浅析用电信息采集系统终端上行通讯故障

浅析用电信息采集系统终端上行通讯故障

李凤霞

淄博供电公司山东淄博255000

摘要：作为客户端智能化采集方式的用电信息采集终端，确保其稳定可靠的通讯数据传输，是实现营销管理信息化、自动化、现代化的必要条件。通过对用电信息采集终端上行通讯各类故障深入分析，查找真正的故障根源，通过采取有效措施，确保用电信息采集终端上行通讯畅通无阻，从而实现用电信息采集终端各项功能稳定可靠发挥。

关键词：用电信息采集终端；上行通讯；故障分析；解决处理

引言：用电信息采集终端简称采集终端，是对各信息采集点用电信息采集的设备，可以实现电能表数据的采集、数据管理、数据双向传输以及转发或执行控制命令的设备。终端设备按应用场合分为厂站采集终端、专变采集终端、公变采集终端、低压集中抄表终端。目前国网淄博供电公司担负着全市14.9万只终端179.7万只电能的运行、维护，数据查询、用电分析、抄表收费等工作，其中低压集中器10.8万只，据2015年对公司用电信息采集终端通讯故障统计，上行通讯故障占整个通讯故障中42%的比率，由此可以看出，用电信息采集终端上行通讯是否安全运行直接影响着用电信息采集系统的正常运行和指标分析，本人通过多年的现场工作实际，深入分析用电信息采集终端上行通讯各类故，将对各类故障进行逐一探讨。

1.用电信息采集系统数据采集过程分析

用电信息采集系统的数据采集主要由主站、采集终端、集中器和信道等设备完成。采集终端采集电能表的数据信息后通过信道远距离传送到主站计算机，为电能量综合分析提供用电数据源。为实现电力用户用电信息系统从采集、传输、到集中存储、处理和应用，整个系统可分为三个子系统，即主站系统，上行通讯系统、下行采集系统。

主站系统主要负责用户用电信息和电能信息的自动采集、存储、处理和应用，主要由数据库服务器、应用服务器、前置服务器（通信前置服务器、数据采集服务器、调度定时服务器）、接口服务器、备份服务器、工作站、GPS时钟以及相关的网络设备组成。

上行通讯系统，主要是指采集终端和系统主站之间的上行数据通信，通过远程通信，系统主站与用户侧的采集终端设备间建立联系，下达指令和参数信息，收集用户用电信息。通信网络为用电信息集抄系统提供稳定可靠的数据交互通道通信网络，目前主要包括光纤专网、小型无线专网、GPRS、CDMA等。据2015年对淄博供电公司用电信息采集终端通讯故障统计，上行通讯故障占整个通讯故障中42%的比例，由此可以看出，上行通讯系统故障是用电信息采集系统数据采集过程中最主要的问题。

下行采集系统，是指安装在现场的终端及智能电表，主要包括厂站终端、专变采集终端、低压集中抄表终端以及智能电能表。智能电表采集的用户用电数据，通过RS485、低压宽带载波传输到专变终端或集中器，然后上行通过通信通道将采集数据传输到主站系统。主站系统业务可以通过通信通道向集中器和智能电表下发操作指令，实现双向的信息交互。

2.用电信息采集系统上行通讯故障分析及处理

因此现场的专变终端及低压集中器与主站的上行通讯，是保证用电信息数据采集上传主站较为关键的一环，而现在普遍采用GPRS的上行通讯模式进行数据传输，笔者结合实际工作的几个实例，讨论现场安装采集终端后上行通讯故障排查。

2.1采集终端无法顺利注册

采集终端现场安装后，出现无法获得主站IP地址，无法顺利注册到采集系统主站前置机情况，并且采集终端信号强度较弱，只有一格或没有，重启采集终端后状态栏显示的信号强度仍然小于12，有条件用场强测试仪测试无线信号强度衰减数值为：－80B～－95B。

原因分析：这种现象主要是由于现场GPRS无线信号强度较弱造成，可排除SIM卡本身问题。

解决方法：首先咨询通讯商基站处于正常工作状态后，可将移动、联通、电信的SIM卡互换一下，观察是否顺利上线，若还无法解决，需要将采集终端逻辑地址、安装地址提交SIM卡通讯商，协调安装无线信号放大器或增设无线基站布点。

2.2采集终端离线故障

采集终端现场安装在箱变内、中置柜、封闭计量柜内，在封闭计量柜门后，过段时间出现采集终端离线，通过分析，在打开计量门的状态下，终端可以正常上线；但关上计量柜门离开现场后，发现终端离线。

原因分析：这是由于现场封闭环境GPRS信号强度较弱造成。采集终端安装所在区域信号强度较好，可以满足采集终端上线的要求，只是由于计量柜门关闭后由于柜门对信号有较强的衰减作用导致柜内采集终端无法接收无线信号，当终端离线后需要重新进行拨号并注册网络，此时如果无线信号较弱则极有可能导致终端无法成功登陆主站前置机。

解决方法：针对此类终端，可将原来的内置天线改为外置天线，将无线信号接受天线安装在箱体外部，则能避免金属箱体对无线信号的屏蔽，增强采集终端接受无线信号能力。

2.3采集终端无法获取IP

采集终端现场安装后，终端可以正常拨号并显示信号强度，但是无法正常通过身份验证并获得IP地址，也没有相应的提示信息显示。

原因分析：这种现象的主要原因如下：

（1）由于采集终端在搬运和安装过程中导致通讯模块松动或者由于在现场环境的高温条件下导致通讯模块变形扩张，从而使得终端上的SIM卡插槽松动，SIM卡接触不良而引起；

（2）另外，如果SIM卡表面存在污垢或者由于高温和现场环境空气污染而导致SIM卡表面的铜膜被氧化也有可能产生上述故障。

（3）终端天线松动或者接口处在高温下被氧化也有可能导致该现象。

解决方法：可将采集终端中的SIM卡取出并清除干净SIM卡表面的污垢后重新装入终端，同时检查采集终端的天线连接是否紧固，在现场信号强度达到要求的情况下，可以解决问题，否则可能是采集终端主板出现问题，应考虑更换终端。

2.4采集终端前置机注册失败

采集终端安装现场信号强度大于18，终端也可以通过身份验证并获得IP地址，但是注册主站前置机失败。

原因分析：这种现象的故障原因一般是由于采集终端中有关通道的参数设置有误造成。

解决方法：重点检查采集终端通信通道参数设置，检查IP地址、端口、网关地址等是否正确，若出现设置错误，用掌机及时更正，同时检查终端的编号设置是否与终端面板上印制显示的终端逻辑地址相符。

2.5采集终端通讯信号不畅

采集终端显示无线信号只有一格，同时无法获得IP地址，也无法注册主站前置机上线，重启终端后没有看到底部状态栏上有正在拨号或信号强度、身份验证等信息提示，周围信号强度达到要求。

原因分析：这种故障一般是由于采集终端本身的通讯模块损坏或者SIM卡被烧坏、SIM卡数据被损坏等原因造成。

解决方法：首先确定是否由于SIM卡原因造成，如没有绑定相关通讯业务、出现欠费、SIM卡损坏等，此时可用一张确信没有问题的备用卡来替换采集终端中原有的SIM卡，重新启动观察加载过程，如果成功注册上线说明原来的SIM卡有问题，可交通讯商解决；如果上述方法无法解决问题，可观察终端通讯模块上的指示灯，如发现只有其中一盏灯亮，则一般可判断为终端通讯模块存在问题，可更换终端，将原终端寄回生产厂家进行返修。

2.6采集终端无法注册主站前置机上线

采集终端的安装地点周围原来通讯正常，后来受高大建筑物遮挡，造成显示无线信号较弱，无法获得IP地址，也无法注册主站前置机上线。

原因分析：这种故障一般是由于采集终端的无线信号受周围高大建筑物的遮挡造成信号衰减所致。

解决方法：此时应将采集终端的天线延长，可采用高增益天线，通过高增益天线将无线信号放大，再通过低损耗馈线将无线信号传送至采集终端，但应注意馈线传送的是高频信号，馈线会因为老化造成信号衰减，长度不宜超过30m。当距离超过30m时，则应考虑采用RS485通讯延长线的方式，将原来采集终端与无线通讯模块分离，终端本体安装位置不变，通讯模块安装在有无线信号的地方，将终端与通讯模块之间的TLL电平信号转换为RS485信号后传输，理论上传输距离在1km，现场测试有效距离为300m。

3.结论

通过对用电信息采集终端上行通讯各类故障的深入探析，可以快速处理查找用电信息采集终端上行通讯故障的具体原因，迅速处理用电信息采集终端上行通讯存在问题，从而确保用电信息采集终端稳定可靠运行，为新能源的使用，阶梯电价的执行提供了重要的技术支撑，推进了营销专业集约化、标准化和精益化管理不断前行。

参考文献

1国网山东省电力公司相关制度标准

作者简介：

李凤霞（1970-9），女，山东淄博人，淄博供电公司营销部，助理工程师。（山东淄博邮编255000）