专变采集终端常见故障处理方法浅述

用电信息采集系统是智能电网建设的重要组成部分，是电力企业信息系统建设和标准化建设的重要基础。首先与主站通信，终端应能按主站命令的要求，定时或随机向主站发送终端采集和存储的功率、最大需量、电能示值、状态量等各种信息；与主站的通信协议应符合电力用户用电信息采集系统通信协议（主站与采集终端通信协议），并通过通信协议的一致性检验测试；重要数据和参数设置、控制报文的传输应有安全防护措施。其次与电能表通信，终端与电能表通信，按设定的抄收间隔抄收和存储电能表数据；可以接受主站的数据转发命令，将电能表的数据通过远程信道直接传送到主站。

一、专变采集终端与主站远程通信方式

根据主站与采集终端通信协议规约要求，采集终端与主站的远程通信方式主要有以下几种：

1.无线公网。无线公网主要包括几种无线网通常用于手机、上网本等终端的移动通信，电能信息采集系统可以向电信运营商租用这些无线公网。无线公网的通信具有信号覆盖范围广，使用方便的优点，在任何有手机信号的地方都可以使用，但是一般的G网的传输速度都比较低。随着3G技术的广泛应用，CDMA、WCDMA、TD-SCDMA等高速无线公网的覆盖面也已经越来越广。

2.无线专网230MHZ。230MHz频段的无线网络是电力系统的专用网络，它与无线公网不同，在这个频段传输的数据没有语音信号等公网数据，只有电力数据具有可靠性高专网专用的优点。但无线专网的建设成本较租用公网高，目前还达不到像无线公网那样的覆盖率。

3.以太网。以太网（Ethemet）是当今世界应用广泛的局域网组网技术。以太网的技术标准由IEEE802.3协议确定；IEEE802.3规定了物理层与链路层的内容。以太网的广泛应用，使得其它局域网标准的应用大大减少，如光纤分布式数据接口与令牌环网（TokenRing）。标准的以太网拓扑为总线型，但目前的快速以太网使用交换机拓展与连接网络，以尽量减少冲突，提高网络速度，这就使得在物理上以太网的拓扑成了星形；各类以太网的差别体现在速率和配线方面。目前常用的以太网主要有10Mbps以太网、快速以太网以及千兆以太网。

在开放式通信系统互联参考模型中，以太网属于物理层及链路层规范。构架于以太网之上的协议可以是多种多样的，而当今互联网络中应用最广泛的协议族是TCP/IP协议族。与无线公网相比，以太网的优点是传输速度高，随着光纤在全国的广泛覆盖，以太网的传输速度还在不断提高中。虽然它不像无线公网一样随时随地可用，但对于专变采集终端来说，它的使用地点是固定的，通常位于工厂内，在工厂内有以太网电缆是非常普遍的事。

二、专变采集终端在电能信息采集系统中的位置

电力用户用电信息采集系统是智能电网建设的重要组成部分；是电力企业信息系统建设和营销、计量、抄表、收费标准化建设的重要基础，电力用户用电信息采集系统的的主站远程通信网络数据采集层本地通信网络，采集点监控设备，电力用户用电信息采集系统物理结构数据采集层的硬件设备是电能信息采集终端，它负责采集各采集点的电能信息，对这些信息进行数据管理，传输这些数据并执行主站下发的控制命令，有时也要对主站的控制命令进行转发。

电能信息采集终端与采集点监控设备的本地通信主要为RS485通信，与交流采集设备的通信也采用RS485接口。调试维护接口可采用红外“小无线”。电能信息采集终端按应用场所可分为低压集中抄表终端（包括采集器和集中器等）、专变电能采集终端（简称专变采集终端）、公变电能采集终端（简称公变采集终端）和厂站电能采集终端（简称厂站采集终端）这几种类型。专变采集终端是针对专变用户的用电信息采集终端，专变用户是指具有较大电力负荷、使用专用变压器的电力用户。

1.专变采集终端功能要求。根据电力用户用电信息采集系统功能规范与电力用户用电信息采集系统型式规范（专变采集终端型式规范）的规定，专变采集终端应该具有的功能包括： 一是表数据采集，终端应该能够灵活地对电能表数据进行采集与存储；包括按预设的抄表日进行抄表，或每隔一定时间间隔采集一次电能表的数据；在主站召测时要能把这些存储的数据发送给主站。二是处理与事件记录，包括实时和当前数据的生成与存储；历史日数据、月数据的自动统计与保存；专变采集终端还要能够监视电能表的运行情况，对电能表的参数变更、故障等事件进行记录，记录应该能遵循主站的要求。三是数设置与查询，终端应该能及时响应主站的核对时间命令；终端应能由主站设置和查询终端组地址、终端配置及配置参数、通信参数等；终端应能由主站设置和查询抄表日、抄表时间、抄表间隔等抄表参数。四是数据传输，与主站通信（终端应能按主站命令的要求，

定时或随机向主站发送终端采集和存储的功率、最大需量、电能示值、状态量等各种信息）。与主站的通信协议应符合电力用户用电信息采集系统通信协议（主站与采集终端通信协议，并通过通信协议的一致性检验测试）。重要数据和参数设置、控制报文的传输应有安全防护措施。与电能表通信（终端与电能表通信，按设定的抄收间隔抄收和存储电能表数据；可以接受主站的数据转发命令，将电能表的数据通过远程信道直接传送到主站）。

终端在电力用户电能信息采集系统中有重要的作用，是电力大客户电能计量的主要设备。本文的重点是用于以太网通信的TCP/IP协议栈的实现与应用层软件的设计。另外，提出了专变采集终端的硬件实现与软件开发平台。以太网是当今互联网通信中应用最广泛的物理层与链路层规范，本文将其应用于电力用户用电信息采集系统中，用于专变采集终端与主站的通信。物理层与链路层之上的协议，使用被广泛应用的TCP/IP协议栈。由于专变采集终端为资源有限的嵌入式系统，需采用小型嵌入式系统专用的嵌入式TCP/IP协议栈，选用开源的LwIP协议栈，对其代码流程要进行认真详细的分析。针对专变采集终端的特性，提出传输队列的改进、ICMP协议改进、TCP拥塞控制算法的改进几种改进思路，以期提高专变采集终端的通信性能。将LwIP协议栈移植到采用的pC/05-H操作系统中，编好以太网驱动程序，并对以太网通信进行的物理层和链路层测试、ping测试及TCP传输测试。专变采集终端应用层软件的设计基于底层的实时操作系统pC/OS-n。根据且C/OS-H应用层软件设计的原则与专变采集终端的功能进行应用层任务划分，确定各任务的优先级，分析各任务间的关系并画出几个任务的流程图。通过上述内容，完成专变采集终端主要部分的设计工作，并对核心的以太网通信部分进行测试。测试结果表明，以太网通信能够成功建立。市面上可见的专变采集终端大多采用无操作系统的前后台系统，与主站的通信方式大多为GPRS/GSM等无线公网方式。前后台系统使得系统开发难度高、稳定性差、不能真正实现软件的模块化，没有进程调度，不能实现任务切换，就不能进行任务间的配合，而且产品升级时对程序的修改非常大，很多时候几乎要全部重写。所以有必要实现一个带有底层操作系统的专变采集终端。无线公网使得传输效率低、传输稳定性差。

三、专变采集终端常见故障处理方法

1.系统主站上线终端抄表失败故障处理方法此类故障的处理，主要步骤及流程如下：一是核对档案参数信息。主要核对测量点参数信息的测量点编号、通信速率、通讯规约、通讯表地址、校验方式等参数，国内各采集终端的参数设置，

均以国家电网公司的统一标准来设置，但各厂家的采集终端产品在参数设置上有细微差别，因此要注意不同厂家采集终端设备的参数说明书，要按相应的说明书进行设置。二是参数设置完后，可以通过采集系统主站远程操作，对现场终端中的参数进行修改，保证现场终端设备和采集系统主站参数一致。三是数据召测。相关参数设置正确后，即可进行数据召测，核实是否能抄表成功。如果参数设置正确，但数据召测仍然为空值，即需要到现场，对现场表计和采集终端间的接线、表地址等信息进行核实，进行故障排除，保证现场采集终端设备内有相应表计的用电信息并上线。

2. 系统主站离线终端故障处理方法由于采集终端。在采集系统主站中离线，系统主站无法对采集终端进行远程控制，因此需要到现场进行故障分析和处理，主要步骤和流程如下：首先，核对系统中档案信息，重点关注用户是否是暂停或长期不用电的档案信息。由于断电后终端设备将会离线，因此档案信息必须保证统一。其次，在档案信息准确的基础上，需要到现场进行故障分析和處理。具体步骤为：一是查看现场终端是否显示“已登陆主站”。如果无显示，则需要采用“排除法”，进行故障分析。二是查看终端位置的移动信号强度是否满足采集要求，信号弱的适当调整天线位置，找到最佳点放置。三是现场网络无问题的情况下，查看终端中的通信参数是否设置正确，主要关注主站IP、通信端口号、APN 码设置是否正确。然后查看SIM 卡是否可以正常上网，方法为取下终端中的SIM 卡，是否可以发短信或者是否可以上网。四是在确认SIM 卡正常的情况下，更换完好的天线，查看上线情况，从而判断天线是否正常。五是在天线故障排除的情况下，更换完好的通讯模块，从而判断是否为通讯模块损坏。六是确保终端现场上线的情况下，查看现场的终端中是否有表计的示数信息。如果终端中无相关数据，则更换完好的数据模块以及查看RS485接线情况，从而确保现场终端设备各模块正常。七是在设备正常的情况下，查看终端内的相关参数是否设置正确，终端中主要的参数信息有：规约类型、主站IP、端口、APN 码、通讯地址，表计编号。进而判断采集终端中是否存有表计的用电信息数据，以及数据是否和表计一致。如果按照以上步骤对常见异常分析排查完后，现场采集终端设备仍然不上线或抄表不成功，则需要更换采集终端设备。

四、结论

本文主要针对常见终端故障分析、处理的基本步骤和流程进行简单介绍，对常见的采集终端故障处理有一定的指导作用，有较强的实际操作性，有利于提升一线运维工作人员的对故障的分析判断能力。以太网通信与GPRS等无线公网相

比，具有它自身的优势。所以要使专变采集终端具有高可靠性高传输速率的特点，研究一款使用以太网进行远程通信的专变采集终端也是必要的。综上所述基于太网远程通讯方式的专变采集终端具有实用性意义。

参考文献

1.李海涛.基于GIS的移动通信基站管理系统[J].福建电脑. 2010. 2.马广宁.专用变压器采集终端的研究及设计[D].山东大学. 2010.