一种双模HPLC现场故障诊断方法及装置与流程

本发明属于电网故障信息诊断，尤其涉及一种双模hplc现场故障诊断方法及装置。

背景技术：

1、现场运维人员没有准确、快速判断宽带载波通信故障的能力与手段，缺乏故障判断工具，无法准确定位宽带载波通信故障主体设备，经常导致现场人员误判、误拆电能表或者通信模块现象频繁发生，造成国网公司设备资产流失。

2、用采系统涉及计量、通信、计算机等多个专业技术，专业性强，县公司和供电所采集监控运维人员一般由装表接电人员、抄表员转岗，缺乏系统化培训，日常工作多靠自行“摸索尝试”。市场上出现过一些宽带载波简易诊断装置，仅作为手持终端辅助工具，设备硬件扩展受限、功能单一、诊断原理不一致、市场报价杂乱无章、质量管控缺失空白。

3、通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：用电信息采集现场运维存在的故障甄别难度大、没有统一的故障判断依据和标准、隐性故障无法发现、现场派单量大、故障处理过程效率低。

技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了一种双模hplc现场故障诊断方法及装置。

2、所述技术方案如下：双模hplc现场故障诊断方法，通过外界输入输出接口，提取设备弱电接口的12v接口数据、gnd接口电气量数据，诊断hplc通信单元、电能表、集中器是否存在故障；

3、其中，诊断hplc通信单元是否存在故障包括：hplc通信单元供电电源损坏诊断、hplc通信单元无法入网诊断、hplc通信单元信息错误诊断、hplc通信单元通信接口故障诊断、hplc通信单元烧坏诊断、hplc通信单元死机诊断、hplc通信单元进水诊断和hplc通信单元外观损坏诊断。

4、进一步，hplc通信单元供电电源损坏诊断包括：诊断待测hplc模块弱电接口的1引脚和2引脚12v接口、3引脚和4引脚gnd接口的之间的功耗；

5、hplc通信单元无法入网诊断包括：诊断待测hplc模块与标准hplc模块之间的抗衰减通信性能；

6、hplc通信单元信息错误诊断包括：下发f112查询宽带载波芯片信息报文，判断待测hplc通信单元信息是否正确；

7、hplc通信单元通信接口故障诊断包括：诊断待测hplc模块弱电接口的5引脚rxd接口、8引脚txd接口的数据通信是否正常；

8、hplc通信单元烧坏诊断包括：对待测试hplc模块外观进行检测；

9、hplc通信单元死机诊断包括：对待测hplc模块弱电接口的9引脚rst接口进行复位操作，hplc模块未恢复正常工作，通信单元为死机。

10、进一步，诊断电能表是否存在故障，包括：电能表通信供电故障诊断、电能表通信带载能力不足诊断、电能表状态引脚异常诊断、电能表rs485通信故障诊断、电能表通信信道反接诊断、电能表通信接口故障诊断。

11、进一步，诊断集中器是否存在故障，包括：集中器开关电源故障诊断、集中器通信带载能力不足诊断、集中器状态引脚异常诊断、集中器rs485通信故障诊断、集中器通信信道反接诊断、集中器通信接口故障诊断；

12、集中器开关电源故障诊断包括：诊断待集中器弱电接口的11引脚和12引脚12v接口、9引脚和10引脚gnd接口的之间的电压是否满足12v±1v；

13、集中器通信带载能力不足诊断包括：诊断待测集中器弱电接口的11引脚和12引脚12v接口、9引脚和10引脚gnd接口的之间的电压是否满足12v±1v；

14、集中器状态引脚异常诊断包括：诊断待测hplc模块弱电接口的15引脚、16引脚、19引脚-26引脚电平是否满足集中器型式规范；

15、集中器rs485通信故障诊断包括：对待测集中器的rs485接口进行数据通信检测，抄读集中器地址，如果数据收发不正常，rs485通信故障；

16、集中器通信信道反接诊断包括:对待测集中器的强电接口进行相位检测，与标准相位进行对比，如果相位反向，通信信道反接；

17、集中器通信接口故障诊断包括：诊断待测集中器弱电接口的15引脚rxd接口、和16引脚txd接口的数据通信和电平是否正常，如果txd和rxd无数据收发或电平异常，通信接口故障。

18、进一步，诊断hplc通信单元是否存在故障的方法包括：

19、第一步，通信故障检测采用二次正交频分复用ofdm累加方式，以非宽带电力线载波编码长度整数倍的间隔向后调频做正交频分复用ofdm；再设置一诊断门限进行采集诊断，若正交频分复用ofdm输出的最大值大于门限，则采集成功；

20、第二步，在采集位置前后两个通信节点处开始间隔调频做正交频分复用ofdm，每次调频做1个正交频分复用ofdm；再求出这4次正交频分复用ofdm输出峰值的最大值及其对应位置，确定通信节点同步位置；所述正交频分复用ofdm调频域4次调频的起点分别为采集位置前后两个通信节点处，即正交频分复用ofdm调频域第1次调频的间隔为o×m-2，第2次调频的间隔为o×m+1，第3次调频的间隔为o×m+2，第4次调频的间隔为o×m+3；o为宽带电力线载波编码的长度，o为上采样倍数；

21、其中，第一步通信故障检测具体包括：

22、(1)hplc通信单元对接收到的正交频信号先进行相位量化，即把不同频带范围内信号分别映射到不同相位，再对量化后的信号进行解频得到相关值；相关值由以下公式获得：

23、

24、式中，corr(x)表示解频后的相关值，d表示经过多相位量化后的正交频信号，mpn表示宽带电力线载波编码，y为接收正交频信号d的采样点位置，x为解频调频位置；

25、(2)对于解频后的相关值，采用二次正交频分复用ofdm累加方式；正交频分复用ofdm调频域以o×m+1个采样点为间隔，依次向后调频，每次调频做1个正交频分复用ofdm；

26、(3)根据正交频分复用ofdm输出序列的峰值大小设置诊断门限a0，并进行采集诊断；

27、所述二次正交频分复用ofdm累加方式，以o×m个采样点为间隔，o为宽带电力线载波编码的长度，m为上采样倍数，取e个相关值做e点正交频分复用ofdm并求最大值；

28、所述采集诊断的方法为：当累加峰值大于诊断门限a0时，认为采集成功，同时记录采集位置；否则正交频分复用ofdm调频域向后调频一次重复以上步骤；

29、在第二步通信节点同步具体包括：

30、(i)从采集位置开始再向后搜索4个宽带电力线载波编码，即正交频分复用ofdm调频域从采集位置开始再向后调频4次，每次调频做1个正交频分复用ofdm，且4次的起点分别为采集位置前后两个通信节点处；

31、(ii)每次调频以o×m个采样点为间隔取数做e点正交频分复用ofdm并求最大值，选出4次的最大值max_v(f)，并记录最大值位置max_f(f)，通信节点同步位置为f*＝max_f{arg(maxf＝1-4v(f))}，至此，位同步完成；o为宽带电力线载波编码的长度，m为上采样倍数。

32、本发明的另一目的在于提供一种双模hplc现场故障诊断装置，该装置实施所述双模hplc现场故障诊断方法，该装置对单相hplc、三相hplc、hplc集中器路由通信模块的检测与诊断，进行串口通信功能、载波通信功能与性能、电源功能故障类型进行分析诊断，以及对集中器红外、rs485具体故障的诊断和电能表供电带载能力，弱电通信接口，rs485接口进行故障诊断和分析。

33、进一步，该装置集成有：

34、主控mcu、电源电路、集成type-c充电接口的接口转换电路、充电电路、液晶显示器、rs485接口、红外接口、rj45以太网接口、蜂鸣器、手持式终端数据存储单元flash，表模块弱点接口、12v开关控制过流保护电路、弱点接口、220v继电器、30db信号衰减器，支持sta载波模块、cco载波模块接入。

35、进一步，所述sta载波模块集成有单相sta模块接口、三相sta模块接口；

36、所述cco载波模块集成有cco模块接口；

37、所述液晶显示器、rs485接口、红外接口、rj45以太网接口、蜂鸣器、表模块弱点接口、手持式终端数据存储单元flash均与主控mcu连接；

38、表模块弱点接口分别与12v开关控制过流保护电路、单相sta模块接口、三相sta模块接口、cco模块接口连接。

39、进一步，所述12v开关控制过流保护电路依次与电源电路、接口转换电路连接，所述接口转换电路依次与充电电路以及外部锂电池连接；

40、所述单相sta模块接口、三相sta模块接口均通过弱点接口与220v继电器连接，所述cco模块接口通过弱点接口与30db信号衰减器连接；

41、所述30db信号衰减器还通过220v继电器连接外部220v交流电。

42、进一步，所述主控mcu还连接有i型4g远程通信模块、ii型4g远程通信模块；所述i型4g远程通信模块集成有i型集中器4g模块接口，ii型4g远程通信模块集成有ii型集中器4g模块接口；所述主控mcu还连接有hplc物联网模块接口、hplc单相模块接口、hplc三相模块接口、hplc路由模块接口。

43、结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明提供的双模hplc现场故障诊断装置从故障深层原理级分析故障发生机理入手，区别市场上功能单一的检测装置，以故障复现形式确定诊断方法，诊断结果准确。该装置不局限于检测通信单元，立足各环节宽带载波通信这一频带，对电能表、模块等通信链路全方面进行检测。该装置创新对电网运行的技术、方法、工艺、设备等进行技术改进。

44、本发明基于国网双模hplc载波通信互联互通标准，提出一套系统的hplc现场故障诊断流程，统一检测规范和标准，以解决用电信息采集现场运维存在的故障甄别难度大、没有统一的故障判断依据和标准、隐性故障无法发现、现场派单量大、故障处理过程效率低等问题，支撑解决hplc现场故障处理难点和痛点，hplc现场故障诊断测试装置应运而生。