卢  化¹    傅林平²  俞建明²

 （1.浙江省电力试验研究所  2.台州发电厂）

摘要：介绍了发电厂的电量统计系统网络信息化集成方案，通过DL/T-645规约，实现了一台主机对多个电能表的数据读取，同时介绍了一种简便的、有利于对数据库进行安全管理的用PI－API将电量数据写入PI数据库的方法。

关键词：电量统计、DL/T-645规约、PI-API

本文发表于浙江电力2006-2

0． 引言

目前，多功能电能表广泛应用于电厂，以记录设备的耗电量，比如六大风机、凝结水泵、循环水泵、给水泵、发电机以及高低压厂变等都需要记录电量情况。但很多电厂的电量统计工作还停留在人工抄表的阶段，原因有两个：一是电度表比较老，没有提供读数接口；二是电度表虽然有读数接口，但没有合理利用它。例如台州发电厂的电量统计系统，以前专门开发过一套系统用以读取电量表的数据。那套系统利用的是脉冲信号接口，但随着时间的延长，读数不准的现象越来越多地发生，因为脉冲信号丢失的情况很难避免，而且错误的读数很难纠正，久而久之，读数系统就丧失了其原有功能，结果台州电厂又回到原始的人工抄表做法上。这种人工抄表的做法离信息化管理的要求相距甚远。

当前随着电厂信息化要求越来越高，信息化的范围也越来越广，SIS系统也就应运而生。所谓‘SIS’，指的是全厂级的信息监控系统，不仅是DCS系统，其它系统如RTU、输煤程控系统等都已纳入SIS系统的范畴，当然，电量统计系统也有必要纳入SIS系统。这次在台州的SIS项目实施过程中，我们对电量统计系统进行了系统改造，利用了电度表的RS-485接口，开发了自动读表系统，并将数据实时地写入SIS系统的PI数据库中，结束了人工抄表的历史。

本文简要介绍电量统计系统网络信息化集成方案及实施要点，供同行们参考。

1． DL/T-645规约简介

几年前，电力工业部曾颁布了多功能电能表通信规约，即DL/T-645规约，现在电能表生产厂家在自己的产品中都增加了对DL/T-645规约的支持，这些产品一般都至少提供RS-485接口。这样就使电量统计系统的网络信息化成为可能。

DL/T-645规约在物理层采用了IEC1107中的光学接口部分，同时吸收了当前我国电力系统中普遍采用的RS-485标准串行接口。所以现在的电度表只要支持DL/T-645规约，一般都提供RS-485接口。

在链路层上采用主从结构的半双工通信方式。一般电度表为从站，数据终端（一般称为主控计算机）为主站。

字节格式为：                    停止位

0

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

P

1

起始位                          偶校

D0是字节的最低有效位，D7是字节的最高有效位。传输时先传低位，再传高位。

帧是传送信息的基本单元。帧的格式如表1所示：

地址域A0-A5由6个字节组成，每字节2位BCD码；控制码C决定了帧的传输方向、数据的读写属性及有无异常等；数据域DATA数据标识和数据，传送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，数据标识的具体定义可查阅本规约标准的“数据标识编码”内容。校验码CS是从帧起始符开始到校验码之前的所有字节的模256的和。

说明	代码
帧起始符	68H
地址域	A0
	A1
	A2
	A3
	A4
	A5
帧起始符	68H
控制码	C
数据长度	L
数据域	DATA
校验码	CS
结束符	16H

         表1  帧格式

每次通信都是由主站向从站发出请求命令帧开始，被请求的从站根据命令帧中控制码的要求做出响应，每个从站都有自己不同的地址。传输速率范围从300bps到9600bps。

例如：主站向地址为01的从站发送“正向有功总电能”的数据请求时，主站应发出的数据串为：

68H，01，00，00，00，00，00，68H，01，02，43H，C3H，DAH，16H

01号从站正常情况下的应答串为：

68H，01，00，00，00，00，00，68H，81H，06H，43H，C3H，N7N8，N5N6，N3N4，N1N2，CS，16H。

其中，正向有功总电能的十进制数据格式为：N1N2N3N4N5N6.N7N8。

2． 网络信息化方案

根据DL/T-645规约的半双工通讯特性，可以考虑将若干个电度表按RS-485总线方式连接，通过RS-485与主控计算机连接，形成一个点到多点的半双工通讯网络。主控计算机通过轮询方式与各电能表通讯以取得数据，并负责向PI服务器发送数据。

另外，为了充分利用现场以太网资源，可以配备一个RS-485/以太网转换器，比如MOXA公司的Nport 5230。有了这个转换器，主控计算机不需要RS-485接口，只要有普通以太网接口（即RJ-45）就可以仿真RS-485接口与总线上的各电能表进行通讯。

网络示意图如下：

图2 ：网络示意图

3． 软件实现

主控计算机运行的软件主要承担两方面的任务：一是不断轮询各电能表，以获得电能表的数据；二是将数据写入PI服务器。

3．1  主控计算机与电能表的通讯与电能表的通讯流程如下：

图3 ：轮询程序流程图

其中，len为电能表数量；TAG(i).ADDR为第i块表的物理地址；TAG(i).DI0和TAG(i).DI1为表的数据标识编码；CS为校验码。

3．2主控计算机与PI服务器的接口

PI是OSI SOFTWARE公司针对SIS系统提供的实时数据库产品，目前在浙江电力系统市场占有率比较高。PI的接口提供了对OPC、ODBC以及OLE DB的支持，另外，它还有C/C++、VB环境下的SDK开发工具包和PI-API接口函数库。由于电能表厂家一般不提供对OPC、ODBC的支持软件，通常我们可以利用PI-API和SDK，来开发我们自己的专用接口。

3．3 用PI-API将电能表发来的数据写入PI服务器。

PI API是一个PI的编程接口，用C/C++或VB、甚至连PI-PROCESSBOOK中内嵌的VBA都可以对PI系统进行数据读写。用API开发PI的接口一般有两种方法。

（1）用接口程序去控制一切与PI数据库有关的操作，这些操作包括建点和属性配置工作、数据读写工作等等，这样要用到PI-API和PI-SDK，对数据读写可以利用PI-API，建点和属性配置工作可以利用PI-SDK。这种方法用起来比较复杂，对编程要求很高，同时由于绕开了数据库管理员对数据的管理，对数据库的安全性也构成了影响。所以只有在特殊场合才用到这种方法。

（2）借鉴OPC方式，接口程序只负责数据的读写，建点和属性配置工作放到PI服务器端由数据库管理员人工完成。这种方式下在配置PI的点及相关属性时，比OPC方式下的配置工作要简单得多：TAGNAME与INSTRUMENTTAG可取相同名，数据类型、量程、工程单位和死区范围等可按常识配置，其它属性都可用默认值。

在编程之前，先要安装OSI提供的PI-API，安装后会生成\\PIPC\LIBRARY\PIAPI32.DLL和\\PIPC\INCLUDE\PIAPI32.BAS两个文件。

然后在VB中引用上面所提的PIAPI32.BAS，将它作为一个公用模块。

准备工作完成后，就可按照以下步骤依次调用API函数，完成对PI数据库的写操作：

pilg_registerapp “piapi32.dll”

注册动态连接库，否则将不能调用下面的函数pilg_login。

pilg_login(登入PI的句柄，用户名，服务器名，密码，权限)

到指定的PI服务器中注册用户，以获取存取权限。

Pipt_findpoint(标签名,点号)

根据标签名获得点号，以后程序中对该标签的引用都用这个点号。

Pipt_pointtype(点号, 点类型)

根据点号获取该点的数据类型。

Pitm_parsetime(时间戳字符串,0,时间戳值)

将常用的时间字符串转换为在PI内部所用的时间值。

Piar_putvalue（点号，实型值，整型值，时间戳值）

对PI数据库进行写操作。

4． 结束语

电量统计系统网络信息化集成方案中，通过DL/T-645电力通讯规约，充分利用了新型电能表所提供的RS-485电气特性，即总线方式下点到多点的半双工通讯，实现了一台主机对多个电能表的数据读取功能。理论上，RS-485总线下可以同时接32个站点，这在一般电厂单机组应用场合下已经足够。

由于PI实时数据库系统的广泛应用，我们的方案也结合了针对PI系统的接口解决方案，重点介绍了一个PI-API函数的应用方法，该方法的特点一是有利于数据库的安全管理，二是编程过程比较简单。