批量設(shè)表485端子連接器的設(shè)計與應(yīng)用

韓啟銀

【摘 要】在檢定三相智能電能表、三相多功能電能表、三相多費率電能表等電子式電能表的過程中，對電能表的參數(shù)進行設(shè)置是必不可少的過程。傳統(tǒng)的設(shè)表方法費時費力，文章設(shè)計了批量設(shè)表485端子連接器對電子式電能表進行參數(shù)的批量設(shè)置，實現(xiàn)了批量設(shè)表，既方便設(shè)表又省時省力。

【關(guān)鍵詞】批量設(shè)表;485端子連接器;檢定

【中圖分類號】TM503.5 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2020）09-0044-02

0 前言

CL3000三相電能表檢定裝置可以檢定各種電子式三相智能電能表、電子式三相電能表、三相多費率電能表和多種無功電能表，功能強大、環(huán)境適應(yīng)性強，裝拆表方便，是進行智能電能表檢定的主流設(shè)備。但生產(chǎn)廠家未考慮到不同的電能表需通過485通信端口設(shè)置不同的參數(shù)，未設(shè)置外接485端子，在用手提電腦進行設(shè)表時連接485端子相當(dāng)不方便，費時費力。

電能表檢定是供電服務(wù)中心一項日常任務(wù)，隨著電能表使用需求不斷增加，現(xiàn)階段，每年的電能表檢定數(shù)量達到20萬只，其中三相多功能表有3萬只。按每年工作260 d算，每天必須檢定完3批表（24只×3=72只），才能完成全年的檢定任務(wù)。目前，每檢定一批多功能三相電能表需要200 min，而每天的上班時間只有450 min，若要在正常工作時間內(nèi)完成檢定任務(wù)，必須保證每批表的檢定時間控制在150 min內(nèi)才能實現(xiàn)，否則只能每天加班工作。

采用傳統(tǒng)的方法對電能表進行參數(shù)設(shè)置時需要將在檢定裝置上做好各項試驗的電能表卸下，重新裝到已經(jīng)將檢定裝置的接線盒內(nèi)的485信號引出到接線盒外進行設(shè)表，電能表參數(shù)設(shè)置好后又重新卸下并搬走，這樣不但工作量大，而且效率極低。為了設(shè)表而進行的搬運、裝表、卸表的工作屬于重復(fù)性的工作。經(jīng)細化分析，這部分工作所花的時間占檢定總時間的15%左右，若能將這部分的時間省掉，則可大大縮短檢定總時間，因此有必要對設(shè)表過程進行改進和優(yōu)化。

1 485端子連接器的工作原理

RS485是一個定義平衡數(shù)字多點系統(tǒng)中的驅(qū)動器和接收器的電氣特性的標準，該標準由電信行業(yè)協(xié)會和電子工業(yè)聯(lián)盟定義。使用該標準的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)能在遠距離條件下及電子噪聲大的環(huán)境下有效傳輸信號。

在工業(yè)控制場合，RS-485總線因其接口簡單，利用邏輯“1”和邏輯“0”兩根線就可以實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)通信，組網(wǎng)方便;數(shù)據(jù)傳輸速率高，可達10 Mbps;采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力增強，即抗噪聲干擾性好;傳輸距離遠，最大傳輸距離標準值約1 200 m，實際上可達3 000 m。

由RS-485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)，一般是兩線制，多采用屏蔽雙絞線傳輸。這種接線方式為總線式拓撲結(jié)構(gòu)，在同一總線上最多可以掛接32個結(jié)點。這種特點為設(shè)計批量設(shè)表485端子連接器提供了可能。

計量檢定裝置的接線盒因廠家未配置設(shè)表專用的外接485端子，無法在檢表的同時連接手提電腦對電能表的參數(shù)進行設(shè)置。如果將接線盒內(nèi)電路板上的485接點信號通過專門的連線引至殼外，則可實現(xiàn)在檢表的同時進行設(shè)表，大大縮短檢表的總時間。同時，將多個接線盒內(nèi)的485信號通過一條485總線連接起來，便可實現(xiàn)批量設(shè)表。

2 485端子連接器的設(shè)計制作

2.1 改造前電能表485信號的獲取

圖1為三相電能表檢定裝置接線壓表架的整體結(jié)構(gòu)圖。由圖1可以看出，接線盒內(nèi)有許多的金屬針，這些針有些用于傳輸電流、電壓等模擬信號，有些用于傳輸數(shù)字信號。

電能表在檢定時必須施加電壓，此時用于接通電壓的金屬針必須和電能表的電壓端子接觸良好，接線盒必須緊壓在電能表上（如圖2所示）。當(dāng)接線盒壓緊在電能表上時，電能表上排的通信端子也全部被壓緊在接線盒和電能表之間。安裝在壓表架上的485通信接線又在接線盒里面，因此想要獲得電能表的485信號，必須另想辦法。

傳統(tǒng)的做法是在接線盒的兩根485針上分別連接金屬線，將485信號從壓緊的電能表和接線盒之間的縫隙引出，再通過鱷魚夾將485信號引入手提電腦（如圖3所示）。這樣雖然能將485信號從接線盒的針上引出，但是操作復(fù)雜，且容易出錯。

2.2 接線盒的改造

為了解決485信號引出線的問題，我們決定從接線盒上下功夫，考慮到改造后的接線盒既要兼顧其實用性、可靠性，又考慮對原接線盒操作的便利性和外觀的影響盡量少，因此我們首先將接線盒內(nèi)電路板上的485信號通過焊接外加接線的方式將485信號引至盒蓋（如圖4所示）。然后在盒蓋上開孔，裝上插座（針孔），并將插座與電路板上的485接點用外加的連線連接起來。最后設(shè)計對應(yīng)的插頭（針）與插座配合（如圖5所示）。這樣就成功地將盒內(nèi)的485信號引至盒外了。

2.3 485端子連接器的設(shè)計

在成功地將盒內(nèi)的485信號引出盒外后，雖然比改造前方便多了，但是依然不夠完善?；?85總線可以同時掛接32個接點，我們利用屏蔽的雙絞線將12個或24個連接插頭連接起來，便構(gòu)成一個批量設(shè)表485總線端子連接器。利用一個485總線連接器將與整板電能表（12塊表或24塊表）連接的接線盒內(nèi)引出的485引出信號牢固、可靠地連接起來并接入手提電腦的485接口，其連接情況如圖6所示。有了這個485端子連接器之后，我們便可將手提電腦相對固定地放置在一個方便操作的位置，對正在檢定的整板電能表進行批量的設(shè)表，既方便操作，又省時省力。

3 485端子連接器的應(yīng)用效果

在三相電能表檢定裝置進行批量設(shè)表485端子連接器的設(shè)計改造后，省去了重復(fù)性的搬運和再裝表接電、拆表的步驟。這樣不僅節(jié)省了這兩步所占用的時間，減少了工作量，而且在檢定電能表的過程中能同時進行電能表參數(shù)的設(shè)置，大大減少了整個檢定工作的消耗時間。整個過程不需要人工再次進行接線，使人為接線錯誤次數(shù)降為0次。

該連接器的設(shè)計和成功的應(yīng)用，使電能表的檢定時間從原來的200 min縮短到140 min。按每天完成3批檢定任務(wù)計算，140 min×3=420 min，不但每天能夠順利完成3批表的檢定任務(wù)，還大大減少了我們的工作量。我們部門現(xiàn)階段每年需完成三相多功能電能表檢定數(shù)量達到3萬只，平均每批次檢定24只表，較加裝485端子連接器前節(jié)檢定縮短了60 min。按每天3批，每年工作260 d計算，一年就可節(jié)省75 000 min，即1 250 h（約157 d），大大提高了工作效率。加裝前和加裝后的時間分配見表1。

4 結(jié)語

利用485總線的通信原理，設(shè)計了批量設(shè)表485端子連接器，提高了電子式電能表的檢定效率，縮短了檢定時間，減少了工作量，同時也杜絕了設(shè)表過程中因人為連接外加引出線引起錯誤的出現(xiàn)。該設(shè)計可以推廣至整個廣東電網(wǎng)的其他兄弟單位，提高整個電網(wǎng)檢定班組的多功能電能表檢定的工作效率，既節(jié)省時間又減少員工的工作量，產(chǎn)生了巨大的社會效益。

參 考 文 獻

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