智能电能表RS485通讯故障原因分析及防范措施

何洋 张文强

引言：随着国内电能管理行业的不断发展，智能电能表RS485通讯接口也得到了广泛的运用。而解决多功能电能表RS485通信接口的故障可以提高电能量管理系统的运行效率，提高相关数据的统一性和可靠性，充分展示其自身的特点，从而得到广泛地运用。本文介绍了智能电能表RS485通讯的工作原理和特点，通过分析智能电能表RS485通讯常见的故障，为智能电能表RS485通讯接口故障提供一些简单的防范措施。

国内智能电能表的通讯接口往往采用RS485的端口，这种端口可以建立出有效的多点通讯。但由于智能表的结构复杂且受到的影响因素十分广泛，因而常会发生通讯中断的故障，而现场的工作人员往往由于没有可检测的有效手段，往往直接采用换表的方式加以解决。但是这种直接而简单的方法并不能明确地判断出故障的原因，而换表也不能真正解决这类故障。

一、RS485通信接口的原理与特点

RS485通信接口是一个电气接口，其设计出了一个单对平衡线但多点且双向的通信链路，可以有效地抑制噪声、增强传输速率、拉长传输距离以及能够提高宽共模的一个通信平台。RS485通信接口一般采用主从的方式进行多机通信，其通信距离甚至可以达到上千米。

RS485通信接口的串接方式是采用的OSI开放系统中物理层的协议标准，由于性能优异、组网容易、结构简单被广泛运用于各种智能表中。RS485通信接口可以采用二线和四线连接方式，二线制可以实现多点双向通信，而四线连接则可以实现点对多的通信。

二、智能电能表RS485通讯常见故障分析

许多城市的电网电能表通讯接口普遍采用智能电能表RS485来进行数据采集，因此对智能电能表RS485通讯故障原因的分析是十分必要的。

1、硬件故障分析

当操作进行不当，尤其是一次开关分合闸等操作往往会导致通讯线路受到频繁地瞬间电压冲击时，智能电能表RS485往往会受到剧烈的损坏，从而造成芯片的永久性损坏。而雷击，或者是微弱的静电也同样会给智能表造成芯片方面的极大损坏。此外，当其他原器件发生故障或是隔离电源发生故障时，智能电能表RS485也会发生通讯接口故障。作为一个系统中的一部分，智能电能表RS485会受到接线中线路故障的影响，同时也会受到其他控制器或是并联总线上设备故障的影响，这类问题往往导致的是所有设备通讯的故障。同时，在布线的过程中，由于通讯线较长而用平行线代替双绞线，则极容易引起串模干扰，从而发生严重的通讯故障。并且缺少接地线，也会使智能电能表RS485在干扰电压超出所能承载的范围而造成损坏。

2、软件故障分析

首先，由于智能电能表RS485的规约没有达成一致，而不同的厂家电能表对于智能电能表RS485的接口要求并不相同，往往对数据采集造成困难。而智能电能表RS485的地质或是设置出现错误，也极容易导致数据采集的失败。其次由于智能电能表RS485的芯片型号不同，往往会造成不同强弱的电平，容易影响通讯。此外，波特率设置发生错误或是设置错误也容易导致通讯故障的发生，并且这种故障的发生往往难以查找，通常需要进行通讯口设置的全面排查。再次，由于智能电能表RS485在写入时往往容易发生一些意想不到的差错，最后，当智能电能表RS485在进行操作或运行任务时，可能会暂时关闭通讯，或是在执行任务时被切断往往也容易造成通讯故障，给整个任务造成一些影响，但这种故障并不完全属于通讯故障。

三、智能电能表RS485通讯故障防范措施

1、智能电能表RS485口的多种测试方法

智能电能表RS485的故障往往可以通过各类测试得到体现，这些测试包括电能表测试软件、万用表测量以及通讯口测试器等等。电能表测试软件所能表现的信息量大且测试方法比较可靠，但是要求较高的专业技术，一般供职人员可能难以掌握。而万用表测试则比较简单，直接测量智能电能表RS485端口A对B的电压，处在正常值范围内就达到标准。但是这种测试方法对于软件故障时无法进行测试的。而通讯口测试器则较为多样，并且测试过程还可以分为硬件和软件的测试，实现通用化，从而能够较为准确地定位智能电能表RS485通讯口的故障种类。

2、规范智能电能表RS485的相关规约

由于智能电能表RS485的接口规约存在一定的差异，因而需要在选择智能电能表RS485时需要选择适合电能量管理系统的电能表生产厂家所生产的智能电能表RS485，并且要在使用前先进行测试，然后再选择使用。

而另一个影响智能电能表RS485的是其芯片型号。不同的芯片型号往往会导致端口连接发生故障，并且不同型号的芯片往往会有不同的质量，因而需要一些有着相同信号和高质量的智能电能表RS485芯片来保证使用时不影响正常通讯。

3、规范智能电能表RS485的布线

首先需要将每个通讯接口与不同的电压等级分别相连，避免通讯接口发生交叉问题，从而提高通讯接口的通讯率。其次，在施工安装电缆的过程中，一定要保持电缆对地接线良好，并且确保其屏蔽性能良好，从而减少外界坏境对智能电能表RS485的影响，保证智能电能表RS485能够高效地传输数据信息。同时，在屏蔽电缆中增加一个长线收发器，同样也有利于增强屏蔽效果，从而提高数据的传输能力。最后，在电缆最后一块电能表的末端应将屏蔽电缆直接接地，从而降低整个电缆的负电平，减少电磁场对传输数据的影响。

四、小结

RS485通信接口在国内的电能管理、数据采集系统中得到了广泛的运用，它有利于促进电能量采集向自动化的方向中发展。RS485通信接口为一个较为坚固的通讯连接创造出了可能，其具有高噪音抑制、长传输距离、保护冲突等等优越性，且组网比较简单，在多功能电表和抄表系统中得到了广泛的运用。但只有在合理对其进行布局并采取有效的防护措施以及遵循一定的通信协议，才可能建立起一个真正可靠、能够适应各类需求的。

参考文献

[1]郭飞；陈根永；张德玲；；基于RS485接口的电能计量数据采集[J]；微计算机信息；2007年22期.

[2]刘先虎；RS485在电表通信中的常见问题及解决方案[J]；电测与仪表；2005年03期.

[3]韩丽红. 多功能电能表RS485通信接口常见问题分析[J]. 西北电力技术. 2005（05）.

（作者单位：国网山东利津县供电公司）