(广东电网有限责任公司湛江供电局供电服务中心)
摘要:目前电力系统计量自动化终端覆盖率已超过了99%,公司的目标是力求达到100%覆盖,目的是运用远程抄表技术代替原始的手工抄表,要求不断提高自动抄表结算率。在目前的形势下,每个终端的采集故障都直接影响到每个月的抄表结算,因而快速判断故障和处理故障、分析到底需现场处理还是后台处理,到底是软件故障还是硬件故障,都可以缩短故障处理时间,提升指标。本文主要通过对公网终端采集故障进行研究分析,总结经验,探讨因上行或下行通信故障导致无法采集的处理方法。
关键词:无线公网 拨号 故障 诊断 处理
1 前言
经SIM卡进行GPRS拨号通信的终端简称为GPRS无线公网终端。目前电力系统计量自动化除了变电站应用的电能量数据采集终端是通过光纤网通信通道把数据传送至主站外,剩余的都为公网终端(负控、配变、集中器),它们是通过专用的无线公网通道传送采集数据至主站。由于公网终端数量庞大,维护量繁重,而计量运维人员如果无法掌握整个拨号过程,无法排查安装调试过程中由于各种原因导致终端与主站无法建立连接,导致调试工作停滞;或计量自动化人员无法快速判断分析终端抄表故障是属于上行通信还是下行通信哪个环节出问题,无法及时排查故障,影响运维进度,从而影响自动抄表结算。本文通过深入剖析整个GPRS公网终端拨号过程及至主站建档等会出现的各种问题,通过长期的分析及研究总结出各种故障的分析方法及应对措施。
2计量自动化GPRS公网终端拨号流程
2.1GPRS模块
每个终端都装有GPRS模块插有sim卡,可向主站发送数据和与主站建立联接,是整个无线拨号流程最重要的硬件。因此,卡的好坏,模块的好坏也直接影响到整个拨号流程。
2.2拨号流程第一步:硬件监测
终端使用AT指令对通信模块进行拨号操作,终端判断通信模块与通信卡是否正常工作的依据是通信模块是否响应其发出的指令。终端上电后,首先进行硬件初始化,终端通过串口发出AT指令给通信模块。如果模块响应“OK”,则表示模块正常工作;若未接收到正常返回值,则模块工作异常。同理,终端判断SIM卡是否正常工作,是依据模块是否返回通信卡的国际移动识别码(IMSI)。
2.3拨号流程第二步:网络注册
通信模块与通信卡检测正常后,则通信模块开始查找运营商的网络信号,并申请注册到相应的GSM网络。与手机原理相同,通信模块上电后,会查找附近的基站,读取可用的信道信息和信号强度。如果信号强度满足要求,则通信模块就开始网络注册过程,即建立“PPP连接”。因此,信号的好坏也直接影响到整个拨号流程。
2.4拨号流程第三步:建立PPP连接
PPP连接的最终目的是为了获取IP地址,首先设置接入点名称APN,然后通信模块通过基站发出“GPRS附着请求”发送到GPRS服务支持点SGSN(即指定网关)对用户信息进行鉴别,同时反馈给鉴权中心HLR对用户位置信息进行更新将结果返回给SGSN,最后发送确认信息给通信模块。简而言之,设置APN正确非常重要,APN是通信运营商指定名称和域名专给电力网专用。如果设置错误,即GPRS身份无法鉴别,无法获取IP地址,即无法获取进入电力专网的“通行证”或“身份证”,就无法与主站连接。
3计量自动化GPRS公网终端故障排查
3.1终端与主站通讯故障
终端与主站通信故障也称终端上行通信故障,排除停电状况分为三部分:终端本体故障、终端拨号故障、终端上行通信通道故障、后台故障。
3.1.1终端本体故障
终端自身硬件故障或终端死机。
3.1.2终端拨号故障
3.1.2.1终端硬件监视故障
(1)通讯模块:与终端接触不良,模块故障或通信串口故障。
(2)SIM卡:接触不良或损坏、欠费、卡槽坏、通信商问题。
3.1.2.2网络注册故障
(1)天线:制作工艺不良或损坏、不够长或安装位置不好。
(2)信号:现场信号小于90dbm,信号受干扰或屏蔽无信号,或不稳定。
3.1.2.3建立连接故障
通信参数协议、地址、端口、APN设置错误或没有设置
3.1.3终端上行通信信道故障
前置机死机较常见,无论防火墙、路由器、交换机、前置机哪一环节出现问题,都会影响数据是否最后进入数据库。
3.1.4主站建档错误
主站显示终端为离线状态,但是现场检查发现终端注册成功,心跳回应正常。此类异常我们称为“假在线”,是存在逻辑地址重复现象,是主站档案设置错误造成的。或终端内部逻辑地址与铭牌上的逻辑地址不一致,导致终端在主站登录时以另一个逻辑地址登录。
3.1.5终端软件版本过期
每个厂商的终端都有自己的版本,需要经常升级维护,在升级前后有时会出现故障。
3.1.6系统故障
3.2终端抄表故障
终端与电表的通信连接依靠RS-485通信线,称为下行通信,下行通信出现异常情况,会影响抄表数据采集失败或采集错误。
3.1.1RS-485故障
3.1.1.1RS485线断、接触不良或AB端接反;
3.1.1.2终端或电表RS485端口故障;
3.1.2电能表参数设置错误
计量点号、计量点状态、计量点性质(类型)、计量点端口、通信规约、计量点通信地址、波特率、校验位、数据位、停止位设置错误。
3.1.3终端和电表不兼容
如新型终端与旧型表计不兼容
3.1.4终端与电表时钟不一致
如终端时钟已经达到1号0点,而表计时钟仍然滞后,可能只到达22点,然后终端采集的是表计上月1号0点的数据。
3.1.5电表软件版本过期
每只出厂的电表都可能出现需要升级软件的时候,不更新软件会出现如时钟错乱等各种异常。
3.1.6系统故障
4计量自动化GPRS公网终端故障处理
终端“在线”是数据采集的前提条件,我们首先需要把“离线”的终端和“在线却采集不到表计”的终端区分开来维护。
4.1终端离线处理
终端离线即是指终端无法登录主站,分为计划停电、故障停电、电信厂商故障、拨号连接故障、本体故障或死机等。而计划停电、故障停电、电信厂商故障都为不可控的,其中计划停电和故障停电都可以通过停电报警区分开来,因终端内部电池消耗完而没有报送停电报警的,我们通过现场查看再更改终端状态。因电信厂商基站坏,电缆段、IP捆绑失误批量掉线等找电信厂商解决。终端本体故障就更换终端,终端死机就重启终端。排除这些情况后,剩下的就是终端无法登录主站拨号连接各个环节里找问题解决,要求达到以下要求:
1、通信模块和SIM卡正常,可以通过硬件检测。快速判断规则:模块正常运行后终端电源灯和网络灯NET会亮或闪烁。
2、现场通信信号满足要求,正常终端的接收信号都要达到两格以上。如果出现信号盲点,如地下室和郊区台架信号弱的地方,需报给通信厂商增加信号放大器解决
3、通信参数设置需正确(包括主站的IP地址、主站前置机的端口、GPRS无线网络通信的APN或CDMA网络的用户名和密码、通信协议)
4、终端的逻辑地址必须与主站一致
5、终端的逻辑地址必须与铭牌上的一致
如果终端逻辑地址导致离线状态,需及时在后台修改档案与现场一致,等15分钟后再查看终端是否上线。
4.2终端在线无法抄表处理
终端在线时,计量自动化人员可在后台做出判断和处理,尽量能在后台解决的任务就在后台远程解决,减少现场维护量,节省人力物力。
4.2.1实抄终端
后台人员可先实抄终端,如果可以抄得到数值,需用时间段查看这个表计有多长时间没有抄表数据,如果有一段时间没有数据,目前才有数据,可查看那段时间是否有停电了或可能由于信号不好导致,分析漏点原因。如果实抄不回数据,系统显示“无效值”,则该终端按照抄表故障排查,需派单至现场进行排查处理。
4.2.2召测电表通信参数
后台人员可远程招测电表的通信参数,查看系统显示的通信参数是否正确,从而检查现场设置的通信参数是否准确。如果逻辑地址、计量点号、计量点状态、计量点性质(类型)、计量点端口、通信规约、计量点通信地址、波特率、校验位、数据位、停止位设置错误需要远程修改,再重新下发通信参数,等待一段时间后再查看数据是否已经采集到。
4.2.3电表时间乱码
召测电表通信参数时,如果出现召测回来的电表时钟乱码,一般为RS485故障或其他故障,需要至现场查看。
4.2.4电表时间错误
召测电表通信参数时,如果出现召测回来的电表时钟错乱,则采集的数据不正常或不准确,需派工至现场联系厂商更新电表时钟,更新不了的需更换终端。
4.2.5重新下发任务
当召测回来的通信参数正确,电表时间正确,但采集回来的抄表数据无显示或着错乱,这是由于任务未配置或任务配错,需要重新下发任务,待一段时间后再进行查看数据是否更新。
4.2.6现场处理
当计量自动化人员无法远程处理时,这时便需要派工给运维人员进行现场排查故障并处理。
1、RS-485口故障处理方法:用万用表直流档测试485端口的直流电压,如无直流电压输出或过低的,可使用485—2口,但需将485—2口的功能设置为“抄表”,并在计量点端口选用“485—2”,重启计量终端。
2、电能表RS-485口或电能表故障:更换电能表并重新设置电能表参数,重启计量终端。
3、RS-485数据线故障:更换故障的485数据线,并重启计量终端。
4、RS-485数据线接错:对照计量终端、电能表接线盖的接线图重新连接计量终端和电能表的485端口,并重启计量终端。
5、RS-485数据线A端与B端接反:将计量终端和电能表485端口的485数据线的A端、B端对应连接,并重启计量终端。
6、电能表参数设置错误:如果由于系统或信号原因造成电能表参数不能远程更改并下发,只能至现场重新手工更正。
4.3其他问题
如果是系统的缺陷自动化人员需与系统厂商联系处理。如果是终端或电表不兼容需报计划进行更换;若是终端或电表版本要升级,需联系终端或电表厂家协助处理,若升级不了的要及时更换。
5结束语
本文通过多年个人的研究学习,探讨公网终端拨号连接主站过程时会出现的各类型故障,以及对终端上下行通道的深入剖析,总结出简而明了的快速分析处理方法,目的是运用在日常运维中可以减时增效,减少运维分析判断时间,提升效率。目前,计量各运维班组都是以此方法开展日常运维工作,成效显著。今后将继续努力,深入研究各类型故障。
参考文献
[1]华北电力调度通信中心.电力通信专业,2012,11
[2]肖勇,周尚礼.基于VxWorks实时嵌入式操作系统平台的计量自动化远方监控终端的设计.电测与仪表,2008,7
[3]李国胜,电能计量及用电检查实用技术,2013,7
[4]肖勇,周尚礼,张新建,化振谦.电能计量自动化技术.中国电力出版社,2011,11
[5]陈家斌,电能计量装置与管理技术,2010,4
[6]陆租良.电能表计量现状和问题讨论.中国计量,2009(1).
[7]肖勇,周尚礼,申妍华,伍少成.大规模大客户负荷管理系统数据采集方案的研究.电测与仪表,2010,8
[8]李青.电能计量表库自动化管理系统[J].大众用电,2009,1(5):29~30
[9]钟仕超.惠州计量自动化系统的设计和应用[J].中国高新技术企业,2009,7
[10]周尚礼,等.电能计量管理系统开发与应用。电测与仪表,2009(1).
[11]王冬利,等.电力需求侧管理实用技术。北京:电力出版社,2005.
论文作者:魏鹤婵
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/17
标签:终端论文; 故障论文; 通信论文; 公网论文; 电表论文; 模块论文; 主站论文; 《电力设备》2018年第16期论文;