继电器的两组单刀双掷触点的两个常开触点相连，这两组单刀双掷触点的常闭触点与该对RS485总线分支端口的A线和B线相连。

在一些实施例中，该接口控制回路、微处理器和指示单元是仅在出现RS485总线故障需要维护时，才需要通过该对外接口从外部获得工作电源的。

在一些实施例中，该装置还包括独立于这些智能电表及采集器的一壳体，该接口控制回路、微处理器、指示单元以及外部接口均装设在该壳体上。

在一些实施例中，该装置是装设在该采集器内的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案还包括：提供一种检测智能电能表RS485总线故障的方法，该方法包括将一手持终端接入前述的装置，在该手持终端上运行一检测程序，该检测程序协同该装置完成以下步骤；使该RS485总线母线端口与全部RS485总线分支端口均对应断开；使该RS485总线母线端口与一个RS485总线分支端口对应连通；读取该RS485总线分支端口所连接的取智能电表的表地址；判断表地址的读取是否正常，是的话，标志正常，否则标志不正常；以及判断全部RS485总线分支端口是否已经一一对应检测，是的话，检测结束，否则的话，使该RS485总线母线端口与一个RS485总线分支端口对应连通，再返回到前述的读取该RS485总线分支端口所连接的取智能电表的表地址的步骤，进行循环。

在一些实施例中，在读取该RS485总线分支端口所连接的取智能电表的表地址的过程中，会向该取智能电表发送多协议命令，以自动适配该取智能电表的通讯协议。

与现有技术相比，本发明通过采用接口控制回路、微处理器、指示单元与对外接口构成串接在多个智能电表与一采集器之间的一RS485网路分捡装置，可以通过与该装置相连的一手持终端来实现智能电能表RS485总线故障的检测，能够大大降低排除故障的工作量。

附图说明

图1为本发明检测智能电能表RS485总线故障的装置的框图结构示意。

图2为本发明装置中接口控制回路的电路结构示意。

图3为与本发明装置相配合的手持终端的框图结构示意。

图4为本发明检测智能电能表RS485总线故障的方法的流程示意。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

图1为本发明检测智能电能表RS485总线故障的装置的框图结构示意。图2为本发明装置中接口控制回路的电路结构示意。图3为与本发明装置相配合的手持终端的框图结构示意。图4为本发明检测智能电能表RS485总线故障的方法的流程示意。

参见图1，本发明的检测智能电能表RS485总线故障的装置是串设在一采集器的RS485通讯端口与一个电表箱内的各个智能电表的RS485通讯端口之间。该装置1包括：由多个继电器连接而成的一接口控制回路11，该接口控制回路11具有用于连接采集器的RS485通讯端口的一对RS485总线母线端口A0-B0和用于各自连接一智能电表的RS485通讯端口的多对RS485总线分支端口A1-B1、A2-B2。。。An-Bn；与该接口控制回路11相连的一微处理器12，用于控制该接口控制回路11的RS485总线母线端口A0-B0与RS485总线分支端口A1-B1、A2-B2。。。An-Bn的连接关系；与该微处理器12相连的一指示单元13，用于显示出现故障所对应的智能电表的位置；以及一对外接口14，用于从外部获得工作电源和对外通信。较佳地，该指示单元13包括一一对应于这些智能电表的多个LED，每个LED可以提供相应智能电表的RS485总线网路是否正常的指示。较佳地，该对外接口14包括一电源接口和一通讯接口。

在RS485总线正常运行状态时，该RS485总线母线端口A0-B0与全部的RS485总线分支端口A1-B1、A2-B2。。。An-Bn均是对应连通的，在出现RS485总线故障需要维护时，首先使该RS485总线母线端口A0-B0与全部的RS485总线分支端口A1-B1、A2-B2。。。An-Bn均对应断开，然后再使该RS485总线母线端口A0-B0与这些RS485总线分支端口A1-B1、A2-B2。。。An-Bn一一地对应连通，直至排查出所有的故障点从而RS485总线能够恢复到正常运行。

参见图2，该对RS485总线母线端口A0-B0与各对RS485总线分支端口A1-B1、A2-B2。。。An-Bn之间的链路是由两个继电器的受控触点的连接关系建立的。这两个继电器（即图2中横向地排列在一起的两个继电器）是由用于控制该对RS485总线母线端口与该对RS485总线分支端口的线序关系的一第一继电器（即图2中位于左侧的继电器）和用于控制该对RS485总线母线端口与该对RS485总线分支端口的通断关系的一第二继电器（即图2中位于右侧的继电器）组成。

该第一继电器至少包括两组单刀双掷触点，其中，这两组单刀双掷触点的两个公共端6、3分别与该对RS485总线母线端口A0-B0的A线和B线相连，第一组单刀双掷触点（即图2中位于上方的一组单刀双掷触点）的常开触点5与第二组单刀双掷触点（即图2中位于下方的一组单刀双掷触点）的常闭触点2相连，第一组单刀双掷触点的常闭触点7与第二组单刀双掷触点的常开触点4相连，在RS485总线正常运行状态时，这两个公共端6、3是分别与各自对应的常闭触点7、2连通的。

该第二继电器至少包括两组单刀双掷触点，其中，这两组单刀双掷触点的两个公共端6、3分别与该第一继电器的两组单刀双掷触点的两个常开触点5、4相连，这两组单刀双掷触点的常闭触点7、2与该对RS485总线分支端口A1-B1、A2-B2。。。An-Bn的A线和B线相连。

在本实施例中，该装置1还包括独立于这些智能电表及采集器的一壳体（图未示），装设在该接口控制回路11、微处理器12、指示单元13以及外部接口14均装设在该壳体上。较佳地，可以在每个电表箱中装设一个该装置1。值得一提的是，该接口控制回路11、微处理器12和指示单元13是仅在出现RS485总线故障需要维护时，才需要通过该对外接口14从外部获得工作电源的。也就是说，在RS485总线正常运行状态时（也即采集器与其管辖的各智能电表之间经由RS485总线的通信均能正常进行），该装置1是不需要供电的。在其他实施例中，也可以将该装置1装设在采集器内。

参见图3，与该装置1配接的手持终端2至少包括一微处理器21、与该微处理器21相连的键盘22和显示屏23以及一对外接口24。该手持终端2能够通过该对外接口24与该对外接口14的配合，而接入该装置1。较佳地，该装置1通过其上的电源接口从该手持终端2获得电源供给，该装置1通过其上的通讯接口与该手持终端2通讯连接。在其他实施例中，该装置1也可通过其上的电源接口从专门的电源供给设备获得电源供给。

本发明的检测智能电能表RS485总线故障的方法，通过该装置1与手持终端2相配合，可以方便地实现通信故障判断和故障定位。其中，通信故障判断过程大致包括：该装置1的对外接口14插上该手持终端2的对外接口24，该手持终端2给该装置1提供电源供电，并与该装置1进行通讯；然后，通过RS485接口与相应的智能电表进行通信操作，如果不能正常通信，则判断该智能电表的RS485总线回路存在故障。

RS485总线出现通信故障，大致分为：A线与B线接反，以及智能电表电平锁死故障、元件击穿的短路与阻抗不匹配等。首先，断开所有智能电表；然后，逐一接通总线母线A0-B0与各总线分支A1-B1、A2-B2。。。An-Bn，并通过电表的不同协议进行数据通讯（可以使用广播命令读取表地址）。如果不能正常通讯，则可以控制继电器反接A与B线，再进行上述通讯操作，如果能够正常通讯，则认为是A与B线接反了，用指示灯指示出来。如果不能正常通讯，则标示故障电表并断开对应电表的继电器。从而能够实现故障的精确定位，进而可将故障电表剔除后，拆出组网。

参见图4，本发明方法的流程大致包括：

步骤S1：将该手持终端2接入该装置1，在该手持终端2上运行一检测程序，该检测程序协同该装置完成以下步骤；

步骤S2：使该RS485总线母线端口与全部RS485总线分支端口均对应断开；

步骤S3：使该RS485总线母线端口与一个RS485总线分支端口对应连通；

步骤S4：读取该RS485总线分支端口所连接的取智能电表的表地址；

步骤S5：判断表地址的读取是否正常，是的话，标志正常（步骤S6），否则标志不正常（步骤S7）；

步骤S8：判断全部RS485总线分支端口是否已经一一对应检测，是的话，上传检测结果到主站（步骤S9），检测结束，否则的话，令外部总线与下一个分支总线连通（步骤S10），并返回到前述的步骤S4，进行循环。

值得一提的是，在步骤S4的处理过程中，会向该取智能电表发送多协议命令，以自动适配该取智能电表的通讯协议。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种检测智能电能表RS485总线故障的装置，其特征在于，该装置串设在一采集器的RS485通讯端口与一个电表箱内的各个智能电表的RS485通讯端口之间，该装置包括：由多个继电器连接而成的一接口控制回路，该接口控制回路具有用于连接采集器的RS485通讯端口的一对RS485总线母线端口和用于各自连接一智能电表的RS485通讯端口的多对RS485总线分支端口；与该接口控制回路相连的一微处理器，用于控制该接口控制回路的RS485总线母线端口与RS485总线分支端口的连接关系；与该微处理器相连的一指示单元，用于显示出现故障所对应的智能电表的位置；以及一对外接口，用于从外部获得工作电源和对外通信；其中，在RS485总线正常运行状态时，该RS485总线母线端口与全部的RS485总线分支端口均是对应连通的，在出现RS485总线故障需要维护时，首先使该RS485总线母线端口与全部的RS485总线分支端口均对应断开，然后再使该RS485总线母线端口与这些RS485总线分支端口一一地对应连通，直至排查出所有的故障点从而RS485总线能够恢复到正常运行；该对RS485总线母线端口与各对RS485总线分支端口之间的链路是由两个继电器的受控触点的连接关系建立的；这两个继电器是由用于控制该对RS485总线母线端口与该对RS485总线分支端口的线序关系的一第一继电器和用于控制该对RS485总线母线端口与该对RS485总线分支端口的通断关系的一第二继电器组成；该第一继电器至少包括两组单刀双掷触点，其中，这两组单刀双掷触点的两个公共端分别与该对RS485总线母线端口的A线和B线相连，第一组单刀双掷触点的常开触点与第二组单刀双掷触点的常闭触点相连，第一组单刀双掷触点的常闭触点与第二组单刀双掷触点的常开触点相连，在RS485总线正常运行状态时，这两个公共端是分别与各自对应的常闭触点连通的。

2.根据权利要求1所述的检测智能电能表RS485总线故障的装置，其特征在于，该第二继电器至少包括两组单刀双掷触点，其中，这两组单刀双掷触点的两个公共端分别与该第一继电器的两组单刀双掷触点的两个常开触点相连，这两组单刀双掷触点的常闭触点与该对RS485总线分支端口的A线和B线相连。

3.根据权利要求1所述的检测智能电能表RS485总线故障的装置，其特征在于，该接口控制回路、微处理器和指示单元是仅在出现RS485总线故障需要维护时，才需要通过该对外接口从外部获得工作电源的。

4.根据权利要求1至3任一项所述的检测智能电能表RS485总线故障的装置，其特征在于，该装置还包括独立于这些智能电表及采集器的一壳体，该接口控制回路、微处理器、指示单元以及外部接口均装设在该壳体上。

5.根据权利要求1至3任一项所述的检测智能电能表RS485总线故障的装置，其特征在于，该装置是装设在该采集器内的。

6.一种检测智能电能表RS485总线故障的方法，其特征在于，该方法包括将一手持终端接入如权利要求1至5任一项所述的装置，在该手持终端上运行一检测程序，该检测程序协同该装置完成以下步骤；使该RS485总线母线端口与全部RS485总线分支端口均对应断开；使该RS485总线母线端口与一个RS485总线分支端口对应连通；读取该RS485总线分支端口所连接的取智能电表的表地址；判断表地址的读取是否正常，是的话，标志正常，否则标志不正常；以及判断全部RS485总线分支端口是否已经一一对应检测，是的话，检测结束，否则的话，使该RS485总线母线端口与一个RS485总线分支端口对应连通，再返回到前述的读取该RS485总线分支端口所连接的取智能电表的表地址的步骤，进行循环。

7.根据权利要求6所述的检测智能电能表RS485总线故障的方法，其特征在于，在读取该RS485总线分支端口所连接的取智能电表的表地址的过程中，会向该取智能电表发送多协议命令，以自动适配该取智能电表的通讯协议。