便携式采控终端485通信测试仪的研制

便携式采控终端485通信测试仪的研制

周广峰、王媛

内蒙古电力（集团）有限责任公司乌海供电公司，内蒙古 乌海 016000

摘要：针对工作现场无法确定采控终端与电能表RS485接口的通信状况，导致电力人员往返于路途之间，消耗时间、情绪低落、终端利用率低和损失电量。分析了目前能够测试终端485通信接口的测试仪器，决定研制一种便携式终端485通信测试仪。能够让工作人员方便、快捷、精确的测试相关终端485通信情况，并确定故障原因。

关键词：采控终端；485接口；研制；便携；测试

Development of communication tester

for portable acquisition control terminal 485

Zhou Guangfeng

(Wuhai electric power bureau,The wuhai 016000，China)

Abstract:The communication status between the production control terminal and the RS485 interface of the electricity meter cannot be determined at the work site, resulting in the time consumption, low mood, low terminal utilization rate and loss of electricity for the power personnel on the way back and forth. This paper analyzes the current test instrument which can test the communication interface of terminal 485, and decides to develop a portable terminal 485 communication tester. Can make the staff convenient, fast, accurate test the related terminal 485 communication situation, and determine the cause of failure.

Key words:Mining control terminal;485 interface;To develop;The portable;test

0 引言

随着社会经济水平的提高与科学技术的进步，电力成为各行各业发展的动力基础，建立运行稳定和高质量的电力网已成为市场的必然要求[1-3]。

电网中采控终端的抄表技术结合现代通信技术和传感技术实现用电数据的采集，供电局通过对用户各项用电数据进行分析，以优化电力公司的服务水平[4]。采控终端通过485通信数据线抄读电能表的数据，通过GPRS网络将数据上传到电能量信息采集与监控系统(主站系统) [5]，为线损管理、用电分析、负荷预测、电价评估和营销决策提供有力的支持。工作人员对连续三年电能量信息采集与监控系统中因台区改造、无法抄表、故障黑屏等的终端进行了统计、汇总。发现由于工作现场无法确定终端与电能表RS485接口的通信状况，导致乌海局的相关人员往返于路途之间，消耗时间、情绪低落、终端利用率低和损失电量。

因此研发团队分析了目前能够测试终端485通信接口的测试仪器，决定研制一种便携式终端485通信测试仪。能够让工作人员方便、快捷、精确的测试相关终端485通信情况，并确定故障原因。

1 测试485通信接口仪器分析

表1 目前测试终端485通信接口仪器汇总表

测试仪器                测试流程                      测试准确度                   耗费时间

通过以上汇总表分析测试终端485通信接口的仪器存在的问题有：

1、终端485通信接口测试仪器不便于携带和操作。

2、测试485通信接口测试仪器测试效果不明显和不快捷。

因此需要研制一种便于携带的采控终端485通信测试仪，测试效果明显和快捷。需要设计测试仪的结构单元，软件电路仿真，绘制原理图并焊接、调试、组装和不同环境测试其效果。

2 终端485通信测试仪的硬件部分

2.1测试仪的结构单元

图1 终端485通信测试仪的结构单元

据图1可以得出，采控终端485通信测试仪的结构共分为电源单元（电源控制）、显示单元(测试时不同信号的显示)、控制单元(开关以及电流的放大)、外壳部分(测试仪的外观部分)四部分。电源单元主要采用干电池的电池盒，显示单元主要采用发光式的组合二极管，控制单元主要采用按钮开关组合的三极管，外壳部分采用塑料绝缘外壳。

2.2 软件电路仿真

Proteus软件是设计单片机系统和开发单片机产品最常用的电路仿真软件之一，既拥有和其它电子设计自动化软件相同的仿真功能，也可以开发单片机和其它外围器件［6-8］。是目前将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台。利用此软件对设计的电路图，进行了仿真实验，仿真结果显示此电路设计完全可以实现对采控终端485通信接口测试的检查。

利用Proteus仿真电路避免了直接焊接电路板出现的各种问题，仿真中出现的问题可以及时的修改、纠正，提高了改进的成功率。终端485通信测试仪的仿真原理图如下图所示。

图2 终端485通信测试仪的仿真原理图

2.3主要元器件参数

利用Proteus软件仿真成功以后，根据以上分析的方案和相关的元器件参数，选购合适的元器件，如下表所示。

表2终端485通信接口测试仪主要元器件参数

3 制作终端485通信测试仪

3.1 设计原理图

3.1.1 设计原理

利用三极管对电流的放大原理，对RS485通信的偏置电流进行放大，从而使集电极的电流发生变化，信号检测灯出现熄灭与点亮的情况，进而判断终端485的通信情况。

3.1.2  利用软件设计原理图

根据仿真成功，利用protel软件设计原理图。改进的终端485通信测试仪的原理图包括电源单元、显示单元与控制单元，原理图如下图所示。

图3 终端485通信测试仪的软件设计原理图

3.2 焊接测试仪

根据元器件参数和型号的表格，购买的元器件如下图所示，包括电阻、电容、电池盒、开关、测试表笔、接线端子、三极管、发光二极管等器件。

3.3组装测试仪

485通信测试仪包括塑料外壳与电路板，塑料外壳选用进口的肥皂盒并进行后期加工，加工电路板能够放入塑料盒。塑料壳外部安装控制开关，电源指示灯、485通信测试灯。组装的终端485通信测试仪外观结构如下图所示。

图4 组装的终端485通信测试仪外观结构

4 测试流程

4.1 测试仪自检

终端485通信测试仪自检流程如下图所示。

图5终端485通信测试仪的自检流程

4.2 终端测试流程

1．按下开关等待2-3s后，观察电源指示灯(红色)和485通信测试灯(黄色)是否一直闪烁。若两灯一直闪烁，说明电源单元和485通信测试单元可以正常工作，可以进行正常的测试。如果两灯不闪烁，说明电源单元和485通信测试单元故障。如果两灯不闪烁或是任何一个灯不闪烁，说明测试仪不能正常测试，请停止测试及时与生产单位联系。

2．终端485通信测试仪测试时，终端需带电工作。

(1)手动重启终端后，测试仪测试表笔的红色线接终端485-1通信接口+，黑线接终端485-1通信接口-。若485通信测试灯(黄色)重复闪烁、熄灭多次以后，再一直闪烁说明终端485通信测试接口正常工作。若485通信测试灯(黄色)一直闪烁，说明终端485通信测试接口出现故障。

(2)手动通过终端设置抄读考核表(专变用户电能表)数据时，测试仪测试表笔的红色线接终端485-1通信接口+，黑线接终端485-1通信接口-。若485通信测试灯(黄色)重复闪烁、熄灭多次以后，再一直闪烁说明终端485通信测试接口正常工作。若485通信测试灯(黄色)一直闪烁，说明终端485通信测试接口出现故障。

(3)运用电能量信息采集与监控系统实时抄读考核表(专变用户电能表)数据时，现场测试人员用测试仪测试表笔的红色线接终端485-1通信接口+，黑线接终端485-1通信接口-。若485通信测试灯(黄色)重复闪烁、熄灭多次以后，再一直闪烁说明终端485通信测试接口正常工作。若485通信测试灯(黄色)一直闪烁，说明终端485通信测试接口出现故障。

3．终端485通信测试仪测试完毕后，记录测试结果并关闭开关，整理测试表笔。

4.3 终端485通信测试仪维护

1．若长时间不使用终端485通信测试仪，请取出电池盒的电池。

2．终端485通信测试仪应放置在干燥、清洁、磁场干扰较弱的地方，不宜放在信号发生器等干扰很强的地方。

3．终端485通信测试仪测试表笔的绝缘保护套注意保存，防止丢失。

5 结语

采控终端与智能电能表的通信多为485接口通信方式。目前市场上的485通信接口测试仪不便于携带，现场测试不方便等不足。研制的便携式采控终端485通信接口测试仪可以现场检测终端485通信接口是否正常，能够提升采控终端的抄表率，提高采控数据的完整性，进而提高工作效率。研发最后阶段，制作了采控终端485通信测试仪的使用说明书和保养手册。此成果具有很大的推广价值和拓展空间，已经成功申请实用新型专利（ZL 2017 2 1665957.3）。

参考文献

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