一种现场用电信息采集设备智能诊断系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种现场用电信息采集设备智能诊断系统，包括交流采样测量单元、遥信输出单元、脉冲输出单元、RS-485单元、远程通信单元、多路服务器、精密时基源和电源单元；交流采样测量单元、遥信输出单元、脉冲输出单元、精密时基源和电源单元分别与多路服务器单向连接，RS-485单元和远程通信单元分别与多路服务器双向连接。本发明在用电现场对采集设备进行诊断，分别检测采集设备的交流采样端口、遥信端口、脉冲端口和通信接口，以确定采集设备的工作状态和设备状态，评估现场用电信息采集系统的可用性。
【专利说明】一种现场用电信息采集设备智能诊断系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种诊断系统，具体涉及一种现场用电信息采集设备智能诊断系统。
【背景技术】
[0002]用电信息采集设备是应用于用电现场的专变采集终端、集中器和采集器，主要功能是采集电能表数据、生成终端数据并将数据上传主站。采集设备应用于用电现场时，常用端口包括交流采样、遥信、脉冲、RS-485、以太网、红外等。
[0003]目前，中国正在进行用电信息采集系统建设，由于系统规模大，设备厂家多、产品类型多，现场安装的大量采集终端和表计的质量存在一定差异，使用寿命也各不相同。采集系统开始建设之后的一段时间里，现场采集设备因长时间连续运行而暴露出一些问题，包括遥信端口失效、脉冲端口失效、本地通信接口失效等，严重影响了采集设备的现场应用效果，在很大程度上制约了采集系统的推广和应用。
【发明内容】
[0004]为解决用电信息采集系统建设和运行过程中现场采集设备的智能诊断分析问题，本发明提供一种现场用电信息采集设备智能诊断系统，在用电现场对采集设备进行诊断，分别检测采集设备的交流采样端口、遥信端口、脉冲端口和通信接口，以确定采集设备的工作状态和设备状态，评估现场用电信息采集系统的可用性。
[0005]为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案:
[0006]本发明提供一种现场用电信息采集设备智能诊断系统，所述诊断系统包括交流采样测量单元、遥信输出单元、脉冲输出单元、RS-485单元、远程通信单元、多路服务器、精密时基源和电源单元；所述交流采样测量单元、遥信输出单元、脉冲输出单元、精密时基源和电源单元分别与所述多路服务器单向连接，所述RS-485单元和远程通信单元分别与多路服务器双向连接。
[0007]所述交流采样测量单元通过电压测量端子并联在现场用电信息采集设备的电压端子上，通过电流测量端子串联在现场用电信息采集设备的电流端子上。
[0008]所述交流采样测量单元对现场用电信息采集设备进行电压和电流的采样，记录当前电压及电流的有效值，将采样结果发送给所述多路服务器；所述交流采样测量单元采样得到的电压和电流准确度等级为0.05级。
[0009]所述遥信输出单元通过遥信输出端子连接在现场用电信息采集设备的遥信端子上，所述遥信输出单元从多路服务器接收遥信控制命令，并向外输出无源的状态模拟量用于控制现场用电信息采集设备遥信状态的断开与闭合。
[0010]所述脉冲输出单元通过脉冲输出端子连接在现场用电信息采集设备的脉冲端子上，其从多路服务器接收脉冲控制命令，并向外输出脉宽为80ms的无源脉冲，使现场用电信息采集设备按照脉冲个数统计电量值，并按照脉冲频率统计功率值。
[0011]所述脉冲输出单元设定输出脉冲总个数和脉冲总时间，并求取脉冲总个数和脉冲总时间的比作为脉冲频率；所述脉冲总个数为输出脉冲后电能示值与输出脉冲前电能示值的差，作为脉冲输出前后的电量差值；脉冲输出单元读取来自现场用电信息采集设备的功率值，该功率值为脉冲频率与3600s的乘积。
[0012]所述RS-485单元通过RS-485串口线连接在现场用电信息采集设备的RS-485端口上，以符合通信协议的报文与现场用电信息采集设备交互；其对现场用电信息采集设备的抄读电能表数据的命令进行应答，将预先存储的数据上报现场用电信息采集设备；所述RS-485单元接收多路服务器的本地通信控制命令，并将通信结果发送给多路服务器。
[0013]所述RS-485单元内置数据库，该数据库中存储了电能表应存储的数据；
[0014]现场用电信息采集设备与所述RS-485单元通信时，所述RS-485单元先对通信报文进行判断，提取出该通信报文抄读的数据标识，然后按照该数据标识在数据库中查找到对应的数据内容，并将该数据内容按照DL/T 645-2007的格式组成报文，最后将组成的报文通过RS-485串口线向现场用电信息采集设备发送，实现模拟表的功能。
[0015]所述远程通信单元通过RJ-45接口与现场用电信息采集设备连接，按照远程通信协议通过以太网与现场用电信息采集设备通信，并向现场用电信息采集设备下发抄读电能表信息和读取现场用电信息采集设备状态的命令；所述远程通信单元接收多路服务器的远程通信控制命令，按照远程通信控制命令与现场用电信息采集设备进行远程通信，并将通信报文发送给多路服务器。
[0016]所述精密时基源向多路服务器提供精确时钟信号，所述多路服务器与交流采样测量单元、遥信输出单元、脉冲输出单元、RS-485单元和远程通信单元进行通信的同时，与外部计算机进行数据交互。
[0017]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0018]本发明提供的现场用电信息采集设备智能诊断系统在用电现场对采集设备进行诊断，分别检测采集设备的交流采样端口、遥信端口、脉冲端口和通信接口，以确定现场用电信息采集设备的工作状态和设备状态，评估现场用电信息采集设备的可用性，实现了用电信息采集系统现场采集设备的现场诊断分析功能，为现场运维人员提供直观、准确的运维数据和图形及一体化检测分析手段，便于现场用电信息采集设备特定功能分析，为故障定位和处理提供有效依据，进一步提高了用电信息采集系统现场运行的安全性、稳定性和可靠性，降低了运维费用，更好的满足电力企业的实际需求，为加快推进用电信息采集系统和智能电网建设提供技术支撑。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本发明实施例中现场用电信息采集设备智能诊断系统结构框图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0021]随着用电信息采集系统建设对现场设备运行稳定性的要求不断提高，需要更深入地研究现场用电信息采集设备长期运行的各项参数和指标，在现场诊断工作中对采集设备的输入输出功能进行全面测试。为改善现场用电信息采集设备应用环境，取得稳定的运行效果，更好地服务于用电信息采集系统建设，本发明提供一种现场用电信息采集设备智能诊断系统，在用电现场对采集设备进行诊断，分别检测采集设备的交流采样端口、遥信端口、脉冲端口和通信接口，以确定采集设备的工作状态和设备状态，评估现场用电信息采集系统的可用性。现场用电信息采集设备智能诊断系统将为解决现场采集设备工作状态异常的问题提供测试手段，进一步提高用电信息采集系统现场运行的安全性、稳定性和可靠性，降低运维费用，更好的满足电力企业的实际需求，为加快推进用电信息采集系统和智能电网建设提供技术支撑。
[0022]如图1，本发明提供一种现场用电信息采集设备智能诊断系统，所述诊断系统包括交流采样测量单元、遥信输出单元、脉冲输出单元、RS-485单元、远程通信单元、多路服务器、精密时基源和电源单元；所述交流采样测量单元、遥信输出单元、脉冲输出单元、精密时基源和电源单元分别与所述多路服务器单向连接，所述RS-485单元和远程通信单元分别与多路服务器双向连接。
[0023]所述交流采样测量单元通过电压测量端子并联在现场用电信息采集设备的电压端子上，通过电流测量端子串联在现场用电信息采集设备的电流端子上。
[0024]所述交流采样测量单元对现场用电信息采集设备进行电压和电流的采样，记录当前电压及电流的有效值，将采样结果发送给所述多路服务器；所述交流采样测量单元采样得到的电压和电流准确度等级为0.05级。
[0025]所述遥信输出单元通过遥信输出端子连接在现场用电信息采集设备的遥信端子上，所述遥信输出单元从多路服务器接收遥信控制命令，并向外输出无源的状态模拟量用于控制现场用电信息采集设备遥信状态的断开与闭合。
[0026]所述脉冲输出单元通过脉冲输出端子连接在现场用电信息采集设备的脉冲端子上，其从多路服务器接收脉冲控制命令，并向外输出脉宽为80ms的无源脉冲，使现场用电信息采集设备按照脉冲个数统计电量值，并按照脉冲频率统计功率值。
[0027]所述脉冲输出单元设定输出脉冲总个数和脉冲总时间，并求取脉冲总个数和脉冲总时间的比作为脉冲频率；所述脉冲总个数为输出脉冲后电能示值与输出脉冲前电能示值的差，作为脉冲输出前后的电量差值；脉冲输出单元读取来自现场用电信息采集设备的功率值，该功率值为脉冲频率与3600s的乘积。
[0028]所述RS-485单元通过RS-485串口线连接在现场用电信息采集设备的RS-485端口上，以符合通信协议的报文与现场用电信息采集设备交互；其对现场用电信息采集设备的抄读电能表数据的命令进行应答，将预先存储的数据上报现场用电信息采集设备；所述RS-485单元接收多路服务器的本地通信控制命令，并将通信结果发送给多路服务器。
[0029]所述RS-485单元内置数据库，该数据库中存储了电能表应存储的数据；
[0030]现场用电信息采集设备与所述RS-485单元通信时，所述RS-485单元先对通信报文进行判断，提取出该通信报文抄读的数据标识，然后按照该数据标识在数据库中查找到对应的数据内容，并将该数据内容按照DL/T 645-2007的格式组成报文，最后将组成的报文通过RS-485串口线向现场用电信息采集设备发送，实现模拟表的功能。
[0031]所述远程通信单元通过RJ-45接口与现场用电信息采集设备连接，按照远程通信协议通过以太网与现场用电信息采集设备通信，并向现场用电信息采集设备下发抄读电能表信息和读取现场用电信息采集设备状态的命令；所述远程通信单元接收多路服务器的远程通信控制命令，按照远程通信控制命令与现场用电信息采集设备进行远程通信，并将通信报文发送给多路服务器。
[0032]所述精密时基源向多路服务器提供精确时钟信号，所述多路服务器与交流采样测量单元、遥信输出单元、脉冲输出单元、RS-485单元和远程通信单元进行通信的同时，与外部计算机进行数据交互。
[0033]该诊断系统适用于分析现场用电信息采集设备的工作状态，现场用电信息采集设备包括专变采集终端、集中器和采集器。在现场用电信息采集设备工作时，对电压和电流进行交流采样，监听遥信信号，接收脉冲信号，采集电能表数据，与主站通信。现场用电信息采集设备实时采集自身接入的电压及电流有效值，并以Imin的周期更新至交采测量点的数据记录中。现场用电信息采集设备实时采集自身接入的遥信信号，判断当前遥信信号属于断开状态或闭合状态，并且实时检测遥信信号的状态是否产生了向另一种状态改变的情况，若遥信信号的状态发生变化，则按照参数设置的要求记录事件并上报主站。现场用电信息采集设备实时采集自身接入的脉冲信号，按照脉冲信号的数量和频率记录脉冲测量点的电量及功率。现场用电信息采集设备通过本地通信方式周期采集自身接入的电能表，按照通信协议将电能表应答的数据计入电能表测量点中。现场用电信息采集设备通过远程通信方式与主站进行通信，将存储的数据上报主站。
[0034]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
【权利要求】
1.一种现场用电信息采集设备智能诊断系统，其特征在于:所述诊断系统包括交流采样测量单元、遥信输出单元、脉冲输出单元、RS-485单元、远程通信单元、多路服务器、精密时基源和电源单元；所述交流采样测量单元、遥信输出单元、脉冲输出单元、精密时基源和电源单元分别与所述多路服务器单向连接，所述RS-485单元和远程通信单元分别与多路服务器双向连接。
2.根据权利要求1所述的现场用电信息采集设备智能诊断系统，其特征在于:所述交流采样测量单元通过电压测量端子并联在现场用电信息采集设备的电压端子上，通过电流测量端子串联在现场用电信息采集设备的电流端子上。
3.根据权利要求1或2所述的现场用电信息采集设备智能诊断系统，其特征在于:所述交流采样测量单元对现场用电信息采集设备进行电压和电流的采样，记录当前电压及电流的有效值，将采样结果发送给所述多路服务器；所述交流采样测量单元采样得到的电压和电流准确度等级为0.05级。
4.根据权利要求1所述的现场用电信息采集设备智能诊断系统，其特征在于:所述遥信输出单元通过遥信输出端子连接在现场用电信息采集设备的遥信端子上，所述遥信输出单元从多路服务器接收遥信控制命令，并向外输出无源的状态模拟量用于控制现场用电信息采集设备遥信状态的断开与闭合。
5.根据权利要求1所述的现场用电信息采集设备智能诊断系统，其特征在于:所述脉冲输出单元通过脉冲输出端子连接在现场用电信息采集设备的脉冲端子上，其从多路服务器接收脉冲控制命令，并向外输出脉宽为80ms的无源脉冲，使现场用电信息采集设备按照脉冲个数统计电量值，并按照脉冲频率统计功率值。
6.根据权利要求1或5所述的现场用电信息采集设备智能诊断系统，其特征在于:所述脉冲输出单元设定输出脉冲总个数和脉冲总时间，并求取脉冲总个数和脉冲总时间的比作为脉冲频率；所述脉冲总个数为输出脉冲后电能示值与输出脉冲前电能示值的差，作为脉冲输出前后的电量差值；脉冲输出单元读取来自现场用电信息采集设备的功率值，该功率值为脉冲频率与3600s的乘积。
7.根据权利要求1所述的现场用电信息采集设备智能诊断系统，其特征在于:所述RS-485单元通过RS-485串口线连接在现场用电信息采集设备的RS-485端口上，以符合通信协议的报文与现场用电信息采集设备交互；其对现场用电信息采集设备的抄读电能表数据的命令进行应答，将预先存储的数据上报现场用电信息采集设备；所述RS-485单元接收多路服务器的本地通信控制命令，并将通信结果发送给多路服务器。
8.根据权利要求1或7所述的现场用电信息采集设备智能诊断系统，其特征在于:所述RS-485单元内置数据库，该数据库中存储了电能表应存储的数据； 现场用电信息采集设备与所述RS-485单元通信时，所述RS-485单元先对通信报文进行判断，提取出该通信报文抄读的数据标识，然后按照该数据标识在数据库中查找到对应的数据内容，并将该数据内容按照DL/T 645-2007的格式组成报文，最后将组成的报文通过RS-485串口线向现场用电信息采集设备发送，实现模拟表的功能。
9.根据权利要求1所述的现场用电信息采集设备智能诊断系统，其特征在于:所述远程通信单元通过RJ-45接口与现场用电信息采集设备连接，按照远程通信协议通过以太网与现场用电信息采集设备通信，并向现场用电信息采集设备下发抄读电能表信息和读取现场用电信息采集设备状态的命令；所述远程通信单元接收多路服务器的远程通信控制命令，按照远程通信控制命令与现场用电信息采集设备进行远程通信，并将通信报文发送给多路服务器。
10.根据权利要求1所述的现场用电信息采集设备智能诊断系统，其特征在于:所述精密时基源向多路服务器提供精确时钟信号，所述多路服务器与交流采样测量单元、遥信输出单元、脉冲输出单元、RS-485单元和远程通信单元进行通信的同时，与外部计算机进行数据交互。
【文档编号】G08C19/00GK104392603SQ201410669511
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】阿辽沙．叶, 刘宣, 章宏伟, 刘喆, 吴维德, 白泰 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院, 国网四川省电力公司电力科学研究院