CN207636755U - 一种用户用电信息采集系统的性能检测分析装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用户用电信息采集系统的性能检测分析装置，包括：包含多路通信串口的工控模块、操作显示单元和集中器载波模块；所述工控模块分别通过通信串口中第一串口和第二串口连接电网中待测用户电能表载波模块和所述集中器载波模块，再通过集中器载波模块连接待测用户载波模块和用户电能表，实现在线测试用户电能表载波模块性能。通过各通信串口连接集中器对应接口，实现集中器对应接口的通讯测试。另外，还设置集中器载波模块卡位电路和电能表载波模块卡位电路，根据现场载波模块型号，在线和离线灵活检测用户电能表载波模块和集中器载波模块通信性能。本实用新型能够有效降低运维采集和用电管理人员的工作强度、提升工作效率。

Description

一种用户用电信息采集系统的性能检测分析装置

技术领域

本实用新型涉及电力设备技术领域，更具体地，涉及一种用户用电信息采集系统的性能检测分析装置。

背景技术

国家电网关于电力用户用电信息采集系统的深入应用和新业务的不断增加，对系统通讯的可靠性和稳定性提出了更高的要求，快速排查系统内采集和计量设备的故障是系统高效运行的关键所在。

目前系统运行维护没有统一的标准手段，仍然很大程度上依赖于操作人员对采集终端知识的理解程度，以及分析处理问题的经验和能力。在电力用户用电信息采集系统的建设和维护现场工作中，检查载波通讯模块故障时，工作人员要先打开表箱和表盖，更换故障表模块，再和主站人员电话沟通召测指定的电能表采集是否正常。

传统的用户用电信息采集系统的运行维护方法，费时费力且不能快捷准确的找到故障点，工作效率低且易造成系统工作的不稳定。

实用新型内容

为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本实用新型提供一种用户用电信息采集系统的性能检测分析装置，以达到有效降低运维采集和用电管理人员的工作强度、节约工作时间及提升工作效率的目的。

本实用新型提供一种用户用电信息采集系统的性能检测分析装置，包括：至少包含第一串口和第二串口的工控模块、操作显示单元和集中器载波模块；所述工控模块通过所述第一串口连接电网中待测用户电能表载波模块，并通过所述第二串口连接所述集中器载波模块，所述集中器载波模块的载波耦合接口连接所述待测用户电能表载波模块的载波耦合接口，并连接对应的用户电能表；所述操作显示单元连接所述工控模块的I/O数据接口。

进一步的，所述装置还包括集中器载波模块卡位电路；所述工控模块通过所述第二串口连接所述集中器载波模块卡位电路，所述集中器载波模块插于所述集中器载波模块卡位电路中。

进一步的，所述装置还包括电能表载波模块卡位电路；所述工控模块通过所述第一串口连接所述电能表载波模块卡位电路，所述待测用户电能表载波模块插于所述电能表载波模块卡位电路中，且所述待测用户电能表载波模块的载波耦合接口连接所述集中器载波模块的载波耦合接口，并连接对应的用户电能表。

其中，所述工控模块还包括第三串口；所述工控模块通过所述第三串口连接电网中待测集中器或待测用户电能表的对应通讯接口。

其中，所述第三串口通过RS485通讯或者红外通讯连接所述待测集中器或所述待测用户电能表的对应通讯接口。

进一步的，所述工控模块还包括第四串口；所述工控模块通过所述第三串口连接所述待测集中器的抄表接口，并通过所述第四串口连接所述待测集中器的数据接收端口，对所述待测集中器抄表通信接口性能进行测试。

进一步的，所述装置还包括现场操作终端；所述现场操作终端与所述工控模块通信连接，再通过所述集中器载波模块连接所述待测用户电能表。

进一步的，所述工控模块还包括无线通信接口；所述现场操作终端通过所述无线通信接口连接所述工控模块。

其中，所述第一串口、所述第二串口和所述第四串口均采用RS232通信接口，所述第三串口采用RS485通信接口或红外通讯接口。

进一步的，所述装置还包括电源电路；所述电源电路与所述工控模块以及所述操作显示单元之间电连接。

本实用新型提供的一种用户用电信息采集系统的性能检测分析装置，既能方便快捷地检查载波通讯模块好坏、检测采集和计量设备功能，又能快速核查电网中电能表档案信息及电能表运行状态，从而有效降低运维采集和用电管理人员的工作强度、节约工作时间并提升工作效率，且能有效提高电力企业的经营效益和用户的用电体验。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种用户用电信息采集系统的性能检测分析装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一种集中器载波模块卡位电路的电路原理图；

图3为本实用新型实施例一种电能表载波模块卡位电路的电路原理图；

图4为本实用新型实施例另一种用户用电信息采集系统的性能检测分析装置的结构示意图；

图5为本实用新型实施例另一种用户用电信息采集系统的性能检测分析装置的结构示意图；

图6为本实用新型实施例一种测试集中器本地抄表RS485通信接口连接电路的电路原理图；

图7为本实用新型实施例一种现场操作终端连接电路的电路原理图；

图8，为本实用新型实施例一种用户用电信息采集系统的性能检测分析装置主机的控制软件设计流程图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

作为本实用新型实施例的一个实施例，本实施例提供一种用户用电信息采集系统的性能检测分析装置，参考图1，为本实用新型实施例一种用户用电信息采集系统的性能检测分析装置的结构示意图，包括：至少包含第一串口101和第二串口102的工控模块1、操作显示单元2和集中器载波模块3。

其中，工控模块1通过第一串口101连接电网中待测用户电能表载波模块，并通过第二串口102连接集中器载波模块3，集中器载波模块3的载波耦合接口连接所述待测用户电能表载波模块的载波耦合接口，并连接对应的用户电能表；操作显示单元2连接工控模块1的I/O数据接口。

可以理解为，所述检测分析装置的构成结构至少包括装置主机和相关检测套线，如外置电压测试线，可以由黄、绿、红和黑四根电线组成的三相电压线，现场应用时，夹在被测电能表电压端子或台区三相电压端子上，用于设备供电和载波通讯。装置主机包括至少包含第一串口101和第二串口102的工控模块1，用于发布测试命令和显示测试结果的操作显示单元2，以及集中器载波模块3，例如工控模块1采用LINUX系统工控模块，操作显示单元2采用5寸触摸屏，第一串口101和第二串口102均采用RS232通讯方式。

在一个实施例中，所述系统还包括集中器载波模块卡位电路。参考图2，为本实用新型实施例一种集中器载波模块卡位电路的电路原理图，其中，JZQ-ZBMK为集中器载波模块的安装卡位电路，D2和D3为稳压二极管起到保护作用。工控模块1通过第二串口102连接所述集中器载波模块卡位电路，集中器载波模块3插于所述集中器载波模块卡位电路中。

可以理解为，在装置中设置集中器载波模块卡位电路，工控模块1的第二串口102连接该集中器载波模块卡位电路，集中器载波模块采用可插拔式设计，可更换与待测试载波模块相同型号的载波模块。在进行载波模块测试时，根据实际电网中集中器载波模块型号，更换装置中集中器载波模块。

在线检测电网中电能表载波模块时，装置通过工控模块1的外设触摸屏对待测用户电能表(测试前可通过手工输入对应用户电能表的地址码)下发载波抄读命令，工控模块1通过第二串口102，以RS232的通信方式，控制三相集中器载波模块3通过TXD_1引脚，经由A、B、C及N电力线路发出载波抄读命令，如果RXD_1引脚收到反馈抄读信息，则判定被测的用户电能表载波模块正常；如果未收到，则判定存在异常。

进一步的，可以设置载波抄读命令的连发次数，例如连发三次，若连发三次都接收不到反馈抄读信息，即判定被测的用户电能表载波模块异常。另外，在系统中设置HCPL-0600为光电耦合芯片，该芯片能正确控制LED灯的指示。当载波信号发送成功时T-LED亮绿色，信号接收成功时R-LED亮红色。

使用上述装置对载波模块进行通讯异常判断时，将工控模块1的第一串口101与待测用户电能表载波模块的弱电接口相连，第二串口102与集中器载波模块3弱电接口相连，两个串口均采用晶体管-晶体管逻辑(Transistor Transistor Logic,TTL)电平通讯，且两个载波模块的载波耦合接口相连，然后与市电连接。

工控模块1通过第二串口102向集中器载波模块3索要电能表电能量数据，集中器载波模块3将指令通过载波发送给电能表载波模块，电能表载波模块将指令转发给第一串口101，第一串口101回复电能量数据，电能量数据通过相反的路径发送到第二串口102，第二串口102收到第一串口101发出的数据，测试完成。

本实用新型实施例提供的一种用户用电信息采集系统的性能检测分析装置，通过设置工控模块和集中器载波模块，以及合适的电路连接，能够在线方便快捷地检查载波通讯模块好坏、检测集中器和用户电能表功能，从而有效降低运维采集和用电管理人员的工作强度、节约工作时间并提升工作效率，且能有效提高电力企业的经营效益。另外，通过设置集中器载波模块卡位电路，可以根据电网中采集和计量设备型号更换对应的集中器载波模块，装置可扩展性和适用性强。

进一步的，所述系统还包括电能表载波模块卡位电路。参考图3，为本实用新型实施例一种电能表载波模块卡位电路的电路原理图，其中，DXB-ZBMK为单相电能表载波模块的卡位电路。工控模块1通过第一串口101连接所述电能表载波模块卡位电路，所述待测用户电能表载波模块插于所述电能表载波模块卡位电路中，且所述待测用户电能表载波模块的载波耦合接口连接集中器载波模块3的载波耦合接口，并连接对应的用户电能表。

可以理解为，集中器载波模块3和用户电能表载波模块均采用可插拔式设计，均可更换与待测载波模块相同型号的载波模块。JZQ-ZBMK为集中器载波模块3的卡位电路，另外，系统中设置HCPL-0600光电耦合芯片，能正确控制LED灯的指示。

离线检测电网中电能表载波模块时，将待检测载波模块(要求装置的集中器载波模块厂家、版本等信息与待测载波模块一致)插入电能表载波模块卡位电路，装置通过工控模块1的外设触摸屏对安装在卡位电路中的待测用户电能表载波模块对应的用户电能表(表地址码)下发载波抄读命令，工控模块1通过第二串口102，以RS232的通信方式，控制三相集中器载波模块3通过TXD_1引脚，经由A、B、C及N电力线路发出载波抄读命令，如果RXD_1引脚收到反馈抄读信息，则判定被测的用户电能表载波模块正常；如果未收到，则判定为异常。

进一步的，可以设置载波抄读命令的连发次数，例如连发三次，若连发三次都接收不到反馈抄读信息，即判定被测的用户电能表载波模块异常。另外，在系统中设置HCPL-0600为光电耦合芯片，该芯片能正确控制LED灯的指示。当载波信号发送成功时T-LED亮绿色，信号接收成功时R-LED亮红色。

本实用新型实施例提供的一种用户用电信息采集系统的性能检测分析装置，通过在装置中设置电能表载波模块卡位电路，能够实现对用户电能表载波模块的离线检测确认，避免因误判更换掉正常载波模块，造成浪费。

其中，工控模块1还包括第三串口103；工控模块1通过第三串口103连接电网中待测集中器或待测用户电能表的对应通讯接口。

在一个实施例中，第三串口103通过RS485通讯或者红外通讯连接所述待测集中器或所述待测用户电能表的对应通讯接口。

可以理解为，在上述实施例的基础上，工控模块1还包括第三串口103。可选的，第三串口103采用RS485通讯或者红外通讯方式，即设置第三串口103为红外通讯和RS485通讯共用通讯接口。通过第三串口103实现工控模块1和待测集中器或待测用户电能表的通信连接。用于集中器和电能表RS485通讯接口异常判断和红外通讯收发数据等。参考图4，为本实用新型实施例一种RS485通讯接口连接电路的电路原理图。

通过RS485通讯接口抄读台区电能表数据时，工控模块1通过自带RS485通讯接口连接待测用户电能表，通过RS485通讯接口读取或手动输入对应用户电能表的地址码，抄读电能表数据，通过地址码读取成功与否和电能表数据抄读与否的反馈，判断电能表RS485通讯是否正常。

进行红外通讯测试时，通过红外通讯接口向集中器设置参数和读取数据，测试集中器红外通讯接口通讯功能是否正常；或者通过红外通讯读取被测电能表的表地址，将该表地址填入被测电能表的测试设置界面。

本实用新型实施例提供的一种用户用电信息采集系统的性能检测分析装置，通过在工控模块中设置第三串口，该第三串口可实现RS485通讯和红外通讯的公用，能够有效对集中器和用户电能表对应通讯接口的测试，并能够通过该通讯接口对用户电能表数据进行读取和对集中器参数进行设置，从而提高集中器的适用范围。

进一步的，工控模块1还包括第四串口104，参考图5，为本实用新型实施例另一种用户用电信息采集系统的性能检测分析装置的结构示意图。其中，工控模块1包括第一串口101、第二串口102、第三串口103和第四串口104，工控模块1通过I/O数据接口连接操作显示单元2，且通过第三串口103连接所述待测集中器的抄表接口，通过第四串口104连接所述待测集中器的数据接收端口，对所述待测集中器抄表通信接口性能进行测试。

可以理解为，在上述实施例的基础上，还在工控模块1上设置第四串口104。可选的，第四串口104采用RS232通讯方式。参考图6，为本实用新型实施例一种测试集中器本地抄表RS485通信接口连接电路的电路原理图。工控模块1的第三串口103连接待测集中器的抄表接口，第四串口104连接集中器的数据接收端口。

在进行待测集中器抄表通信接口性能测试时，工控模块1通过第四串口104(RS232通讯)向所述待测集中器发送命令，抄读相应电能表数据，将待测集中器抄表口与第三串口103(RS485通讯)相连，第三串口103模拟被抄电能表数据。若待测集中器抄表通信接口通讯正常，第四串口104应能收到第三串口103发出的数据。因此通过判断第四串口104接收数据是否成功，判断待测集中器本地抄表RS485通讯接口是否正常。

另外，也可通过红外通讯控制集中器抄读本机RS485接口数据，判断集中器本地抄表RS485通讯接口是否正常；或者，通过第四串口104与集中器PS/2口对接，编辑集中器的IP地址和端口号，或设置集中器参数，方便现场调试。

本实用新型实施例提供的一种用户用电信息采集系统的性能检测分析装置，通过在工控模块1上设置第四串口104，并通过第三串口103连接待测集中器抄表口，实现对待测集中器本地抄表RS485通讯接口的测试，提高故障点排除准确性。

进一步的，所述系统还包括现场操作终端；所述现场操作终端与工控模块1通信连接，再通过所述集中器载波模块连接所述待测用户电能表。在一个实施例中，工控模块1还包括无线通信接口，参考图7，为本实用新型实施例一种现场操作终端连接电路的电路原理图，其中，所述现场操作终端通过所述无线通信接口连接所述工控模块。

可以理解为，检测分析装置主机与现场操作终端通过无线通信(WIFI)连接，上行通讯为WIFI模式，下行通讯为载波模式。现场操作终端软件通过WIFI通讯把命令下发至检测分析装置主机WIFI模块，再由WIFI模块转发到集中器载波模块，再通过集中器载波模块抄读电网中用户电能表数据。电网中用户电能表数据返回数据通过载波模块上传至检测分析装置WIFI模块，WIFI芯片再将数据上传至现场操作终端软件，由现场操作终端软件进行数据处理，从而判断出电网数据异常。

在进行载波抄表时，可以读取台区内全部电能表电参量数据或者读取台区内某一块电能表电参量数据。读取台区内全部电能表电参量数据时，检测分析装置主机通过WIFI通讯接口与现场操作终端连接，现场操作终端软件控制通过载波通讯，抄读运行状态字和事件记录，分析判断，辅助检查故障电能表和窃电嫌疑；载波通讯扫描台区电能表是否与档案一致。

读取台区内某一块电能表电参量数据时，现场操作终端软件控制载波抄读电能表电能数据，判断当前电能表载波通讯是否正常；或读取电能表事件类数据，辅助判断该用户是否有窃电嫌疑。

另外，通过现场操作终端进行检测分析装置主机的控制软件设计。参考图8，为本实用新型实施例一种用户用电信息采集系统的性能检测分析装置主机的控制软件设计流程图。根据上述实施例的功能需求，开发环境搭建，编写主界面和各功能界面。包括：主界面、载波链路测试界面、485链路测试界面、设置集中器界面、模块测试界面和参数设置界面。对工作中用户用电信息采集系统的性能检测分析装置与测试对象(集中器和电能表)的通讯协议编写通讯代码，包含：基本串口通讯、645-07/97协议、1376.2协议、1376.1协议的收发与解析。

本实用新型实施例提供的一种用户用电信息采集系统的性能检测分析装置，通过设置现场操作终端，能够实现用户用电数据的采集、抄读电网运行状态和事件记录，便于对电网运行状态进行分析判断，以做出相应调整，提高电网运行稳定性。

进一步的，所述系统还包括电源电路；所述电源电路与工控模块1以及所述操作显示单元之间电连接。

可以理解为，在上述实施例的基础上，检测分析装置中还设置电源电路，可选的，电源电路设置为直充电路，或可充电电池，可充电电池可设置为12V和5V输出电源。该电源电路与工控模块1和装置中各用电模块之间电连接。

本实用新型实施例提供的一种用户用电信息采集系统的性能检测分析装置，通过在检测分析装置中集成电源电路，为装置中各用电单元提供电源输出，方便随身携带且便于操作。

综上，本实用新型提供的一种用户用电信息采集系统的性能检测分析装置，既能方便快捷地检查载波通讯模块好坏、检测采集和计量设备功能，又能快速核查电网中电能表档案信息及电能表运行状态，从而有效降低运维采集和用电管理人员的工作强度、节约工作时间并提升工作效率，且能有效提高电力企业的经营效益和用户的用电体验。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述各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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用户用电信息采集系统的性能检测分析装置，其特征在于，包括：至少包含第一串口和第二串口的工控模块、操作显示单元和集中器载波模块；

所述工控模块通过所述第一串口连接电网中待测用户电能表载波模块，并通过所述第二串口连接所述集中器载波模块，所述集中器载波模块的载波耦合接口连接所述待测用户电能表载波模块的载波耦合接口，并连接对应的用户电能表；

所述操作显示单元连接所述工控模块的I/O数据接口。

2.根据权利要求1所述的性能检测分析装置，其特征在于，还包括集中器载波模块卡位电路；

所述工控模块通过所述第二串口连接所述集中器载波模块卡位电路，所述集中器载波模块插于所述集中器载波模块卡位电路中。

3.根据权利要求2所述的性能检测分析装置，其特征在于，还包括电能表载波模块卡位电路；

所述工控模块通过所述第一串口连接所述电能表载波模块卡位电路，所述待测用户电能表载波模块插于所述电能表载波模块卡位电路中，且所述待测用户电能表载波模块的载波耦合接口连接所述集中器载波模块的载波耦合接口，并连接对应的用户电能表。

4.根据权利要求1至3中任一所述的性能检测分析装置，其特征在于，所述工控模块还包括第三串口；

所述工控模块通过所述第三串口连接电网中待测集中器或待测用户电能表的对应通讯接口。

5.根据权利要求4所述的性能检测分析装置，其特征在于，所述第三串口通过RS485通讯或者红外通讯连接所述待测集中器或所述待测用户电能表的对应通讯接口。

6.根据权利要求4所述的性能检测分析装置，其特征在于，所述工控模块还包括第四串口；

所述工控模块通过所述第三串口连接所述待测集中器的抄表接口，并通过所述第四串口连接所述待测集中器的数据接收端口，对所述待测集中器抄表通信接口性能进行测试。

7.根据权利要求6所述的性能检测分析装置，其特征在于，还包括现场操作终端；

所述现场操作终端与所述工控模块通信连接，再通过所述集中器载波模块连接所述待测用户电能表。

8.根据权利要求7所述的性能检测分析装置，其特征在于，所述工控模块还包括无线通信接口；所述现场操作终端通过所述无线通信接口连接所述工控模块。

9.根据权利要求8所述的性能检测分析装置，其特征在于，所述第一串口、所述第二串口和所述第四串口均采用RS232通信接口，所述第三串口采用RS485通信接口或红外通讯接口。

10.根据权利要求4所述的性能检测分析装置，其特征在于，还包括电源电路；

所述电源电路与所述工控模块以及所述操作显示单元之间电连接。