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基于RS485总线和以太网的电力自动抄表系统

2012-04-11 17:15
Hsiao Chen
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  系统构成

  基于RS485总线和以太网的电力自动抄表系统主要由多功能电表PDM800AC/AV、多功能电表模块EDA9033E、RS485与以太网接口转换器I-7188E5、以太网交换机、光纤网络、数据采集计算机、数据服务器、系统软件、在线式UPS、打印机等组成(图1)。

  2.1多功能电表

  采用PDM800AC/AV数字式智能变送器,测量多达50种电量的瞬时值及最大值、最小值、平均值,电流/电压的测量精度为0.2%,其他电量为0.5%;可进行双向电能计量、0~31次谐波及相位测量;各种电量(电能除外)可编程越限报警/继电器延时输出;带标准RS-485通讯接口,采用ModBus/RTU协议通讯。

  该电表功能较多,精度较高,主要完成高压10kV配电间、低压配电间进线的电量数据采集,如电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、有功电能、无功电能、谐波等。由于本系统是为现有的配电间改造设计的,为便于施工,选择了不带显示的多功能表;对于新建的配电间,可选择带显示的多功能电表。

  2.2多功能电表模块

  采用EDA9033E智能三相电参数数据综合采集模块,对低压配电间的三相电压、三相电流、有功功率、无功功率等30种电量进行测量;电流/电压的测量精度为0.2%,其他电量为0.5%;可进行双向电能计量;带标准RS?485通讯接口,采用ModBus/RTU协议通讯。

  2.3RS485与以太网接口转换器

  采用I-7188E5接口转换器,它有5个RS485接口、一个10M的RJ45以太网接口,用于RS485与以太网接口转换。用虚拟串口方式,将I-7188E5的串口映射成PC的标准串口(如:COM3~COM7等);一台基于Windows系统的PC最多可以管理256个串口设备。这样,数据采集计算机可通过以太网,用普通的串口通讯方式采集多功能电表的电量数据。这种方式同样可用于连接其他带RS485接口的设备,其通用性、扩展性、实时性都较好。在本系统中,每个配电间都配备了一台I-7188E5接口转换器,并与以太网交换机和光纤收发器安装在同一机柜中。

  2.4通讯网络的设计

  系统通讯网络采用分层、分布式结构,主网络采用以太网,现场通讯网络采用RS485总线,中间通过RS485与以太网接口转换器完成高速数据交换;组网极为灵活,适应各种规模的变配电系统。多台多功能电表分成几组,每组的RS485通讯线连接在一起,然后接至安装在配电间的I-7188E5接口转换器。

  因多功能电表安装在配电间现场,且通讯速率较高(9600bps),为提高系统的抗干扰性,通讯电缆选择带屏蔽的双绞线,并将屏蔽层接地。由于数据采集计算机与安装在各配电间的多功能电表距离较远,同时为了提高抗干扰性,采用光纤以太网络连接,使系统的可靠性、通用性、可维护性、扩展性都较好。

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