变五防计算机与后台监控计算机串口通信异常缺陷

七、110kVNE变五防计算机与后台监控计算机串口通信异常缺陷

(一)缺陷概况

1.缺陷发生时的现象

2010年10月12日，110kVNE变后台监控计算机与五防计算机串口通信异常，五防操作失效。

2.缺陷设备基本信息

五防系统型号为UT－2000，后台监控系统为PS6000，通信方式为九针EIA－RS－232(以下简称：RS232)串口通信，通信距离5米，投运日期为2006年12月。

(二)缺陷处理情况

对RS232串口通信线进行检查及测试，五防计算机与后台监控计算机通信用通信线外观无破损，接口处无脱落和破损现象;万用表测试通信线各芯线的通断状态，结果正常。

对RS232串口通信卡进行检查，五防计算机内、后台监控计算机内RS232串口通信卡软件配置正常，接口外观无破损。通过笔记本电脑用测试软件分别对五防计算机、后台监控计算机内的RS232串口通信卡进行测试，五防计算机内RS232串口通信卡发送、接收报文正常，后台监控计算机内RS232串口通信卡发送报文正常，却无法接收测试软件发出的报文，判定为后台监控计算机RS232串口通信卡故障。

拔出后台监控计算机内RS232串口通信卡进行检查，外观无破损、烧痕，用万用表测量收、发针脚与地针脚通断情况，发现接收通信针与地端有短路现象，判定该串口已被击穿损坏。

更换后台监控计算机RS232串口卡后，五防计算机与后台监控计算机通信恢复正常。

图1－19　后台监控计算机与五防计算机通信示意图

(三)缺陷原因分析

九针RS232是计算机常用的一种串口通信，其结构、原理简单，常用于计算机鼠标、调制解调器、打印机等外部设备与计算机通信中，各针口的具体定义如图1－20所示。

图1－20　九针RS232针口定义图

110kVNE变后台监控计算机和五防计算机通信用RS232通信线焊接未采用九针模式，而是采用了三针简易模式，即只焊接了“2”“3”“5”针脚，见图1－21所示。

图1－21　RS232串口实际接线示意图

这种简易RS232串口通信模式下，串口以一条信号线传输二进制码，电压与逻辑编码采用负逻辑方式(注：－3至－15V代表“1”，+3至+15V代表“0”)，由于RS232公头的针头间无保护塑料套，当热拔插、操作次数过于频繁时易在针头间产生过电压。

该缺陷RS232串口损坏的直接原因为接收端与地端击穿造成，从图1－22可看出在RS232串口板的信号放大回路芯片中接收端(PC_TXD)至地端(GND)存在VD1二极管，VD1二极管一旦击穿必然造成收端与地端的短路。

图1－22　RS232电路原理图

造成二极管击穿的原因为电压超过其耐受电压，综合日常运行维护经验，出现电压过高的情况有：运行中拔插串口，串口板自然老化，串口焊接时工艺不良造成短路，通信线破损导致地线与收、发线短路。

(四)防范措施

1.2010年内先后出现过5起因RS232串口通信硬件故障导致五防计算机与后台监控计算机通信故障的缺陷。随着以太网技术的成熟，现阶段各厂家后台监控计算机和五防计算机都支持更为可靠安全的以太网通信。鉴于串口通信故障率较高，由检修部门将RS232串口通信方式更换为以太网通信方式。

2.新建(综合自动化技术改造)变电站施工设计图审查时，发现后台监控计算机与五防计算机采用串口通信时，由二次图纸审查人员立即提出整改意见。

3.在日常运行维护时，工作人员严禁带电拔插串口通信口。

4.施工人员制作串口通信接头时保证焊点可靠，焊接时注意不能对针头长时间加热，防止固定在保护塑料内的金属部件发生绝缘损坏。