在網(wǎng)關(guān)的使用中，遇到客戶需要將串行多功能電能表接入羅克韋爾EtherNet/IP網(wǎng)絡(luò)的PLC中，電能表符合電力行業(yè)DL/T 645-2007標(biāo)準(zhǔn)。本文將介紹其實(shí)現(xiàn)過程。

下面我們將分別介紹電力DL/T 645-2007標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)現(xiàn)方案。

電力DL/T 645-2007標(biāo)準(zhǔn)

DL/T645規(guī)約是針對電表通信而制定的通信協(xié)議，主要有兩個版本，分別是DL/T645-97和DL/T645-07，97代表是97年制定的協(xié)議，07則是2007年修正后的協(xié)議，兩個版本都廣泛應(yīng)用。DL/T 645支持RS485有線和紅外無線通信，采用主-從結(jié)構(gòu)半雙工通信方式，采集器和電表通過一問一答方式來傳輸數(shù)據(jù)。本文主要介紹RS485串行通訊。

1、通信速率

標(biāo)準(zhǔn)速率：600bps，1200bps，2400bps，4800bps，9600bps，19200bps。出廠默認(rèn)2400bps。

2、字節(jié)格式

每字節(jié)含8位二進(jìn)制碼，1個起始位(0)、1個偶校驗(yàn)位和1個停止位(1)， 共 11位。D0 是字節(jié)的最低有效位，D7 是字節(jié)的最高有效位。先傳低位，后傳高位。

3、數(shù)據(jù)幀格式

4、控制碼格式

常用控制碼：0x11，主站發(fā)出請求讀取數(shù)據(jù)

0x91，從站發(fā)出應(yīng)答返回讀取數(shù)據(jù)

5、數(shù)據(jù)域

數(shù)據(jù)域包括數(shù)據(jù)標(biāo)識、密碼、操作者代碼、數(shù)據(jù)、幀序號等。

常用的數(shù)據(jù)標(biāo)識如表中所示：

6、前導(dǎo)字節(jié)

設(shè)備在發(fā)送幀信息之前，先發(fā)送4個字節(jié)FEH，以喚醒接收方。

7、傳輸響應(yīng)

通信總是由主站向從站發(fā)出請求命令，被請求的從站接收到命令后作出響應(yīng)。

從站設(shè)備收到命令幀后的響應(yīng)延時 Td：20ms≤Td≤500ms； 字節(jié)之間停頓時間 Tb：Tb≤500ms。

8、應(yīng)用舉例

電表地址：21 65 20 01 40 19，獲取電表A相電流的數(shù)值（數(shù)據(jù)標(biāo)識：02 02 01 00）。

主站發(fā)送的請求數(shù)據(jù)幀：

電表發(fā)送的應(yīng)答數(shù)據(jù)幀：

電表返回的A相電流數(shù)值是CB 47 33，轉(zhuǎn)換為原始數(shù)據(jù)（減去0x33并翻轉(zhuǎn)字節(jié)序）為00 14 98，因此對應(yīng)的實(shí)際電流是1.498A。

實(shí)現(xiàn)方案：

通過Anybus ABC3007網(wǎng)關(guān)將串行RS485接口的多功能電能表，接入羅克韋爾EtherNet/IP網(wǎng)絡(luò)的PLC中，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示。

如果您的PLC是西 門子PROFINET網(wǎng)絡(luò)，或者倍福EtherCAT網(wǎng)絡(luò)，或者別的通訊協(xié)議的PLC，可以使用該系列其他型號的網(wǎng)關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，如ABC3013將串行設(shè)備接入PROFINENT網(wǎng)絡(luò)PLC，ABC3061將串行設(shè)備接入EtherCAT網(wǎng)絡(luò)PLC。

網(wǎng)關(guān)配置

1、設(shè)置串行通信參數(shù)

按照電表串行通信中1個起始位、8個數(shù)據(jù)位，1個偶校驗(yàn)位和一個停止位，設(shè)置串行通訊參數(shù)。波特率根據(jù)實(shí)際電表設(shè)置，默認(rèn)2400bps。

2、創(chuàng)建指令模板

按照數(shù)據(jù)幀格式，創(chuàng)建指令模板，如讀相電壓，相電流等。由于每一塊電表的地址是不同的，在模板中不給定電表地址數(shù)值，使用時再設(shè)置。

3、調(diào)用指令

根據(jù)需要調(diào)用讀A相電流指令，填入電表地址。

4、通訊報文

抓取串行總線上的報文，可以看到電表返回的A相電流數(shù)值。

網(wǎng)關(guān)不對讀取到的A相電流數(shù)據(jù)進(jìn)行換算，為保證實(shí)時性（延遲小于1ms），只進(jìn)行協(xié)議的轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)傳送給另外一側(cè)網(wǎng)絡(luò)的PLC中，在PLC中對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和類型轉(zhuǎn)換。

數(shù)據(jù)在PLC中的處理

在羅克韋爾PLC中，我們需要將網(wǎng)關(guān)組態(tài)進(jìn)來，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和換算。

1、添加網(wǎng)關(guān)設(shè)備

在組態(tài)工具中添加網(wǎng)關(guān)設(shè)備。

2、數(shù)據(jù)處理

從網(wǎng)關(guān)傳遞過來的A相電流數(shù)值是CB 47 33，需要將其轉(zhuǎn)換為原始數(shù)據(jù)減去0x33，然后按照分辨率0.001進(jìn)行換算。

3、在線運(yùn)行

將配置和程序下載到PLC中，在線運(yùn)行后可以看到A相電流值是1.498A。

以上通過網(wǎng)關(guān)我們在PLC中獲取到了電表的A相電流，當(dāng)然向電表中寫數(shù)據(jù)的過程也是類似的。雖然電能表和PLC無法直接通訊，但是通過一個小小的網(wǎng)關(guān)，就可以方便的連接起他們。