作者/王博，國網山東省電力公司成武縣供電公司

集中器常見死機原因分析及解決方法探究

作者/王博，國網山東省電力公司成武縣供電公司

集中器的穩(wěn)定性可影響數據信息傳輸速度，如集中器出現(xiàn)死機現(xiàn)象，整個通信系統(tǒng)的信息傳輸量、信息傳遞的實時性將無法滿足要求，應確保集中器穩(wěn)定運行。本文探究了導致集中器死機的常見原因與解決死機故障的方法。

集中器；死機；原因；方法

引言

集中器屬于信息處理設備，處理中心為單片機，能根據服務端口、中心IP地址等數據服務參數收集、抄讀、處理與存儲采集終端發(fā)送的數據信息，同時與手持采集單元、主站交換數據信息，是信息傳輸通路中的橋梁[1]。加電后集中器可自動運行，完成注冊與連接后便可以提供數據傳輸服務，在交換數據的過程中可篩選與辨別主站傳輸的指令，并向采集終端發(fā)送有效指令。如無需傳輸數據，集中器可自動調整為休眠模式。集中器在整個通信系統(tǒng)中起到了控制樞紐的作用，應注意分析集中器常見死機原因，并及時解決死機問題。

1.死機原因

集中器出現(xiàn)死機現(xiàn)象時，無法實現(xiàn)下行通信，召測時通常無應答，且主站顯示集中器處于離線狀態(tài)。死機現(xiàn)象發(fā)生時，雖可以利用按鍵喚醒集中器的顯示屏，但不能啟動集中器，即使是斷電之后再重新加電時也無法啟動。造成集中器出現(xiàn)死機問題的常見原因包括以下幾種。首先，數據存儲異常及雷擊問題可引起集中器死機。集中器的數據存儲空間有限，在運行時間逐漸延長與數據存儲量不斷增加時，存儲空間占用比可不斷增大，造成可用存儲空間變得越來越小，再加上集中器不能自動刪除存儲的數據信息，在存儲空間占用比達到100%時，將會出現(xiàn)數據溢出問題[2]。溢出的數據極有可能占用系統(tǒng)程序運行空間，造成程序運行空間不足，因此程序將會被卡死，無法繼續(xù)運行，由此引起死機問題。集中器通常被安裝在戶外，容易受到雷擊的影響，雷擊時可產生20000A左右的巨大電流，電壓可達到1×1010V左右，如集中器的GPRS天線頭遭到雷擊，不但會擊穿載波模塊，還會在集中器的電源輸出模塊與輸入模塊之間形成大電流瀉放回路，燒毀元器件，引起死機故障。其次，電池欠壓與相互竄擾也會引起死機問題。集中器內置時鐘電池如出現(xiàn)電壓不足問題，停電時欠壓電池無法支持系統(tǒng)正常運行，集中器的顯示屏通常會提示系統(tǒng)內存不足，且陷入死機狀態(tài)。集中器在傳輸數據時需利用相線、中性線或地線，信號的傳輸方式主要為半雙工傳輸形式，如中性線或地線共接，相鄰集中器下發(fā)報文時可出現(xiàn)相互竄擾現(xiàn)象。相互竄擾不但會造成信息傳輸失敗，還會影響集中器工作性能，造成死機，主站也無法成功召測集中器。

2.解決方法

■2.1 改進數據存儲方式，運用雷擊保護措施

對于由數據存儲異常引起的死機問題，可根據集中器的運行特點與數據存儲要求修改軟件運行程序，對數據存儲方式進行優(yōu)化調整，確保能夠及時回收與高效利用存儲空間。發(fā)現(xiàn)可用存儲空間＜20%時，應及時將部分存儲時間較長的數據及文件清除，騰出可用存儲空間，確保可用存儲空間充裕，防止因可用存儲空間過小而引起數據溢出或數據讀寫失敗問題，避免溢出的數據擠占程序運行空間，從而保證系統(tǒng)程序能夠正常運行，預防發(fā)生死機現(xiàn)象。發(fā)生死機問題后，可優(yōu)化升級運行程序，盡量使集中器能夠自動清除數據與回收可用空間，同時刪除部分無用文件，隨后斷電重啟。為避免集中器的GPRS天線遭到雷擊，安裝集中器時應盡量在不會遭受直接雷擊的區(qū)域或避雷裝置保護區(qū)域內設置GPRS天線，盡量避免在用電設備的最上方設置GPRS天線，防止GPRS天線變成吸雷點[3]。還可以在延長天線與GPRS模塊之間安裝防雷器，避免雷擊直接損壞集中器，從而減少死機問題。對于已經遭受雷擊破壞及發(fā)生死機現(xiàn)象的集中器，應更換被損壞的元器件或更換新的集中器。應避免集中器的外殼與易于采光或受熱的設備、器件直接接觸，防止雷擊發(fā)生時造成集中器被直接燒毀。此外，雷電發(fā)生時通常會伴隨暴雨，為避免雨水引起短路故障及預防集中器死機，應注意整理好集中器的電流線與電壓線，控制好接線長度，避免電流線與電壓線纏繞扎堆，同時在集中器周圍設置遮擋物。

■2.2 應用移動電源，防止集中器相互竄擾

內置電池欠壓是造成集中器發(fā)生死機故障的重要原因，為解決電池欠壓問題及防止停電時出現(xiàn)死機故障，應準備好足夠的備用電池，及時更換欠壓內置電池，還可以利用移動電源為集中器連續(xù)供電，使集中器處于連續(xù)運行狀態(tài)。在選擇集中器的移動電源時，可采用技術相對成熟且市場供應量較大的220V移動型電源。為確保移動電源可以有效解決內置電池欠壓及停電引起的死機問題，在安裝移動電源時應注意以下事項。安裝前應確認外接移動電源型號與集中器型號相互匹配，且應用外接移動電源的集中器主板電池欠壓，停電后可引起死機現(xiàn)象。還應保證停電后的5min內外接移動電源可以立即為集中器供電，在原有電源恢復供電后的5min內外接移動電源能夠自動切斷。安裝時需依次斷開集中器的供電線路，并利用絕緣膠布包扎好線頭，隨后在集中器的接線樁上接入移動電源，注意保證移動電源與集中器接線正確，移動電源的電量充足，使用外接移動電源時，應安排兩名停電配合人員、送電配合人員。接入移動電源后及時檢查能否正常啟動集中器，在電網恢復供電后，需及時將移動電源切斷。此外，為防止集中器發(fā)生相互竄擾現(xiàn)象，應注意調整處于共接狀態(tài)的中性線與地線，保證各個集中器的中性線、地線互相獨立。如集中器已經出現(xiàn)互相竄擾現(xiàn)象，應及時找出發(fā)生竄擾問題的集中器，隨后調整集中器所在的位置，盡量增加相鄰集中器的間隔距離，使串擾造成的不良影響降至最低，從而防止集中器再次發(fā)生死機現(xiàn)象。

■2.3 案例分析

某集中器采用的芯片為AT91SAM9260，微處理器可采集數據、處理數據及傳送數據，硬件包括通信接口、LCD、存儲器、復位電路、電源電路及時鐘電路等，通信網絡為以太網，通信模塊為GPRS模塊，采用載波及RS-485總線實現(xiàn)下行通信，通信接口包括RS485接口、RS232接口及紅外接口，集中器結構見圖1。一次雷雨過后發(fā)現(xiàn)該集中器的顯示屏處于黑屏死機狀態(tài)，避雷器爆裂，初步判斷死機原因為雷擊。打開表蓋時發(fā)現(xiàn)熱敏電阻發(fā)熱，更換電阻后接入交流電源，發(fā)現(xiàn)輸入端電壓異常，判斷開關電源出現(xiàn)故障，電源電路結構見圖2。對開關電源進行進一步檢查后發(fā)現(xiàn)電源板中的整流橋堆出現(xiàn)短路問題。短路問題發(fā)生時可造成電流過大，致使熱敏電阻的溫度在短時間內快速上升，出現(xiàn)發(fā)熱發(fā)燙現(xiàn)象。另外，防雷措施在雷擊發(fā)生時并未有效發(fā)揮保護作用，避雷器遭受雷擊后發(fā)生爆炸，再加上抗浪涌回路保護響應速度較慢，雷擊發(fā)生時不能有效保護二級管，二極管被擊穿后形成短路現(xiàn)象。明確死機原因后，及時更換了壓敏電阻，同時將整流橋堆拆除，經過處理后可正常啟動集中器，啟動后無異常運行表現(xiàn)。

圖1

圖2

3.結語

綜上，集中器連續(xù)運行周期長、工作環(huán)境多樣，振動、濕度及溫度等因素均可影響集中器的性能參數，在部分情況下可能會導致通信過程不穩(wěn)定或引起通信失效。為提高集中器通信質量，減少掉線故障與確保穩(wěn)定在線，保證集中器能夠完整、安全與準確處理、傳輸數據信息，需要根據運行環(huán)境特點與運行負荷特征優(yōu)化集中器工作性能，延長集中器壽命，減少死機問題。在分析死機原因時，應采用規(guī)范化、科學化的問題分析流程，在解決死機問題時需選擇實用方法。此外，應注意合理安裝集中器，科學設置網絡節(jié)點，減少通信干擾。

＊ [1]李睿超,郭迎清,李巖,等.基于數據集中器的超燃沖壓發(fā)動機分布式控制系統(tǒng)通信方案設計[J].推進技術,2016,37(9):1766-1773.

＊ [2]劉穎,蔡海波.采集終端自動對時異常引發(fā)電能表時鐘問題的分析[J].電子技術與軟件工程,2016(3):131.

＊ [3]李國鈺,張成文,張強,等.基于DBPSK低壓電力線載波通信和微功率無線通信的雙模通信在低壓載波集抄系統(tǒng)中的應用[J].制造業(yè)自動化,2015,37(12):130-133.