一、產(chǎn)品簡(jiǎn)介

單相多功能電力儀表，一種具有可編程測量、顯示、RS485數字通訊和電能脈沖輸出的多功能智能電力儀表，能夠完成單相電參量測量(電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、視在功率、功率因數、頻率等)、電能計量、數據顯示、采集及傳輸，可廣泛應用變電站自動(dòng)化、配電自動(dòng)化、智能建筑、企業(yè)內部的電能測量、管理、考核。測量精度0.5級，實(shí)現LCD或LED現場(chǎng)顯示和遠程RS-485數字接口通訊，采用標準MODBUS-RTU通訊協(xié)議。擴展功能供選配：2路繼電器輸出(可作為本地電參量報警或遠程遙控輸出)、2路開(kāi)關(guān)量輸入。

二、技術(shù)參數

三、安裝與接線(xiàn)

3．1 儀表尺寸

3．2 安裝方法

(1) 在固定配電柜開(kāi)開(kāi)孔尺寸大小的孔；

(2) 取出儀表，松開(kāi)螺絲，取下固定支架；

(3) 儀表由前插入安裝孔；

(4) 插入儀表固定支架，并擰緊螺絲固定儀表。

3．3 端子接線(xiàn)

說(shuō)明：如與儀表殼體接線(xiàn)圖不一致，請以?xún)x表殼體接線(xiàn)圖為準！

四、編程操作

4．1 進(jìn)入和退出編程狀態(tài)

進(jìn)入編程狀態(tài):

在測量顯示狀態(tài)時(shí)按住“SET”鍵約2秒鐘，進(jìn)入密碼認證頁(yè)面，使用“?”鍵,“▲”鍵和“▼”鍵輸入密碼 (出廠(chǎng)默認用戶(hù)密碼為1111)，再按“SET”鍵就進(jìn)入編程狀態(tài)頁(yè)面。注意：如果輸入密碼按“SET”鍵后，退出到測量顯示狀態(tài)，則表示輸入密碼不正確。

退出編程狀態(tài)：

在編程狀態(tài)，一直按住“SET”鍵約2秒鐘，退出編程狀態(tài)，會(huì )提示用戶(hù)選擇是否保存設置值，“”保存設置值，“”不保存設置值。

4．2 編程操作中按鍵的使用

功能鍵SET：確認設置值，進(jìn)入下一項設置或退出設置。

位選鍵 ?：循環(huán)選定要設置的數碼位，選定的數碼位下會(huì )有一個(gè)下畫(huà)線(xiàn)指示。

增加鍵 ▲：改變選定數碼位的數值(數碼數值從0到9循環(huán))。

減小鍵 ▼：改變選定數碼位的數值(數碼數值從9到0循環(huán))。

五、面板說(shuō)明與測量信息顯示

5．1 測量信息

測量中的電量參數有：U (電壓)； I (電流)；P (有功功率)；Q (無(wú)功功率)；PF (功率因數)；S(視在功率)；F(頻率)以及有功(無(wú)功)電能；所有的測量電量參數全部保存儀表內部的電量信息表中，通過(guò)儀表的RS485通訊接口可訪(fǎng)問(wèn)采集這些數據。

5．2顯示面板(通過(guò)“▲”和“▼”鍵進(jìn)行顯示頁(yè)面切換)

5．2．1  LCD型顯示面板

5．2．2  LED型顯示面板

六、功能模塊

6．1 RS485通訊

6．1．1 物理層

(1)  RS485通訊接口，異步半雙工模式。

(2)  通訊波特率1200、2400、4800、9600、19200bps可設置，出廠(chǎng)默認值為9600bps。

(3)  字節傳送格式：N81無(wú)校驗位、8個(gè)數據位、1個(gè)停止位； O81奇校驗、8個(gè)數據位、1個(gè)停止位；E81偶校驗、8個(gè)數據位、1個(gè)停止位；N82無(wú)校驗位、8個(gè)數據位、2個(gè)停止位。

6．1．2 通信協(xié)議Modbus-RTU

本儀表提供串行異步半雙工RS485通訊接口，采用標準MODBUS-RTU協(xié)議，各種數據信息均可在通訊線(xiàn)路上傳送。在一條線(xiàn)路上可以同時(shí)連接多達128個(gè)網(wǎng)絡(luò )儀表，每個(gè)網(wǎng)絡(luò )儀表均可設定其通訊地址，通訊連接應使用帶有銅網(wǎng)的屏蔽雙絞線(xiàn)，線(xiàn)徑不小于0.5mm2。布線(xiàn)時(shí)應使通訊線(xiàn)遠離強電電纜或其他強電場(chǎng)環(huán)境，推薦采用T型網(wǎng)絡(luò )的連接方式，不建議采用星形或其他的連接方式。

MODBU協(xié)議在一根通訊線(xiàn)上采用主從應答方式的通訊連接方式。首先，主計算機的信號尋址到一臺唯一地址的終端設備(從機)，然后，終端設備發(fā)出的應答信號以相反的方向傳輸給主機。MODBUS協(xié)議只允許在主機(PC，PLC 等)和終端設備之間通訊，而不允許獨立的終端設備之間的數據交換，這樣各終端設備不會(huì )在它們初始化時(shí)占據通訊線(xiàn)路，而僅限于響應到達本機的查詢(xún)信號。

主機查詢(xún)：查詢(xún)消息幀包括設備地址、功能代碼、數據信息碼、校驗碼。地址碼表明要選中的從機設備；功能代碼告之被選中的從設備要執行何種功能，例如功能代碼03或04是要求從設備讀寄存器并返回它們的內容；數據段包含了從設備要執行功能的任何附加信息，校驗碼用來(lái)檢驗一幀信息的正確性，從設備提供了一種驗證消息內容是否正確的方法，它采用CRC16的校驗規則。

從機響應：如果從設備產(chǎn)生正常的回應，在回應消息中有從機地址碼、功能代碼、數據信息碼和CRC16校驗碼。數據信息碼則包括了從設備收集的數據：像寄存器值或狀態(tài)。如果有錯誤發(fā)生，我們約定是從機不進(jìn)行響應。

數據幀的結構,即報文格式：

設備地址：由一個(gè)字節組成，在我們的系統中只使用了1~247，其它地址保留。每個(gè)終端設備的地址必須是唯一的，僅僅被尋址到的終端會(huì )響應相應的查詢(xún)。

功能代碼：告訴了被尋址到的終端執行何種功能。下表列出了本儀表所支持的功能代碼及它們的功能。

數據段：包含了終端執行特定功能所需要的數據或者終端響應查詢(xún)時(shí)采集到的數據。這些數據的內容可能是數值、參考地址或者設置值。

校驗碼：CRC16占用兩個(gè)字節，包含了一個(gè)16 位的二進(jìn)制值。CRC值由傳輸設備計算出來(lái)，然后附加到數據幀上，接收設備在接收數據時(shí)重新計算CRC值，然后與接收到的CRC域中的值進(jìn)行比較，如果這兩個(gè)值不相等，就發(fā)生了錯誤。

6．1．3 通信報文舉例：

(1)  讀繼電器輸出狀態(tài)(功能代碼01H)：2路繼電器的地址為0~1

     主機發(fā)數據幀：讀2路繼電器的輸出狀態(tài)。

     儀表回應數據幀：繼電器1處于導通，繼電器2處于不導通

(2)  讀開(kāi)關(guān)量輸入狀態(tài)(功能代碼02H)：2路開(kāi)關(guān)量輸入的地址為0~1

     主機發(fā)數據幀：讀2路開(kāi)關(guān)量輸入狀態(tài)。

     儀表回應數據幀：開(kāi)關(guān)量1處于導通，開(kāi)關(guān)量2處于不導通

(3)  讀數據寄存器(功能代碼03H/04H)：

     主機發(fā)數據幀：讀電壓U=220.0V，電流I=3.450A。

     儀表回應數據幀：

(4)  遙控單個(gè)繼電器動(dòng)作(功能代碼05H)：2路繼電器的地址為0~1

     主機發(fā)數據幀：遙控繼電器2導通

     儀表回應數據幀：

(5)  遙控多個(gè)繼電器動(dòng)作(功能代碼0FH)：4路繼電器的地址為0~3

     主機發(fā)數據幀：設置繼電器1處于導通，繼電器2處于不導通狀態(tài)

     儀表回應數據幀：

(6)  寫(xiě)數據寄存器(功能代碼10H):

     主機發(fā)數據幀：設置電流變比CT=300，電壓變比PT=10.0。

     儀表回應數據幀：

6．1．4 Modbus通信寄存器地址表

屬性：R/W表示可讀可寫(xiě)，R表示只讀。

說(shuō)明：

(1)  開(kāi)關(guān)輸入口狀態(tài)字節位BIT0、BIT1分別表示開(kāi)關(guān)量輸入口1、2的狀態(tài)，0表示開(kāi)關(guān)輸入口處于斷開(kāi)狀態(tài)，1表示開(kāi)關(guān)輸入口處于導通狀態(tài)。寫(xiě)該字節對輸入端口無(wú)影響。繼電器輸出狀態(tài)字節，在讀時(shí)：位BIT0、BIT1分別表示繼電器1、2的輸出狀態(tài)，0表示繼電器處于斷開(kāi)狀態(tài)，1表示繼電器處于導通狀態(tài)；在寫(xiě)時(shí)：位BIT4、BIT5分別表示寫(xiě)繼電器1、2的寫(xiě)使能狀態(tài)，1表示寫(xiě)控制對應位的繼電器充許，0表示不充許，位BIT0、BIT1分別表示定控制繼電器1、2的值，1表示控制對應位的繼電器導通，0表示控制對應位的寄電器斷開(kāi)，只有當前繼電器處于遙控操作模式，同時(shí)寫(xiě)使能對應位為1時(shí)，遙控操作才有效。

(2)  讀出的電壓為二次側的電壓值，固定1位小數位，二次側的電壓值=讀出值/10，一次側的電壓值=讀出值×PT變比/10。

(3)  讀出的電流為二次側的電流值，固定3位小數位，二次側的電流值=讀出值/1000，一次側的電流值=讀出值×CT變比/1000。

(4)  功率、功率因數符號位寄存器，低字節的位BIT0、BIT1、BIT2分別表示有功功率、無(wú)功功率、功率因數符號位；對于功率：0表示正，1表示負；對于功率因數，0表示感性，1表示容性。

(5)  讀出的功率為二次側的功率值，固定1位小數位，二次側的功率值=讀出值/10，一次側的功率值=讀出值×PT變比×CT變比/10。

(6)  功率因數固定3位小數位，功率因數值=讀出值/1000。

(7)  頻率固定2位小數位，頻率值=讀出值/100。

(8)  電能值由3個(gè)寄存器(Word0、Word1、Word2)組成，前2個(gè)寄存器組成一個(gè)長(cháng)整數，表示整數部分的值，后1個(gè)寄存器組成一個(gè)整數，表示小數部分的值，為3位的小數。電能值=Word0×65536 + Word1 + word2/1000，單位為KWh或KVarh。

6．2 電能計量與電能脈沖輸出

多功能電力儀表提供雙向有功、雙向無(wú)功電能計量，2路電能脈沖輸出功能和RS485的數字接口來(lái)完成電能數據的顯示和遠傳。集電級開(kāi)路光耦的電能脈沖實(shí)現有功電能和無(wú)功電能的遠傳，可采用遠程的計算機終端、PLC、DI開(kāi)關(guān)采集模塊采集儀表的脈沖總數來(lái)實(shí)現電能累積計量。所采用輸出方式是電能的精度檢驗的方式(國家計量規程：標準表的脈沖誤差比較方法)。

(1) 電器特性：脈沖采集接口的電路示意圖如下圖，采用光藕隔離集電集開(kāi)路輸出。

(2) 脈沖常數：3600 imp/kWh，其意義為：當儀表累積1kWh 時(shí)脈沖輸出個(gè)數為3600個(gè)，需要強調的是1kWh 為電能的二次測電能數據，在PT、CT 的情況下，相對的3600個(gè)脈沖數據對應1 次測電能為1kWh×電壓變比PT×電流變比CT。

(3) 應用舉例：PLC終端使用脈沖計數裝置，假定在時(shí)長(cháng)為t的一段時(shí)間內采集脈沖個(gè)數為N 個(gè)，儀表輸入為：10kV/100V，400A/5A，則該時(shí)間段內儀表電能累積為：N/3600×100×80 度電能。

6．3 繼電器輸出

繼電器容量為AC250V/5A，DC30V/5A。

繼電器輸出模塊有三種工作模式：電量報警方式、遙控方式，每路繼電器可在編程操作中靈活地設置工作模式、報警項目、報警范圍。

遙控功能：通過(guò)01H命令可以讀繼電器的輸出狀態(tài)，05H，0FH可控制繼電器的輸出狀態(tài)。也可通過(guò)10H命令，向DO信息寄存器寫(xiě)入控制信息，可控制開(kāi)關(guān)量輸入口的通斷，寫(xiě)入1對應的端口導通，寫(xiě)入0對應的端口關(guān)斷。如寫(xiě)入二進(jìn)制數00110001，表示1路開(kāi)關(guān)量輸出口導通，2路開(kāi)關(guān)量輸出口關(guān)斷。要使用遙控功能，要將報警項參數設置為0，使用遙控功能。

在遙控模式，繼電器工作在2種方式(自保持模式、脈沖模式)，當延時(shí)時(shí)間設為0時(shí)：工作在自保持模式；當延時(shí)時(shí)間設置不為0時(shí)：工作在脈沖模式，延時(shí)時(shí)間為脈沖繼電器動(dòng)作時(shí)間，當動(dòng)作超過(guò)設定延時(shí)時(shí)間，繼電器自動(dòng)復位。

報警延時(shí)值指當電量報警方式或開(kāi)關(guān)量控制方式時(shí)，滿(mǎn)足報警條件持續設定的報警延時(shí)時(shí)間后，相應的繼電器才會(huì )動(dòng)作。

電量報警：設置要報警的電參量，報警方式(上限、下限或上下限)，下限報警值，上限報警值，報警回差值，當測量的電參量超過(guò)報警值的范圍時(shí)，對應的開(kāi)關(guān)輸出口為導通狀態(tài)，當測量的電參量回到正常范圍時(shí)，開(kāi)關(guān)輸出口為斷開(kāi)。報警參數設置值為二次側的值，在設置時(shí)，要把一次側值轉化為二次側值來(lái)設置，對于電壓，報警的設置值=報警值/PT變比，對于電流，報警的設置值=報警值/CT變比，對于功率，報警的設置值=報警值/(PT變比×CT變比)。編程舉例：對于10KV/100V、400A/5A的儀表中，設置DO1為Ua>11KV報警，DO2為Ia>400A報警，其報警設置為：

報警動(dòng)作示意圖：

開(kāi)關(guān)量輸出項(變送輸出項)對照表：報警項設置為0，繼電器處于遙控狀態(tài)

6．4 開(kāi)關(guān)量輸入

開(kāi)關(guān)量輸入模塊采用干結點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號輸入方式，儀表內部配備+15V的工作電源，無(wú)需外部供電，可用于監測如故障報警節點(diǎn)、分合閘狀態(tài)、手車(chē)位置、電容補償柜電容投入狀態(tài)等，狀態(tài)信息可以通過(guò)通訊接口遠傳至智能監控系統等，配合遙控/報警繼電器功能可方便實(shí)現自動(dòng)分合閘。RS485接口通過(guò)02H命令可以讀取開(kāi)關(guān)量輸入接口狀態(tài)。

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