ANSI C12.18标准在智能电表设计中的应用.pdf

第6 5卷第1期2024年1月自动化应用Automation ApplicationVol.65 No.1Jan 2024ANSIC12.18标准在智能电表设计中的应用金丹华1,叶劲龙,汪忠一1,徐京生1,陈太平1,章聪1,张宇明1（1.华立科技股份有限公司，浙江杭州310 0 2 3;2.广东电网有限责任公司东莞供电局，广东东莞52 30 0 0）摘要：首先，简要介绍了智能电表和ANSI标准；然后分析了ANSIC12.18标准的基本概念和内容，包括电表数据结构、电能测量和通信接口等；再次讨论了ANSIC12.18标准在智能电表中的应用，包括电表数据管理、数据传输和数据存储等；最后总结了ANSIC12.18标准在智能电表中的应用。关键词：智能电表，ANSI标准，电表数据管理，数据传输，数据存储中图分类号：TP27Application of ANSI C12.18 Standard in the Design of Intelligent MetersJIN Danhua,YE Jinlong,WANG Zhongyil,XU Jingsheng,CHEN Taiping,ZHANG Cong,ZHANG Yuming(1.Holley Technology Co.,Ltd.,Hangzhou,Zhejiang 310023,China;2.Dongguan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co.,Abstract:Firstly,a brief introduction was given to intelligent meters and ANSI standards.Then,the basic concepts andcontents of the ANSI C12.18 standard were analyzed,including meter data structure,energy measurement,andcommunication interfaces.Discussed once again the application of ANSI C12.18 standard in intelligent meters,includingmeter data management,data transmission,and data storage.Finally,the application of ANSI C12.18 standard in intelligentmeters was summarized.Key words:intelligent meter,ANSI standard,meter data management,data transmission,data storage文献标识码：ALtd.,Dongguan,Guangdong 523000,China)D0I:10.19769/j.zdhy.2024.01.034表1控制字内容0引言智能电表是近年来电表行业发展的重要方向之一，其具有自动化、远程读表、数据传输等多种优点，已逐渐取代传统电表。智能电表的设计与制造需遵循相关的标准和规范,以保证其性能和可靠性。ANSI标准是美国国家标准协会制定的一系列标准,其涵盖多种领域的标准规范，包括电力系统、通信系统。本文主要探讨了ANSI标准在智能电表中的应用,尤其是ANSI C12.18 标准在电表设计中的应用。1 ANSI C12.18标准的基本概念和内容ANSIC12.18标准是一种电力计量设备通信协议标准,主要用于电表与通信设备之间的数据交互。ANSIC12.18标准规定了电表与通信设备之间的通信接口标准。该标准支持多种通信协议和接口类型，包括串口、以太网、无线通信等。同时，还规定了通信协议的数据格式和数据传输方作者简介：金丹华，男，197 9年生，中级工程师，从事智能电表及能源计量等相关研究工作,E-mail;danhua,。通信作者：徐京生，男，197 4年生，高级工程师，从事电能计量产品算法及SOC计量平台等相关研究工作,E-mail:。110.式等方面的内容。1.1数据应用层(1)通信设置。本地通信C12.18:8位数据位、1位起始位、1位停止位，无校验。(2)数据帧结构。数据顿结构包括：起始位(1)、标识位(1)、控制字(1)、序列字(1)、长度(2)、数据(n)、校验码(2)。(3)控制字。控制字共由8 位组成,具体每位的定义如表1所列。(4)CRC校验码。校验码为:Xl6+X12+X+1。位标识位内容Bit7XBit 6X如果重复发送顿，此位保持不变，否则下一，此位Bit 5XBit 40Bit30Bit 20Bit 10Bit OX具体含义多顿标识。如果多顿为1,否则为0多帧第一帧标识。如果为第一帧为1,否则为0重复帧标识应切换即0 变1,1变0初始第一顿可为0 或1保留0=C12.18 or C12.211=C12.222=保留3=保留第1期1.2 协议格式电计量的协议PSEM用于计量设备与任何其他设备之间的点对点通信,其包含9种服务：(1)识别、(2)读、(3)写、(4)登录、(5)安全、(6)注销、(7)协商、(8)等待、(9)终止。每种服务又分别包含请求和响应。由1字节的功能码指示请求或响应的类型。1字节功能码的定义如表2 所列。表2 应用功能码的定义功能码分配的用途00-1FH响应功能码0OH肯定一一没有问题，请求被接受错误拒绝服务请求，未提供拒绝的原因不支持该服务一当不支持所请求的服务时，02H向设备发送该应用层的错误响应。消息报文有效，但请求无法被执行安全权限不够一该应用层错误表示当前的03H安全认证级别不足以执行相应的请求操作不可能一收到该应用层错误表明设备04H请求了一个不可能的动作。该错误指示消息是有效的，但不能被处理。例如：无效的长度、无效的偏移量不合适的动作请求一该应用层错误表明所05H请求的动作是不合适的。例如对一个只读表发起写请求或无效的表标识ID设备忙该应用层错误表明请求未被处理，06H因为设备正忙于其他事务数据未就绪该应用层错误表明请求未成功，07因为所请求的数据还未准备好被访问（未就绪）数据被锁定该应用层错误表明请求未成功，08H因为数据不能被访问09重协商请求该应用层错误表明响应设备希望返回到识别服务或基本状态，并重新商定通信参数无效的服务序列状态-一该应用层错误OAH表明请求在当前服务序列状态中未被接受。关于服务序列状态的详细信息，见附录DOBi-1F未定义，但是可以用于光端口通信协议中20片-7 F请求功能码20识别服务30H读完整表3139h读部分表-使用索引计数法，使用1 9个索引3EH读缺省表3FH读部分表-使用偏移计数法40H写完整表4149m写部分表-使用索引计数法，使用1 9个索引4Fh写部分表-使用偏移计数法50登录服务51H安全服务521注销服务60H请求中不包含波特率，保持缺省波特率61h6B请求中包含1 11个波特率70等待服务21H终止服务1.3数据链路层应用层服务是以1个或多个分组来传输的。每个分组机电智能设备自动化应用的长度可变，但不能超过允许的最大分组长度。建立通信信道后，最大分组长度有1个缺省值。可使用协商服务改变最大分组长度。从站每收到1个分组都会发送1个肯定确认(0 6 H)或否定确认(15h)信息。该确认信息是在分组结构之外传输的1个单一字节。如果请求方在响应超时前未收到确认信息或收到了1个否定的确认信息，则重发相同分组，最大重发次数为3次。第3次重试后，请求方应认为发生了通信中断。2 ANSIC12.18标准在智能电表中的应用备注2.1电表数据管理肯定应ANSIC12.18标准规定了电表的数据结构和数据格答式，为电表数据的管理和处理提供基础。通过采集和处理电表数据，可实现电量计量、电费计算、故障诊断等功能。否定应答读服务写服务协商服务此外,ANSIC12.18标准还规定了电表数据的安全保护措施（如数据加密和访问控制），以保证电表数据的安全性和隐私性。2.2数据传输ANSIC12.18标准规定了电表与通信设备之间的通信接口标准，包括数据传输协议、数据格式和数据传输方式等。通过遵循该标准，可以实现电表数据的远程传输和监控。此外，该标准还规定了数据传输的安全保护措施(如数据加密和认证），以保证数据传输的安全性和可靠性。2.3数据存储ANSIC12.18标准规定了电表数据的存储方式和存储格式。电表可以将数据存储在内部存储器或外部存储器，以便日后的查询和分析。通过合理的数据存储和管理，可以有效利用和应用电表数据。3结语(1)ANSIC12.18标准对智能电表的发展具有重要推动作用。该标准规定了电表的数据结构、数据格式、电能测量方法和通信接口标准等内容，为智能电表的开发和应用提供了基础。(2)在电表数据管理方面,ANSIC12.18标准为电表数据的采集、处理和安全保护提供了指导，为电表数据的有效利用和应用提供了支持。(3)在数据传输方面,ANSIC12.18标准为电表与通信设备之间的数据传输提供了标准化的接口和数据格式,实现了电表数据的远程传输和监控(4)在数据存储方面,ANSIC12.18标准规定了电表数据的存储方式和存储格式,为电表数据的日后查询和分析提供了支持。(责任编辑：李顺）111.