集中器常见死机原因分析及解决方法探究

作者/王博，国网山东省电力公司成武县供电公司

集中器常见死机原因分析及解决方法探究

作者/王博，国网山东省电力公司成武县供电公司

集中器的稳定性可影响数据信息传输速度，如集中器出现死机现象，整个通信系统的信息传输量、信息传递的实时性将无法满足要求，应确保集中器稳定运行。本文探究了导致集中器死机的常见原因与解决死机故障的方法。

集中器；死机；原因；方法

引言

集中器属于信息处理设备，处理中心为单片机，能根据服务端口、中心IP地址等数据服务参数收集、抄读、处理与存储采集终端发送的数据信息，同时与手持采集单元、主站交换数据信息，是信息传输通路中的桥梁[1]。加电后集中器可自动运行，完成注册与连接后便可以提供数据传输服务，在交换数据的过程中可筛选与辨别主站传输的指令，并向采集终端发送有效指令。如无需传输数据，集中器可自动调整为休眠模式。集中器在整个通信系统中起到了控制枢纽的作用，应注意分析集中器常见死机原因，并及时解决死机问题。

1.死机原因

集中器出现死机现象时，无法实现下行通信，召测时通常无应答，且主站显示集中器处于离线状态。死机现象发生时，虽可以利用按键唤醒集中器的显示屏，但不能启动集中器，即使是断电之后再重新加电时也无法启动。造成集中器出现死机问题的常见原因包括以下几种。首先，数据存储异常及雷击问题可引起集中器死机。集中器的数据存储空间有限，在运行时间逐渐延长与数据存储量不断增加时，存储空间占用比可不断增大，造成可用存储空间变得越来越小，再加上集中器不能自动删除存储的数据信息，在存储空间占用比达到100%时，将会出现数据溢出问题[2]。溢出的数据极有可能占用系统程序运行空间，造成程序运行空间不足，因此程序将会被卡死，无法继续运行，由此引起死机问题。集中器通常被安装在户外，容易受到雷击的影响，雷击时可产生20000A左右的巨大电流，电压可达到1×1010V左右，如集中器的GPRS天线头遭到雷击，不但会击穿载波模块，还会在集中器的电源输出模块与输入模块之间形成大电流泻放回路，烧毁元器件，引起死机故障。其次，电池欠压与相互窜扰也会引起死机问题。集中器内置时钟电池如出现电压不足问题，停电时欠压电池无法支持系统正常运行，集中器的显示屏通常会提示系统内存不足，且陷入死机状态。集中器在传输数据时需利用相线、中性线或地线，信号的传输方式主要为半双工传输形式，如中性线或地线共接，相邻集中器下发报文时可出现相互窜扰现象。相互窜扰不但会造成信息传输失败，还会影响集中器工作性能，造成死机，主站也无法成功召测集中器。

2.解决方法

■2.1 改进数据存储方式，运用雷击保护措施

对于由数据存储异常引起的死机问题，可根据集中器的运行特点与数据存储要求修改软件运行程序，对数据存储方式进行优化调整，确保能够及时回收与高效利用存储空间。发现可用存储空间＜20%时，应及时将部分存储时间较长的数据及文件清除，腾出可用存储空间，确保可用存储空间充裕，防止因可用存储空间过小而引起数据溢出或数据读写失败问题，避免溢出的数据挤占程序运行空间，从而保证系统程序能够正常运行，预防发生死机现象。发生死机问题后，可优化升级运行程序，尽量使集中器能够自动清除数据与回收可用空间，同时删除部分无用文件，随后断电重启。为避免集中器的GPRS天线遭到雷击，安装集中器时应尽量在不会遭受直接雷击的区域或避雷装置保护区域内设置GPRS天线，尽量避免在用电设备的最上方设置GPRS天线，防止GPRS天线变成吸雷点[3]。还可以在延长天线与GPRS模块之间安装防雷器，避免雷击直接损坏集中器，从而减少死机问题。对于已经遭受雷击破坏及发生死机现象的集中器，应更换被损坏的元器件或更换新的集中器。应避免集中器的外壳与易于采光或受热的设备、器件直接接触，防止雷击发生时造成集中器被直接烧毁。此外，雷电发生时通常会伴随暴雨，为避免雨水引起短路故障及预防集中器死机，应注意整理好集中器的电流线与电压线，控制好接线长度，避免电流线与电压线缠绕扎堆，同时在集中器周围设置遮挡物。

■2.2 应用移动电源，防止集中器相互窜扰

内置电池欠压是造成集中器发生死机故障的重要原因，为解决电池欠压问题及防止停电时出现死机故障，应准备好足够的备用电池，及时更换欠压内置电池，还可以利用移动电源为集中器连续供电，使集中器处于连续运行状态。在选择集中器的移动电源时，可采用技术相对成熟且市场供应量较大的220V移动型电源。为确保移动电源可以有效解决内置电池欠压及停电引起的死机问题，在安装移动电源时应注意以下事项。安装前应确认外接移动电源型号与集中器型号相互匹配，且应用外接移动电源的集中器主板电池欠压，停电后可引起死机现象。还应保证停电后的5min内外接移动电源可以立即为集中器供电，在原有电源恢复供电后的5min内外接移动电源能够自动切断。安装时需依次断开集中器的供电线路，并利用绝缘胶布包扎好线头，随后在集中器的接线桩上接入移动电源，注意保证移动电源与集中器接线正确，移动电源的电量充足，使用外接移动电源时，应安排两名停电配合人员、送电配合人员。接入移动电源后及时检查能否正常启动集中器，在电网恢复供电后，需及时将移动电源切断。此外，为防止集中器发生相互窜扰现象，应注意调整处于共接状态的中性线与地线，保证各个集中器的中性线、地线互相独立。如集中器已经出现互相窜扰现象，应及时找出发生窜扰问题的集中器，随后调整集中器所在的位置，尽量增加相邻集中器的间隔距离，使串扰造成的不良影响降至最低，从而防止集中器再次发生死机现象。

■2.3 案例分析

某集中器采用的芯片为AT91SAM9260，微处理器可采集数据、处理数据及传送数据，硬件包括通信接口、LCD、存储器、复位电路、电源电路及时钟电路等，通信网络为以太网，通信模块为GPRS模块，采用载波及RS-485总线实现下行通信，通信接口包括RS485接口、RS232接口及红外接口，集中器结构见图1。一次雷雨过后发现该集中器的显示屏处于黑屏死机状态，避雷器爆裂，初步判断死机原因为雷击。打开表盖时发现热敏电阻发热，更换电阻后接入交流电源，发现输入端电压异常，判断开关电源出现故障，电源电路结构见图2。对开关电源进行进一步检查后发现电源板中的整流桥堆出现短路问题。短路问题发生时可造成电流过大，致使热敏电阻的温度在短时间内快速上升，出现发热发烫现象。另外，防雷措施在雷击发生时并未有效发挥保护作用，避雷器遭受雷击后发生爆炸，再加上抗浪涌回路保护响应速度较慢，雷击发生时不能有效保护二级管，二极管被击穿后形成短路现象。明确死机原因后，及时更换了压敏电阻，同时将整流桥堆拆除，经过处理后可正常启动集中器，启动后无异常运行表现。

图1

图2

3.结语

综上，集中器连续运行周期长、工作环境多样，振动、湿度及温度等因素均可影响集中器的性能参数，在部分情况下可能会导致通信过程不稳定或引起通信失效。为提高集中器通信质量，减少掉线故障与确保稳定在线，保证集中器能够完整、安全与准确处理、传输数据信息，需要根据运行环境特点与运行负荷特征优化集中器工作性能，延长集中器寿命，减少死机问题。在分析死机原因时，应采用规范化、科学化的问题分析流程，在解决死机问题时需选择实用方法。此外，应注意合理安装集中器，科学设置网络节点，减少通信干扰。

＊ [1]李睿超,郭迎清,李岩,等.基于数据集中器的超燃冲压发动机分布式控制系统通信方案设计[J].推进技术,2016,37(9):1766-1773.

＊ [2]刘颖,蔡海波.采集终端自动对时异常引发电能表时钟问题的分析[J].电子技术与软件工程,2016(3):131.

＊ [3]李国钰,张成文,张强,等.基于DBPSK低压电力线载波通信和微功率无线通信的双模通信在低压载波集抄系统中的应用[J].制造业自动化,2015,37(12):130-133.