电度表部颁DL645-07规约说明

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DL/T645-2007 多功能电能表通信协议 (一)

十月 4, 2010

前 言

本标准是根据《国家发展改革委办公厅关于印发2006年行业标准项目计划的通知》（发改办工业［2006］1093号）的安排，对DL/T 645-1997《多功能电能表通信规约》的修订。

制定本标准是为统一和规范多功能电能表与数据终端设备进行数据交换时的物理连接和协议。信息量的确定以DL/T 614-2007《多功能电能表》为依据。 本标准与前一版本相比，主要差别如下：

——调整物理层通信接口参数与GB/T 19897.1-2005《自动抄表系统低层通信协议 第1部分:直接本地数据交换》定义一致；

——控制码重新定义，增加读通信地址、冻结、电表清零、事件清零命令； ——应用层强调对特殊命令帧的密码验证，要求从站记录操作者代码； ——数据标识由原来的2字节改为4字节表示，完善事件记录、冻结量、负荷记录的具体抄读规则。

本标准的实施将规范多功能电能表的通信接口，有利于计量产品质量的提高，对用电管理部门改革人工抄表，实现远方信息传输，提高用电管理水平起到推进作用。

本标准的附录A、附录B和附录C是规范性附录。 本标准的附录D、附录E是资料性附录。 本标准实施后代替DL/T 645-1997。 本标准由中国电力企业联合会提出。

本标准由电力行业电测量标准化技术委员会归口并负责解释。 本标准负责起草单位：中国电力科学研究院。

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本标准参与起草单位：国家电网公司、河南电力公司、甘肃电力公司、湖北电力公司、湖南电力公司、江苏电力公司、浙江电力公司、华立仪表集团、浙江正泰仪器仪表有限责任公司、长沙威胜电子有限公司、浙江万胜电力仪表有限公司、深圳科陆电子有限公司。

本标准主要起草人：史树东、姜洪浪、曾海鸥、马利人、杨晓科、张亚东、刘绍新。

本标准于1998年2月10日首次发布。本次为第一次修订。

本标准在执行过程中的意见和建议反馈至中国电力企业联合会标准化中心（北京市白广路二条一号，100761）。

多功能电能表通信协议

1 范围

本标准规定了多功能电能表与手持单元（HHU）或其它数据终端设备之间的物理连接、通信链路及应用技术规范。

本标准适用于本地系统中多功能电能表与手持单元（HHU）或其它数据终端设备进行点对点的或一主多从的数据交换方式。其它具有通信功能的电能表，如单相电能表、多费率电能表，可参照使用。

2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T 17882-1999 2和3级静止式交流无功电度表 ( eqv IEC 61268:1995) ITU—TV.24-1993 非平衡双流接口电路的电特性

ITU—TV.28-1993 数据终端设备（DTE）和数据电路终接设备（DCE）之间

的接口电路定义表

3 术语和定义

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3.1 多功能电能表 multi-function watt-hour meter

由测量单元和数据处理单元等组成，除计量有功/无功电能量外，还具有分时、测量需量等两种以上功能，并能显示、存储和输出数据的电能表。

3.2 手持单元(HHU) hand-held unit

能与多功能电能表进行数据交换的便携式设备。

3.3 数据终端设备 data terminal equipment

由数据源、数据宿或两者组成的设备。

3.4 直接本地数据交换 direct local data exchange

多功能电能表与手持单元之间的数据交换。

3.5 本地总线数据交换 local bus data exchange

一组多功能电能表与数据终端设备通过总线连接进行数据交换。

3.6 主站 master station

具有选择从站并与从站进行信息交换功能的设备。本标准中指手持单元或其它数据终端设备。

3.7 从站 slave station

预期从主站接收信息并与主站进行信息交换的设备。本标准中指多功能电能表。

3.8 总线 bus

连接主站与多个从站并允许主站每次只与一个从站通信的系统连接方式(广播命令除外)。

3.9 半双工 half-duplex

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在双向通道中，双向交替进行、一次只在一个方向(而不是同时在两个方向)传输信息的一种通信方式。

3.10 物理层 physical layer

规定了数据终端设备或手持单元与多功能电能表之间的物理接口、接口的物理和电气特性，负责物理媒体上信息的接收和发送。

3.11 数据链路层 data-link layer

负责数据终端设备与多功能电能表之间通信链路的建立并以帧为单位传输信息，保证信息的顺序传送，具有传输差错检测功能。

3.12 应用层 application layer

利用数据链路层的信息传递功能，在数据终端设备与多功能电能表之间发送、接收各种数据信息。

3.13 视在功率 apparent power

电压与电流有效值的乘积称为视在功率，单位是VA。

3.14 视在电能 apparent energy

视在功率对时间的累积称为视在电能，单位是kVAh。

3.15 视在需量 apparent demand

需量周期内测得的平均视在功率称为视在需量，单位是kVA。

3.16 基波电能 fundamental wave energy

基波功率对时间的累积称为基波电能，单位是kWh。(电能表的通讯)

3.17 谐波电能 harmonic energy

周期性交流量中基波电能以外的电能总和，单位是kWh。

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3.18 组合有功电能 combination active energy

对正向、反向有功电能进行加、减组合运算得出的有功电能，单位是kWh。

3.19 组合无功电能 combination reactive energy

对无功任意四象限电能进行加、减组合运算得出的无功电能，单位是kvarh。

3.20 组合无功需量 combination reactive power

需量周期内参与组合运算的四象限无功平均功率的最大值，单位是kvar。

3.21 负荷记录 load profile

多功能电能表按照一定的时间间隔和数据结构连续记录的用电现场的多种负荷变量数据。

DL/T645-2007 多功能电能表通讯协议(二)

十月 5, 2010

4 物理层

4.1 接触式红外光口

4.1.1 读数头结构

读数头的结构如图1所示。

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(a) 元件布置； (b) 各部件尺寸。 图1 读数头的结构(单位：mm)

4.1.2 磁钢的特性参数

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吸力：吸力F规定为当磁钢位于一块2mm厚光滑的St12型冲压钢板上所测得的垂直拉力(减去读数头自重)，如图2(a) 所示。F≥5N (与钢板接触时)，F＞1.5N (位于距离钢板2mm处)。

(a) 吸力，磁力线方向：N 极轴线指向多功能电能表；

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(b) 尺寸：内径dj=13mm±1mm，外径 da=28mm(最小值)

图2 磁钢的特性参数(单位：mm)

4.1.3 多功能电能表中光口的元件位置

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多功能电能表中光口的元件布置如图3所示。

图3 光口正视图(单位：mm)

4.1.4 调整

虽没有规定机械调整法，但在试验室条件下仍可取得最佳数据传输效果，方法为：当读数头位于正确位置(电缆下垂)时，调准读数头中的红外线发射器，使其正对着多功能电能表中的红外线接收器，同时调准读数头中的红外线接收器使其正对着多功能电能表中的红外线发射器。位置上的微小偏差应不会对性能有较大的影响，但较大的偏差可能会引起光学性能的降低。

4.1.5 光学特性

参比温度为 23℃±2℃。 4.1.5.1 波长

红外线波长为 900nm～1000nm。 4.1.5.2 发射器

读数头或多功能电能表中的发射器，在距离表面10mm±1mm处产生信号为最佳作用区，称参考面，该参考面处辐照度Ee/T的极限值为：

ON状态 500μW/cm2≤Ee/T≤5000μW/cm2

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OFF状态Ee/T≤10μW/cm

2

1.1.5.3 接收器

读数头和多功能电能表中的接收器，信号接收时，在距离表面10mm±1mm的参考平面处的辐照度 Ee/R，其极限值为：

ON状态Ee/R≥200μW/cm OFF状态Ee/R≤20μW/cm

2

2

4.1.5.4 光环境条件

数据传输的光路周围光照强度小于16000lx(类似太阳光，包括荧光)。

4.1.6 读数头的电气特性

读数头应能够与数据终端设备进行数据交换，通信接口为 TTL 电平，也可以符合 ITU—TV.24与 ITU—TV.28。读数头的电气特性见图4。

TXD—经读数头的发送数据； RXD—经读数头的接收数据； GND—信号和工作电压参考电平；

Up—工作电压。

图4 读数头的电气特性

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4.1.6.1 读数头的使用极限数据 表1 信号电平

4.1.6.2 通信速率 缺省速率：2400bps。 4.1.7 工作电源

读数头的电源由与之相连的手持单元或其它数据终端设备提供。

4.2 调制式红外光口

4.2.1 调制特性

信号的调制见图 5。载波频率 38kHz±1kHz。

(a) 未经调制的电信号；

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(b) 调制后的红外光信号。

图5 信号与调制 4.2.2 光学特性 参比温度为23℃±2℃。 4.2.2.1光辐射半角 θ ≥15o (如图 6 所示)。

图6 光辐射角 4.2.2.2 波长

红外线波长为 900nm～1000nm。 4.2.2.3 发射器

a) 发射器在其光轴上距发射器表面 1m±10mm 处产生红外光信号的辐照度

2

ON状态Ee/T≥250μW/cm

b) 发射器在其光轴上距发射器表面 10mm±1mm 处产生红外光信号的辐照度 OFF状态Ee/T≤1μW/cm2

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4.2.2.4 接收器

接收器在其光轴上距接收器表面距离 10mm±1mm 处红外光辐照度 Ee/R，应能满足如下条件:

ON状态Ee/R≥3.5μW/cm OFF状态Ee/R≤2μW/cm2

2

4.2.2.5 光环境条件

数据传输的光路周围环境光强度小于5000lx时，有效通信距离大于3m。 4.2.3 电气特性

参照4.1.6，缺省速率：1200bps。 4.2.4 使用条件

a) 避免强光(日光和荧光)直射红外接收器的接收窗口。

b) 工作时应尽量使接收器的光轴与发射器的光轴保持一致。 c) 避免数据中出现连续多个“0”。

4.3 RS-485 标准串行电气接口

本标准采用 RS-485 标准串行电气接口，使多点连接成为可能。RS-485 接口的一般性能应符合下列要求:

——驱动与接收端耐静电放电 (ESD)±15kV(人体模式)； ——共模输入电压：-7V～+12V；

——差模输入电压：大于 0.2V；

——驱动输出电压：在负载阻抗 54Ω时，最大 5V，最小 1.5V； ——三态方式输出；

——半双工通信方式；

——驱动能力不小于 32 个同类接口；

——缺省速率：2400bps，在通信速率不大于100kbps条件下，有效传输距离不小于1200m；

——总线是无源的，由多功能电能表或数据终端提供隔离电源。

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DL/T645-2007 多功能电能表通信协议(三)

十二月 25, 2010

5 数据链路层

本协议为主-从结构的半双工通信方式。手持单元或其它数据终端为主站，多功能电能表为从站。每个多功能电能表均有各自的地址编码。通信链路的建立与解除均由主站发出的信息帧来控制。每帧由帧起始符、从站地址域、控制码、数据域长度、数据域、帧信息纵向校验码及帧结束符7个域组成。每部分由若干字节组成。

5.1 字节格式

每字节含8位二进制码，传输时加上一个起始位(0)、一个偶校验位和一个停止位(1)， 共 11位。其传输序列如图7。D0 是字节的最低有效位，D7 是字节的最高有效位。先传低位，后传高位。

5.2 帧格式

帧是传送信息的基本单元。帧格式如图 8 所示。

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图8 帧格式

5.2.1 帧起始符 68H

标识一帧信息的开始，其值为 68H=01101000B。

5.2.2 地址域 A0～A5

地址域由 6 个字节构成，每字节 2 位 BCD 码，地址长度可达12位十进制数。每块表具有唯一的通信地址，且与物理层信道无关。当使用的地址码长度不足 6 字节时，高位用“0”补足 6 字节。

通信地址999999999999H为广播地址，只针对特殊命令有效，如广播校时、广播冻结等。广播命令不要求从站应答。

地址域支持缩位寻址，即从若干低位起，剩余高位补AAH作为通配符进行读表操作，从站应答帧的地址域返回实际通信地址。

地址域传输时低字节在前，高字节在后。

5.2.3 控制码 C

控制码的格式如下所示。

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5.2.4 数据域长度L

L 为数据域的字节数。读数据时 L≤200，写数据时 L≤50，L=0 表示无数据域。

5.2.5 数据域 DATA

数据域包括数据标识、密码、操作者代码、数据、帧序号等，其结构随控制码的功能而改变。传输时发送方按字节进行加33H处理，接收方按字节进行减33H处理。

5.2.6 校验码 CS

从第一个帧起始符开始到校验码之前的所有各字节的模 256 的和，即各字节二进制算术和，不计超过 256 的溢出值。

5.2.7 结束符 16H

标识一帧信息的结束，其值为 16H=00010110B。

5.3 传输

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5.3.1 前导字节

在主站发送帧信息之前，先发送4个字节FEH，以唤醒接收方。

5.3.2 传输次序

所有数据项均先传送低位字节，后传送高位字节。数据传输的举例：电能量值为123456.78kWh，其传输次序如图9。

图9 传输次序图

5.3.3 传输响应

每次通信都是由主站向按信息帧地址域选择的从站发出请求命令帧开始，被请求的从站接收到命令后作出响应。

收到命令帧后的响应延时 Td：20ms≤Td≤500ms。 字节之间停顿时间 Tb：Tb≤500ms。

5.3.4 差错控制

字节校验为偶校验，帧校验为纵向信息校验和，接收方无论检测到偶校验出错或纵向信息校验和出错，均放弃该信息帧，不予响应。

5.3.5 通信速率

标准速率：600bps，1200bps，2400bps，4800bps，9600bps，19200bps。 特殊速率：由厂家规定。

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通信速率特征字见附录C，特征字的各位不允许组合使用，修改通信速率时特征字仅在Bit0～Bit7一个二进制位为 1 时有效。

通信速率的变更，首先由主站向从站发变更速率请求，从站发确认应答帧或否认应答帧。收到从站确认帧后，双方以确认的新速率进行以后的通信，并在通信结束后保持更改速率不变。

最大通信速率受光电头或多功能电能表光学接口的限制，也受多功能电能表数据处理单元中工作时钟频率的限制。

5.2 帧格式

帧是传送信息的基本单元。帧格式如图 8 所示。

图8 帧格式

5.2.1 帧起始符 68H

标识一帧信息的开始，其值为 68H=01101000B。

5.2.2 地址域 A0～A5

地址域由 6 个字节构成，每字节 2 位 BCD 码，地址长度可达12位十进制数。每块表具有唯一的通信地址，且与物理层信道无关。当使用的地址码长度不足 6 字节时，高位用“0”补足 6 字节。

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通信地址999999999999H为广播地址，只针对特殊命令有效，如广播校时、广播冻结等。广播命令不要求从站应答。

地址域支持缩位寻址，即从若干低位起，剩余高位补AAH作为通配符进行读表操作，从站应答帧的地址域返回实际通信地址。

地址域传输时低字节在前，高字节在后。

5.2.3 控制码 C

控制码的格式如下所示。

5.2.4 数据域长度L

L 为数据域的字节数。读数据时 L≤200，写数据时 L≤50，L=0 表示无数据域。

5.2.5 数据域 DATA

数据域包括数据标识、密码、操作者代码、数据、帧序号等，其结构随控制码的功能而改变。传输时发送方按字节进行加33H处理，接收方按字节进行减33H处理。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/mfxi.html