DL/T 645-1997 多功能电能表通讯规约

户外交流高压跌落式熔断器及页码，���

多功能电能表通信规约

Multi-function�watt-hour�meter�communication�protocol

DL/T�645—1997

中华人民共和国电力行业标准

DL/T�645—1997

多功能电能表通信规约

Multi-function�watt-hour�meter�communication�protocol

中华人民共和国电力工业部1998-02-10�批准��������1998-06-01�实施

前���言

��制定本标准是为统一和规范多功能电能表的费率装置与数据终端设备进行数据交换时的物理连接和协

议。

��标准的编写参照了国际标准IEC关于本地和总线数据通信的有关内容，同时结合我国电力系统多功能

电能表使用中的实际情况。信息量的确定是以电力行业标准《多功能电能表》为依据。

��本标准，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标准串行电气接口和调制型红外光接口；链路层中的字节格式、帧格式参照IEC1142中的有关内容；树

状结构的数据信息编码格式参考IEC1107有关内容；数据域传输时采用余3编码原则；在数据分组、标识编

码方面保证了传输数据的快捷方便，兼顾了信息的可扩充性。

��本标准的实施将规范费率装置的通信接口，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和附录B都是标准的附录。

��本标准的附录C是提示的附录。

��本标准由电力工业部安生司提出。

��本标准由电力工业部电测量标准化技术委员会归口。

��本标准负责起草单位：山东省电力工业局。

��本标准主要起草人：郭金英、鲁国才、张雁、徐民、卢兴远、吴维一。

1�范围

��本标准适用于本地系统中多功能电能表的费率装置与手持单元(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，规定了它们之间的物理连接、通信链路及应用技术规范。

2�引用标准

��下列标准所包含的条文，通过在本标准中的引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均

为有效，所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

��GB/T3453—1994�数据通信基本型控制规程

��GB/T9387—1995�信息处理系统�开放系统互连�基本参考模型

��DL/T614—1997�多功能电能表

��IEC1107—1996�读表、费率和负荷控制的数据交换——直接本地数据交换

��IEC1142—1993�读表、费率和负荷控制的数据交换——本地总线数据交换

��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

3.1�费率装置�tariff�device

��固定的数据采集与处理单元，通常与电能表连接或与电能表组装在一起。

3.2�手持单元(HHU)�hand-held�unit

��能与费率装置或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

��一个费率装置与一个手持单元之间的数据交换。

�������������������

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图�1�读数头的结构(单位：mm)

(a)元件布置；(b)各部件尺寸

3.5�本地总线数据交换�local�bus�data�exchange

��一组费率装置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。本标准中指费率装置。

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

��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费率装置之间的物理接口、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费率装置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，在数据终端设备与费率装置之间发送、接收各种数据信息。

4�物理层

4.1�接触式光学接口

4.1.1�读数头结构

�������������������

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图�2�磁钢的特性参数(单位：mm)

(a)吸力；(b)尺寸

尺寸：内径d=13mm±1mm，外径d=28mm

ja

(最小值)磁力线方向：N极轴线指向费率装置

图�3�光口正视图(单位：mm)

读数头的结构如图1所示。

�4.1.2�磁钢的特性参数

��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)。

4.1.3�费率装置中光口的元件位置

��费率装置中光口的元件布置如图3所示。

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，调准费率装置中的红外线接收器，使其正对着读数头中的红外线发射器，同时调准读

数头中的红外线接收器使其正对着费率装置中的红外线发射器。

��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800nm～1000nm。

4.1.5.2�发射器

�������������������

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��读数头和费率装置中的发射器，在距离费率装置或读数头表面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E的极限值为：

e/t

��ON状态��5W/m2≤E≤50W/m2

e/t

��OFF状态��E≤0.1W/m2

e/t

图�4�读数头的电气特性

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；

�U—工作电压

P

4.1.5.3�接收器

��信号接收时，在距红外接收头10mm±1mm的参考平面处的辐照度EE/r，其极限值为：

��ON状态��E≥2W/m2

e/r

��OFF状态��E≤0.2W/m2

e/r

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。

4.1.6.1�读数头的使用极限数据

��信号电平

OFF状态������������ON状态

二进制“1”���������二进制“0”

MARK(传号)��������SPACE(空号)

关断光源����������打开光源

＜-3V(V.28)��������＞+3V(V.28)

≤0.8V(TTL输入)������≥2V(TTL输入)

-0.5V～0.4V(TTL输出)���2.4V～U(TTL输出)

P

��注：此处采用TTL负逻辑。

4.1.6.2�传输速率

��最大传输速率不低于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。

图�5�信号与调制

(a)未经调制的电信号；(b)调制后的红外光信号

�������������������

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图�6�光辐射角

4.2�调制型红外光接口

4.2.1�调制特性

���信号的调制见图5。载波频率38kHz±1kHz。

4.2.2�光学特性

4.2.2.1�参比温度�23℃±2℃。

4.2.2.2�光辐射半角+è+

��è≥15°(如图6所示)。

4.2.2.3�波长

��红外线波长为900nm～1000nm。

4.2.2.4�发射器

��发射器在其光轴上距发射器表面1m处产生红外光信号的辐照度E≥50mW/m2。

e/r

4.2.2.5�接收器

��接收器在其光轴上距接收器表面距离10mm处红外光辐照度E，应能满足如下条件。

e/r

红外光辐照度接收器状态

0.35mW/m2≤E≤20000mW/m2ON状态

e/r

E≤0.20mW/m2OFF状态

e/r

4.2.2.6�光环境条件

��按4.1.5.4，在此条件下有效通信距离大于4m。

4.2.3�电气特性

��按4.1.6，但传输速率应不大于1200bps。

4.2.4�使用条件

4.2.4.1�避免强光(日光和荧光)直射红外接收器的接收窗口。

4.2.4.2�工作时应尽量使接收器的光轴与发射器的光轴保持一致。

4.2.4.3�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。

4.3.1�驱动与接收端耐静电放电(ESD)±15kV(人体模式)。

4.3.2�共模输入电压：-7V～+12V。

4.3.3�差模输入电压：大于0.2V。

4.3.4�驱动输出电压：在负载阻抗54Ù时，最大5V，最小1.5V。

4.3.5�三态方式输出。

4.3.6�半双工通信方式。

4.3.7�驱动能力不小于32个同类接口。

4.3.8�在传输速率不大于100kbps条件下，有效传输距离不小于1200m。

4.3.9�总线是无源的，由费率装置或数据终端提供隔离电源。

5�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，费率装置为从站。每个费率

装置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、数据长度、数据域、帧信息纵向校验码及帧结束符等7个部分组成。每部分由若干字节

组成。

5.1�字节格式

�������������������

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图�7�字节传输序列

图�8�帧格式

��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。

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，可以为

表号、资产号、用户号、设备号等。具体使用可由用户自行决定。当使用的地址码长度不足6字节时，用

十六进制AAH补足6字节。低地址位在先，高地址位在后。当地址为999999999999H时，为广播地址。

5.2.3�控制码C：控制码的格式如下所示。

��D7=0：由主站发出的命令帧

��D7=1：由从站发出的应答帧

��D6=0：从站正确应答

��D6=1：从站对异常信息的应答

��D5=0：无后续数据帧

��D5=1：有后续数据帧

��D4～D0：请求及应答功能码

�������00000：保留

�������00001：读数据

�������00010：读后续数据

�������00011：重读数据

�������00100：写数据

�������01000：广播校时

�������01010：写设备地址

�������01100：更改通信速率

�������01111：修改密码

�������10000：最大需量清零

�������������������

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5.2.4�数据长度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和数据、密码等，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

5.3.1�前导字节

��在发送帧信息之前，先发送1～4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，被请求的从站根据命令帧中

控制码的要求作出响应。

��收到命令帧后的响应延时T：20ms≤T≤500ms。

dd

��字节之间停顿时间T:T≤500ms。

bb

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�传输速率

��初始速率：1200bps。

��标准速率：300，600，1200，2400，4800，9600bps。

��特殊速率：由厂家规定。

��传输速率的特征字Z见附录B4，特征字的各位不允许组合使用。1200bps时，Z=0。修改速率时特征字

Z仅在一个二进制位为1时有效。

��传输速率的变更，首先由主站以初始速率向从站发变更速率请求，从站以初始速率发确认应答帧或否

认应答帧。收到从站确认帧后，双方以确认的新的速率进行以后的通信，并在通信结束后恢复到初始速

率；若在500ms内未建立起通信链路，则双方均恢复至初始速率。每次通信中只允许改变一次通信速率。

��注：最大传输速率受光电头或费率装置光学接口的限制，也受费率装置数据处理单元中工作时钟频率

的限制。

6�数据标识

6.1�数据分类

��除测量值以外，本标准将计数值，最大需量发生时间，瞬时电压、电流、功率值等归为变量类，将日

历、时间、用户设置值、费率装置的特征字、状态字、费率时段等归为参变量类。

6.2�数据标识结构及编码

��费率装置中有各种不同类型、不同属性的数据。本标准采用四级树状结构的标识法来表示这些数据。

用2个字节的4个字段分别标识数据的类型和属性，这2个字节为DI和DI，4个字段分别为DI、DI、

１01H1L

DI和DI，其中DI为最低�级标识字段，DI为最高级标识字段。

0H0L0L1H

��用DI标识数据的类型，其标识如下：

1H

�������������������

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��用DI、DI、DI标识数据的不同属性时，对于电能量和最大需量数据，由于其具有多个属性，如

1L0H0L

时域性(当前值、上月值、上上月值等)、分类属性(有功、无功)、供电方向属性(正向、反向)、费率属性(总

量、不同费率的量)等，它们的标识见6.2.1和6.2.2。

6.2.1�电能量数据标识：

��各电能量数据的标识编码在表A1中给出。

6.2.2�最大需量数据标识：

��各最大需量数据的标识编码在表A2中给出。

6.2.3�按照本标准数据的分类，最大需量发生的时间属变量类，考虑到数据终端读取数据的方便，将其与

相应的最大需量以相同的编码、不同的类别代号(A、B)，单独列在表A3中。其他属于变量、参变量的各类

数据的标识编码在表A4、A5中给出。

�������������������

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6.2.4�负荷记录数据块的标识编码列在表A6中。关于该项数据的格式及字长在有关标准中尚未给出，暂可

由用户自行定义。

6.3�数据集合

6.3.1�概述

��数据标识码标识单个数据项或数据项集合。单个数据项可以用附录A中对应数据项的标识码唯一地标

识。当请求访问由若干数据项组成的数据集合时，可使用数据块标识码和数据集标识码。

6.3.2�数据项、数据块和数据集合

6.3.2.1�数据项

��反映费率装置中某一时空量和数字量的若干BCD码，如附录A序号1中9010H表示当前正向有功总电

能，格式为XXXXXX.XX(kWh)。

6.3.2.2�数据块

��数据标识符中由标识字段DI、DI、DI分别相同，而DI取值不同〔0，1，2，⋯，k(k为可能的

1H1L0H0L

最大取值)〕的各连续数据项组成的一组数据，称数据块。数据块的标识特征为DI=1111B。

0L

6.3.2.3�数据集合

��由1个或多个数据块构成一个数据集合。在数据标识符中，较高级标识字段DI、DI和DI标识为

1H1L0H

1111B或11B时表示一个数据集合，代表该字段所有可能的取值范围与其下一级标识字段的多个数据块所组

成的数据集合。此时不论其下一级标识字段为何值，均视为数据集标识，即11B或1111B。

��数据传输时组成数据集的各数据块的结束符为AAH，两个连续的AHH表示一个空数据块。如图10所示

数据集合中包含四个数据块，其中数据块1有m1项数据，数据块2有m2项数据，数据块3为0项，数据块4有

m4项数据。

图�10�传输时数据集合示意图

6.3.3�数据集合标识举例

��a)标识码DIDI=9010H(数据项)

10

��表示当前正向有功总电能。

��b)标识码DIDI=901FH(数据块)

10

��表示当前正向总电能与各费率电能集合(总电能，费率1、费率2⋯⋯费率k的电能)。