PLC信道特性测试仪使用说明书.doc

PLC信道特性测试仪使用说明书青岛东软载波科技股份有限公司目录一、PLC信道特性测试仪简介3二、人机接口基本风格和测试仪主界面操作说明4三、通信成功率测试5四、通信误码率测试8五、电力线阻抗分析10六、电力线噪声分析15七、电力线基本参数测量19八、本机参数设置22九、串口参数设置24十、USB升级和数据备份功能27十一、安全注意事项29 一、PLC信道特性测试仪简介PLC信道特性测试仪（以下简称测试仪）主要用于了解现场的载波工作环境，给载波使用中出现的问题分析提供帮助。1、原理说明测试仪通过电力线连接端口连接到电力线上，测试该线路载波通信环境，并获取电源；测试仪配备2个载波模块（可灵活配置为发送或接收），载波模块与主控单元间通过标准UART口相连；阻抗噪声测量单元完成电力线的阻抗和噪声测量，与主控单元间实现隔离，用标准UART口经快速光耦相连；液晶部分显示测试结果及相关参数设置，按键用于完成各功能设置，同时可经上位机通信接口配合上位机软件完成同样功能及功能扩展。测试仪面板设计示意图如下：图1 测试仪面板设计示意图2、功能介绍(1) 通信成功率测试测试点对点通信成功率，即通信报文传输的成功率；(2) 通信误码率测试测试点对点通信误码率，即二进制编码传输的正确率；(3) 电力线阻抗分析分析接入点一定频带内的阻抗特性；(4) 电力线噪声分析分析电力线上的噪声状况；(5) 电力线基本参数测量监测电压合格率、电压相序状态、载波通信相位等。二、人机接口基本风格和测试仪主界面操作说明1、基本风格每个界面基本由3部分组成：标题栏、中央显示区和选项区。标题栏显示当前所处的功能模块；中央显示区显示当前输出或者选项设置；选项区显示当前所处功能界面能够进行的一些操作。如下图所示（单位为像素）：图2 界面基本风格示意图2、测试仪主界面操作说明上电后测试仪进入主界面，标题栏显示“载波通信测试仪”，选项区显示当前时间信息，中央显示区显示各功能模块项。使用方向键将光标停在所要选择的功能项上，通过按下“确认”键，进入对应功能模块。图3 测试仪主界面三、通信成功率测试1、成功率测试功能说明测试仪可以设置为主机或者从机，通过主机抄读设定的数据项，从机返回相应数据，来确定当前线路上的载波通信成功率状况。作为从机时只是响应主机的抄读命令，显示收到的命令数，而不用进行其他任何处理，包括运行参数设置、成功率计算和显示、数据存储、历史数据查看等，所有的处理在主机端完成。2、成功率测试主界面及功能进入成功率测试主界面后，中央显示区显示测试仪抄读从机的地址、抄读成功率、以及发送接收数据包的个数；选项区显示4个功能选择项，分别是：启动、停止、查看和设置，与4个功能键F1、F2、F3和F4分别对应，如下图所示：图4 成功率测试主界面各功能选择项说明如下表：选择项功能键功能说明1启动F1启动一次通信成功率测试2停止F2停止本次测试3查看F3查看过去最近6次测量的历史数据4设置F4设置测量所需的参数3、成功率测试历史查看按下功能键F3，进入历史数据查看界面，如图5左边部分：图5 成功率测试历史数据查看界面使用方向键的上下键可以切换上N次的历史数据，按下“确认” 键进入详细查看界面；按下功能键F4，用来清除历史记录。历史数据按照设定的时段和从机地址保存在文件中，查看时按时段显示，如图5中间部分。使用上下方向键将光标停在所要查看的时段上，按下“确认”键显示详细的记录，如图5右边部分。使用上下方向键可以循环显示8个从机在此时段下的通讯成功率和收发数据包个数。4、参数设置在成功率测试主界面按下功能键F4进入成功率测试相关参数设置界面，如下：图6 成功率测试参数设置界面根据实际可能的使用状况，目前定义的设置参数项如下：设置项功能键功能说明1终端设置无用于设置本测试仪为主机还是从机。当设置为从机时，（2）-（6）项参数失效；设置为主机时（2）-（6）项参数有效2从机地址无根据设置的从机地址，主机循环向各从机发送抄读命令，根据各从机的响应计算各从机与主机通信的成功率，并保存数据。目前从机最多可以设置8个3规约设置无为了配合现场已有终端，选择是通过97规约还是07规约进行抄读。目前固定抄读正向有功总电能4时段设置无将关注的时段加入后，系统运行时记录时段内的相关数据。目前最大可以设置8个时段5从机数量无设定需要抄读的从机数。目前最大为86发送间隔无主机循环发送抄读命令时，两次下发的间隔保存F4参数保存到文件，并使参数生效2、3、4项需要在更下一层界面进行设置，1、5、6项在本界面即可设置。所有设置均在按下功能键F4后生效并保存到文件，同时作为下次开机的默认值。在“终端设置”项的“主机”上按“确认”键，测试仪循环切换主机和从机模式。切换到从机模式时，显示如图7右边部分所示。使用上下方向键选择“从机地址”设置项，界面显示如下图7左边部分：图7 从机地址设置界面如果需要修改某一从机地址，将光标移动到相应地址上，按下“确认”键后，光标变成1位长度，左右方向键可以移动需要修改的地址位，上下方向键修改当前位的值（上加下减），如图7右边部分。整个地址修改完成后再次按下“确认”键，光标恢复成从机地址选择状态。将光标停在“XX规约”上可以进行规约类型设置。默认2007规约，按下“确认”键，规约类型循环在“07”（2007规约）和“97”（1997规约）间切换。将光标停在“时段设置”的选择项上按下“确认”键进入时段设置界面，如下：图8 时段设置界面 修改方式基本同“从机地址”设置。 “从机数量”和“发送间隔”项修改基本同“从机地址”设置。四、 通信误码率测试1、误码率测试功能说明测试仪可以设置为自发自收、握手收发发送端、握手收发接收端等模式。接收端显示误码率情况，并保存历史数据。2、误码率测试主界面及功能主界面根据设置的终端模式和工作模式显示略有差别，如下所示： 图9 误码率测试主界面主界面选项区各功能操作和意义同成功率测试。3、历史数据查看界面操作和意义同成功率测试。4、参数设置在误码率测试主界面选择“设置”后进入参数设置界面，如下：图10 不同设置显示不同的设置界面根据实际可能的使用状况，目前定义的设置参数项如下：菜单项功能键功能说明1终端设置无设置本测试仪为发送端还是接收端。当设置为接收端时，第（3）项参数失效2工作模式无设置自发自收或者握手收发模式3接收端地址无本测试仪设置为发送端时有效，测试仪循环发送测试帧到设置的地址。目前最多可设置8个接收端4接收端数量无设定接收端数量。目前最大为85时段设置无用于定时启动和停止测试。目前最大可以设置8个时段6码类型设置无用于设定发送端发送的测试码类型7发送间隔无主机循环发送测试码数据时，两次下发的间隔保存F4参数保存到文件，并使参数生效其中1、2参数项在光标上按“确认”键，参数循环显示发送端、接收端和自发自收、握手收发。3、4参数项需要进入下一层菜单设置，5、6、7项参数在本界面直接设置。以上详细设置方法参考成功率测试的参数设置。五、 电力线阻抗分析1、阻抗分析功能说明测试仪有两种工作模式，一种是全频段测量(50kHz-500kHz)，另一种是按照设定的频率进行测量（支持频率50kHz-1MHz）（同时支持2个可设频点）。频段测量时以曲线形式显示测量结果，主要反映阻抗变化趋势，不记录测试数据；按设定频率自动测量时保存测量的阻抗数据，可以查看。两种模式均测量和显示复阻抗情况，显示时在同一界面显示阻抗和角度两条曲线，使用光标查看详细数据。2、阻抗分析主界面及功能阻抗分析主界面显示如下：图11 阻抗分析主界面菜单项功能键功能说明测量F1进入即时阻抗测量选择界面查看F3查看过去最近6次设定频率测量的数据设置F4设置按频率测量所需的参数按下功能键F1进入测量选择界面，如下：图12 即时阻抗测量选择界面菜单项功能键功能说明频点F1按设定的频点、带宽、步长等参数测量阻抗全频F2测量50kHz500kHz的阻抗，步长固定为10kHz按下功能键F1或F2，测试仪下发单频点或全频段测量命令到阻抗测量模块，测量完成后发回测量数据在中央显示区显示阻抗情况，如下图： 图13 全频段阻抗测量显示 图14 单频点阻抗测量显示菜单项功能键功能说明光标F1开关右上角对应曲线的数值显示，使用方向键移动刷新F2再次启动测量抓图F4保存当前屏幕显示内容为BMP文件等待阻抗测量单元返回测量数据时显示如下等待界面：图15 阻抗测量等待测量数据等待阻抗测量单元返回数据时暂时屏蔽所有按键动作，获得数据或者等待超时后重新开放按键处理。等待超时显示如下所示提示界面：图16 等待测量单元数据超时使用功能键F4，即“抓图”，可以将当前屏幕抓图保存为.bmp文件，文件名为当前时刻，如2010年8月5日12点23分34秒抓的图片，其文件名为334.bmp，如果当前有U盘，则直接保存到U盘的bmpfiles文件夹下。3、阻抗分析历史查看阻抗分析保存了按频点测量的历史数据，查看时先选择查看上N次，然后选择要查看的频点，使用方向上下键即可查看上N次测量时记录的最大50组测量数据曲线，如下图： 图17 阻抗分析历史数据查看选择界面菜单项功能键功能说明1清零F4清除保存的历史数据 图18 阻抗分析历史数据查看界面一次测量每个频点可以保存50组测量数据，超出50组后循环覆盖。4、参数设置在阻抗分析主界面选择“设置”后进入参数设置界面，如下：图19 阻抗分析参数设置界面菜单项功能键功能说明1参数设置无详细设置测量相关参数2时段设置无设置用于自动测量的启动、停止时间3相位选择无选择所要测量的电力线A、B、C的某相保存F4参数保存到文件，并使参数生效 按下功能键F4时，通过继电器切换当前根据3选择的接入相。“参数设置”界面和内容如下：图20 参数设置界面根据实际可能的使用状况，目前定义的设置参数项如下：菜单项功能键功能说明1频点1无需要测量的频率12频点2无需要测量的频率23频带宽度无测量频点的上下带宽4测量步长无单频点测量在频带内的步进(自动测量时固定为1kHz，而非使用此步长)5自动测间隔无测试仪按照设定的间隔启动测量保存F4参数保存到文件，并使参数生效运行状态时不允许修改以上参数。参数设置不合理时不能保存，此时请根据选项栏的提示重新修改参数后保存。“时段设置”界面和内容如下：图21 阻抗分析时段设置界面菜单项功能键功能说明1起始时刻无自动测量的开始时间2结束时刻无自动测量的结束时间启动F1启动阻抗自动测量停止F2终止阻抗自动测量保存F4参数保存到文件，并使参数生效时段设置、保存完毕后，如果没有按下功能键F1，即“启动”，到达开始时刻时测试仪也不会启动自动测量；自动测量运行状态下，如果不想继续测量，可以按下功能键F2，即“停止”，强行结束本次测量。按下功能键F1或F2，光标会停留在对应的功能上，直到状态发生改变。自动测量运行状态，所有相关参数禁止修改，如果需要重新修改参数可以等到自动测量结束，或者强行结束测量，然后修改。参数具体设置操作可参考成功率测试参数设置。六、 电力线噪声分析1、噪声分析功能说明 本部分用于测量和显示电力线上的背景噪声状况。2、噪声分析主界面及功能噪声分析主界面如下：图22 噪声分析主界面菜单项功能键功能说明测量F1启动噪声测量查看F3查看过去最近6次噪声自动测量的数据设置F4设置噪声测量相关参数3、噪声测量显示界面噪声测量选择界面显示如下：图23 噪声测量选择界面菜单项功能键功能说明时域F1启动一次时域噪声测量频域F2启动一次频域噪声测量图24 噪声测量显示菜单项功能键功能说明光标F1开关右上角对应曲线的数值显示，使用方向键移动刷新F2再次启动测量抓图F4保存当前屏幕显示内容为BMP文件4、历史查看界面 噪声历史数据查看选择界面如下：图25 噪声历史数据查看选择界面菜单项功能键功能说明时域F1显示时域噪声历史数据频域F2显示频域噪声历史数据图26 噪声历史数据查看选择界面使用上下键选择前一次或者后一次的测量记录，总共记录过去6次的历史，每次测量记录50组数据，循环覆盖。菜单项功能键功能说明清零F4清除历史记录数据按下“确认”键后进入详细数据查看界面，如下：图27 时域、频域噪声历史数据显示菜单项功能键功能说明光标F1开关右上角对应曲线的数值显示，使用方向键移动抓图F4保存当前屏幕显示内容为BMP文件5、噪声测量参数设置界面图28 参数设置菜单项功能键功能说明1测量时长无噪声测量间隔，单位ms2测量时段无设置用于自动测量的启动、停止时间3测量间隔无测试仪按照设定的间隔启动测量4自动测量无切换自动测量时域噪声或频域噪声保存F4参数保存到文件，并使参数生效测量时段设置界面如下：图29 自动测量时段设置界面菜单项功能键功能说明1起始时刻无自动测量的开始时间2结束时刻无自动测量的结束时间启动F1启动噪声自动测量停止F2终止噪声自动测量保存F4参数保存到文件，并使参数生效时段设置、保存完毕后，如果没有按下功能键F1，即“启动”，到达开始时刻时测试仪也不会启动自动测量；自动测量运行状态下，如果不想继续测量，可以按下功能键F2，即“停止”，强行结束本次测量。按下功能键F1或F2，光标会停留在对应的功能上，直到状态发生改变。自动测量运行状态，所有相关参数禁止修改，如果需要重新修改参数可以等到自动测量结束，或者强行结束测量，然后修改。七、 电力线基本参数测量1、基本参数测量功能说明本部分用于显示当前相序状态、供电电压状态、载波通信相位状态等电力线基本参数。2、基本参数测量主界面及功能 主界面显示如下：图30 电能参数显示主界面菜单项功能键功能说明相序F1显示当前相序正确或者处于逆相序状态电压F2显示电压合格率、极限电压值及出现时刻相位F3显示和设置载波通信的相位3、相序状态 在电能参数主界面使用功能键F1，界面显示当前相序状态是否正确，显示如下：图31 相序状态显示4、电压合格率在电能参数主界面使用功能键F2，界面显示当前供电电压状况，包括最高最低电压值、出现时刻、电压合格率情况，显示如下：图32 电压合格率显示菜单项功能键功能说明当前F1显示当前小时内的电压状态A相F2循环显示A、B、C三相的当前电压状态设置F3用于设置电压上下限等参数历史F4查看保存的电压合格率数据（也通过F2循环查看A、B、C三相的历史数据）光标用于区分目前显示的是“当前”数据还是“历史” 数据。查看历史数据时使用方向上下键可以查看前一小时和后一小时的电压合格率数据，按小时保存一年的数据。目前参数“设置”项只包含电压上下限两个参数，后续根据需要扩展，显示如下：图33 参数设置项5、相位信息相位测量模块具备两种功能：一种是作为终端接收相位信息，另一种是作为主机给终端发送相位信息。测试仪上电起，一直处于接收状态，接收到主机的相位帧时显示，如下图：图34 作为终端接收到相位信息时显示作为主机发送相位信息时，通过“状态切换”进入参数设置界面，光标停在相位字符上时按方向右键，循环显示A、B、C相，使用功能键F4将选择的相位发送到终端，如下图：图35 作为主机设定和发送相位信息八、 本机参数设置1、本机参数设置说明本项设置主要用来设置本机的系统时间、通信地址、与上位机通信时的通信速率、以及两个载波模块的详细设置。主设置界面如下：图36 通用参数设置界面根据实际可能的使用状况，目前定义的设置参数项如下：菜单项功能键功能说明1载波模块1无三相模块2载波模块2无单相模块3地址无测试仪作为从机或者接收端时使用4通信速率无测试仪与上位机串口通信时使用5系统时间无设置测试仪的系统时间6网络参数无设置本机用于网络通信的相关参数保存F4参数保存到文件，并使参数生效2、载波模块设置说明载波模块参数设置界面如下：图37 载波模块参数设置界面载波模块参数设置项如下：菜单项功能键功能说明1收发设置无设置此模块的收发状态2通信速率无设置当前模块与核心板通信速率保存F4参数保存到文件，并使参数生效参数具体设置操作可参考成功率测试参数设置，所有参数设置均在使用功能键F4（即“保存”）后生效并保存到文件中，并作为下次上电的默认值。3、系统时间设置图38 系统时间设置界面时间修改完成后，按下功能键F4，即“设置”，系统时间更改为设置的时刻。4、网络参数设置图39 本机IP设置界面各参数修改完成后，按下功能键F4，即“保存”，网络更改并保存作为下次上电默认参数。九、 串口参数设置上位机可以通过串口对测试仪的参数进行设置，通信帧格式沿用07/645形式，自定义数据标识。1、参数读写帧格式(1) 读参数数据帧：正常返回数据帧：异常返回数据帧：(2) 写参数数据帧：正常返回数据帧：异常返回数据帧：2、数据项和数据标识数据标识数据格式数据长度（字节）单位功能数据项名称DI3DI2DI1DI0读写通信成功率测试部分010000011*终端设置0:TX,1:RX010000021*从机数量(1-8)010000032s*发送间隔(1-999)010001010208XXXXX6*从机地址010002011*规约选择0:07,1:97010003010208HHmmHHmm4*时段设置01000401XXXX2*成功率测试启动停止启动:6699停止:996601000501XXXX2*成功率测试历史数据清零5a33通信误码率测试部分（暂时不支持）噪声测量部分030000022ms*噪声测量时长(1999)030000032分*噪声自动测量间隔(1999)030000041*噪声自动测量时域(0)/频域(1)03000301YYMMDDhhmm5*噪声自动测量开始时刻03000302YYMMDDhhmm5*噪声自动测量结束时刻03000401XXXX2*噪声测量启动停止启动:6699停止:996603000501XXXX2*时域噪声测量历史数据清零5a3303000502XXXX2*频域噪声测量历史数据清零5a33阻抗测量部分045500012kHz*阻抗频点1(50-500)045500022kHz*阻抗频点2(50-500)045500032kHz*阻抗频带宽度(1-999)045500042kHz*阻抗测量步长(1-999)045500052min*阻抗自动测量间隔(1-999)04550101YYMMDDHHmm5*阻抗测量开始时刻04550102YYMMDDHHmm5*阻抗测量结束时刻045502011*阻抗相位0:A,1:B,2:C04550401XXXX2*阻抗测量启动停止启动:6699停止:996604550501XXXX2*阻抗测量历史数据清零5a33电能参数部分050001012V*电压上限050001022V*电压下限050003011*相位设置通用参数部分040001014*设置日期YYMMDDWW040001023*设置时刻HHmmss060000011*模块1收发设置0:发送,1:接收060000021*模块1通信速率设置0:1200,1:2400,2:4800,3:9600060001011*模块2收发设置0:发送,1:接收060001021*模块2通信速率设置0:1200,1:2400,2:4800,3:9600060003011*与上位机的通讯速率设置0:1200,1:2400,2:4800,3:9600060004016*本机IP地址060004026*网关060004036*本机MAC地址本机当前状态090000011*系统运行状态字3、错误字、状态字(1)错误信息字ERR：Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0保留保留保留保留修改状态运行状态无请求数据非法数据(2)状态字Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0保留保留保留阻抗测量0：停止1：运行频域噪声0：停止1：运行时域噪声0：停止1：运行误码率0：停止1：运行成功率0：停止1：运行十、 USB升级和数据备份功能1、U盘升级、备份需要的文件(1) 采用U盘升级时，必须保证U盘根目录下有AutoRun.sh、Updata.sh两个文件以及update文件夹，且升级文件位于update文件夹下；(2) 采用U盘备份数据时，必须保证U盘根目录下有AutoRun.sh、BackUp.sh两个文件；(3) 升级和备份同时进行时，必须保证U盘根目录下有AutoRun.sh、Updata.sh、BackUp.sh三个文件以及update文件夹，且升级文件位于update文件夹下。2、升级和数据备份控制为了方便升级和数据备份，在AutoRun.sh和Updata.sh两个文件中定义了3个变量，用来控制升级和备份的进行：(1) AutoRun.sh中有两个变量UPDATE和BACKUP。UPDATE=1时会进行升级，UPDATE=0则不升级；BACKUP=1时会备份数据，BACKUP=0则不备份数据。UPDATE和BACKUP可以根据需要进行组合。(2) Updata.sh中有一个变量DELUPFILES。DELUPFILES=1时升级完毕会自动删除U盘update文件夹下的升级文件，此U盘在重新写入升级文件前不能再次给测试仪升级程序(单次升级)；DELUPFILES=0时则不自动删除U盘上的升级文件，可以继续使用此U盘升级另外的测试仪(批量升级)。变量包含于文件取值功能说明UPDATEAutoRun.sh0不升级备份和批量升级不能同时进行1(默认)升级BACKUPAutoRun.sh0不备份1(默认)备份DELUPFILESUpdata.sh0批量升级1(默认)单次升级3、操作说明(1) 复制AutoRun.sh、Updata.sh、BackUp.sh文件到U盘根目录下，并在U盘根目录下建立update文件夹，将要升级的文件放入update文件夹下；(2) 根据需要配置好UPDATE、BACKUP和DELUPFILES三个变量；(3) 将U盘插入测试仪的USB接口；(4) 等待升级文件的复制、历史数据备份，测试仪“传输”指示灯点亮前，请勿移除U盘；(5) 测试仪“传输”指示灯点亮后，移除U盘，并给测试仪断电、重启注；(6) 升级和(或)备份完成。注：如果只是备份数据，则在(5)移除U盘后不需要给测试仪断电重启。4、文件夹和文件命名说明文件夹名称文件夹说明文件名格式通配符说明1bmpfiles保存所有抓图产生的图片文件XXXXXXXXXXXXXX.bmpYYYYMMDDhhmmss（完整的时刻）2hisfiles保存阻抗、噪声和电压合格率历史数据文件阻抗数据restimeX.xlsX:对应上X次记录时域噪声数据noisetimeX.xlsX:对应上X次记录频域噪声数据noisefreqX.xlsX:对应上X次记录阻抗测量记录数据库用文件reshistory时域噪声测量数据库用文件timenoisehistory频域噪声测量数据库用文件freqnoisehistory电压合格率数据库用文件voltageeligiblehistory十一、 安全注意事项1、 本机额定电压为交流220V/50Hz，适用范围160V-250V，不可使用其它电源；2、 请勿用湿手插拔电源或者操作测试仪；3、 不得带电插拔载波模块；4、 不可随意更换电源线；5、 使用过程中测试仪应平稳放置；6、 使用时有冒烟、异味、异响等异常情况时，应立即切断测试仪电源。