基本介紹
- 中文名：多功能電力儀表
- 外文名：Multi function power meter
- 阻抗：〉300kΩ
- 精度：RMS測量，精度等級0.5
- 功耗：〈1VA（每相）
- 測量：三相電壓、電流、有功功率
概述,技術參數,基本參數,特性,功能特點,安裝方法,輔助電源,輸入信號,使用方法,測量顯示,編程操作,數字通訊,RS485通訊連線,MODBUS/RTU通訊協定,功能輸出,電能計量和脈衝輸出,電氣特性,脈衝常數,套用舉例,注意事項,
概述
多功能電力儀表是一種具有可程式測量、顯示、數字通訊和電能脈衝變送輸出等多功能智慧型儀表，能夠完成電量測量、電能計量、數據顯示、採集及傳輸，多功能電力儀表廣泛套用變電站自動化、配電自動化、智慧型建築、企業內部的電能測量、管理、考核。測量精度為0.5級，有可實現LED現場顯示和遠程RS-485數字接口通訊，採用MODBUS-RTU協定。適用於配電櫃、智慧型樓宇。
技術參數
基本參數
性能 | 參數 | ||
輸入測電壓顯示 | 網路 | ||
電 壓 | AC100V、400V（訂貨時請說明） | ||
過負荷 | 持續：1.2倍 瞬時：2倍/10s | ||
功耗 | 〈1VA（每相） | ||
阻抗 | 〉300kΩ | ||
電 流 | AC1A、5A（訂貨時請說明） | ||
過負荷 | 持續：1.2倍 瞬時：2倍/10s | ||
功耗 | 〈0．4VA（每相） | ||
阻抗 | 〈20MΩ | ||
功能 | 有功、無功、視在功率，精度0.5級 | ||
功耗 | ≤5VA | ||
環境 | 工作環境 | -10~55℃ | |
特性
計量：正反向有功電能，感性容性無功電能
顯示：三排LED數碼管顯示，可視度高
通訊：RS485通訊，MODBUS-RTU協定
輸出：2路電能脈衝輸出(脈衝常數10000imp/kwh)
擴展：可直接從電流、電壓互感器接入信號，現場可程式設定輸入參數變比
用途：適用於各種進線迴路、大容量配出電迴路中電參數的完整監測和管理
功能特點
具有安裝方便、接線簡單、維護便利、工程量小、現場可程式設定輸入參數等特點，並且能夠完工控計算機的組網通信。
安裝方法
1）.在固定的配電櫃上，選擇合適的地方開一個開孔尺寸的安裝孔。
3）.將儀表安裝插入配電櫃的儀表孔中。
4）.插入儀表的固定夾，固定定位螺絲。
註：L-N為輔助電源 請按儀表外殼接線圖正確接線！
輔助電源
多功能電力儀表具備通用的（AC/DC）開關電源輸入接口，若不作特殊聲明，提供的是220V(AC/DC)或110V（AC/DC）電源接口的標準產品，儀表極限的工作電源電壓為AC/DC：80-270V，請保證所提供的電源適用於該系列產品，以上防止損壞產品。
A． 採用交流電源建議在火線一側安裝1A的保險絲。
輸入信號
產品採用了每個測量通道單獨採集的計算方式，保證了使用時完全一致、對稱，其具有多種接線方式，適用於不同的負載形式。
說明：
A。 電壓輸入：輸入電壓應不高於產品的額定輸入電壓（100V或400V），否則應考慮使用PT，在電壓輸入端須安裝1A 保險絲。
B．電流輸入：標準額定輸入電流為5A,大於5A的情況應使用外部CT。如果使用的CT上連有其它儀表，接線應採用串接方式，去除產品的電流輸入連線之前，一定要先斷開CT一次迴路或者短接二次迴路。建議使用接線排，不要直接接CT，以便於拆裝。
C。要確保輸入電壓、電流相對應，相序一致，方向一致；否則會出現數值和符號錯誤！！（功率和電能）
D。 儀表輸入網路的配置根據系統的CT個數決定，在2個CT的情況下，選擇三相三線兩元件方式；在3個CT的情況下，選擇三相四線三元件方式。儀表接線、儀表編程中設定的輸入網路NET應該同所測量的負載的接線方式一致，不然會導致儀表測量的電壓或功率不正確。其中在三相三線中，電壓測量和顯示的為線電壓；而在三相四線中，電壓測量顯示的為相電壓。
使用方法
測量顯示
多功能電力儀表可測量電網中的電力參數有：Ua、Ub、Uc（相電壓）；Uab、Ubc、Uea（線電壓）Ia、Ib、Ic(電流)；Pa、Pb、Pc、Ps（每相有功功率和總有功功率）；Qa、Qb、Qc、Qs（每相無功功率和總無功功率）；PFs（總功率因數）；Ss（總視在功率）；FR（頻率）以及有功（無功）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，通過儀表的數字通訊接口可訪問採集這些數據。而對於不同的型號的儀表，其顯示內容和方式卻可能不一致，請參考具體的說明。
顯示方式：
編程操作
在編程操作下，儀表提供了設定（SET）、輸入（INPT）、通訊（CONN）三大類輸入設定選單項目，採用LED顯示的分層選單結構管理方式：第1排LED顯示第1層選單信息；第2排LED顯示第2層選單信息，第3排LED提供第3層選單信息。
鍵盤的編程操作採用四個按鍵的操作方式，即：左右移動鍵“←”、“→”，選單進入或上回退“MENU”鍵、選擇確定“ ” 來完成上述功能的的有操作。
MENU：在儀表測量顯示的情況下，按該鍵盤進入編程模式，儀表提示密碼：CODE，輸入正確密碼後，可對儀表進行編程、設定，儀表出廠時密碼初始為0001;“MENU”另一個作用是在編程操作過程中，起上退作用。例如，在編程模式下，INPT-I.SCL-5下按“MENU”，儀表會顯示INPT-I.SCL。
“→”、“←”，切換移動鍵實現選單項目的切換或者數字量的增加或減少。例如，在選單項目INPT-T.U-0001下按動“→”會變成INPT-T.U-0002，按住“→”、“←”不放可實現快速增/減功能。
“”選擇後確認，並返回到上次選單。
在編程方式退回到測量模式的情況下，儀表會提示“SAVE-YES”，選擇“MENU”表示不保存退出，選擇“ ”保存退出。
選單的組織結構如下，用戶可根據實際情況選擇適當的編程設定參數。
第1層 | 第2層 | 第3層 | 描述 |
密碼CODE | —— | 密碼數據9999 | 當輸入的密碼正確時才可以進入編程 |
系統設定SET | 顯示DISP | 0-6 | 選擇顯示項目分別為自動和顯示項目 |
清電能CLR.E | —— | 確認後，電能清0. | |
信號輸入 INPT | 網路NET | N.3.4和N.3.3 | 選擇測量信號的輸入網路 |
編程設定字元含義對照表
使用要求：所有的儀表在第一次使用的時候，請檢查儀表的參數周所在配電系統中需要的參數的一致性。例如，對於AC380V、200A/5A的線路中需要配置AC400V、200A/5A的儀表。用戶也可以根據實際需要對儀表重新進行編程設定。同樣一個表，對於400A/5A的線路中，只需要將儀表的CT變比“T.I”修改為80就可以了。在一般情況下，儀表後面的標籤中都表注了儀表的類型參數和出廠設定參數。
在正確的配置儀表後，按照實際的要求對儀表進行正確的接線，對輔助電源、輸入信號和輸出信號按說明書操作說明中進行。
數字通訊
RS485通訊連線
提供串列異步半工RS458通訊接口，採用MOD-BUS-RTU協定，各種數據記息均可在通訊線路上傳送。在一條線路上可以同時連線多達32個網路電力儀表，每個網路電力儀表均可以設定其通訊地址（Address No.），不同系列儀表的通訊接線端子號碼不同，通訊連線應使用帶有銅網的禁止雙絞線，線徑不小於0.5mm。布線時應使用通訊線遠離強電電纜或其他強電場環境，推薦採用型網路的連線方工，不建議採用星形或其他的連線方式。
MODBUS/RTU通訊協定
MODBUS協定在一根通訊線上採用主從應答方式的通訊連線方式。首先，主計算機的信號定址到一台唯一地址的終端設備（從機），然後，終端設備發也的應答信號以相反的方向傳輸給主機，即；在一根單獨的通訊線上信號沿著相反的兩個方向傳輸所有的通訊數據流（半雙工的工作模式）。
MODBUS協定只允許在主機（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在它們初始化時占據通訊線路，而僅限於回響到達本機的查詢信號。
主機查詢：查詢訊息幀包括設備地址碼、功能人碼、數據信息碼、校驗碼。地址碼錶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是要求從設備讀暫存器並返回它們的內容；數據段包含了從設備要執行功能的其它附加信息，如在讀命令中，數據段的附加信息有從何暫存器開始讀的暫存器數量；校驗碼用來檢驗一幀信息的正確性，為從設備提供了一種驗證訊息內容是否正確的方法，它採用CRC16的校準規則。
從機回響：如果從設備產生一正常的回應，在回應訊息中有從機地址碼、功能代碼、數據信息碼和CRC16校驗碼。數據信息碼包括了從設備收集的數據：如暫存器值或狀態。如果有錯誤發生，我們約定是從機不進行回響。
數據幀的結構：即：報文格式。
地址碼 | 數據碼 | 校驗碼 | |
1個BYTE | 1個BYTE | N個BYTE | 2個BYTE |
地址碼在幀的開始部分，由一個位元組（8位二進制碼）組成，十進制為0~255，在我們的系統中只使用1~247，其它地址保留。這些位標明了用戶指定的終端設備的地址，該設備將接收來自與之相連的主機數據。每個終端設備的地址必須是唯一的，僅僅被定址到的終端會回響包含了該地址的查詢。當終端傳送回一個回響，回響中的從機地址數據告訴了主機哪台終端與之進行通信。
功能碼告訴了被定址到的終端執行何種功能。下表列出所支持的功能碼，以及它們的意義和功能。
代碼 | 意義 | 行為 |
08 | 電能數據復位 （清0） | 將所操作的儀表的電能數據清0 |
數據碼包含了終端執行特定功能所需要的數據或者終端回響查詢時採集到的數據。這些數據的內容可能是數值、參考地址或者設定值。例如：功能域碼告訴終端讀取一個暫存器，數據域則需要反映明從哪個暫存器開始及讀取多少個數據，而從機數據碼回送內容則包含了數據長度和相應的數據。
校驗碼錯誤校驗（CRC）域占用兩個位元組，包含了一個16位的二進制值。CRC值由傳輸設備計算出來，然後附加到數據幀上，接收設備在接收數據時重新計算CRC值，然後與接收到的CRC域中的值進行比較。如果這兩個值不相等，就發生了錯誤。
生成一個CRC的流程為：
（1）.預置一個16位暫存器為OFFFFH（16進制，全1）,稱之為CRC暫存器。
（2）.把數據幀中的第一個位元組的8位與CRC暫存器中的低位元組進行異或運算，結果存回CRC暫存器。
（3）.將CRC暫存器向右移一位，最高位填以0，最低位移出並檢測。
（4）.上一步中被移出的那一位如果為0：重複第三步（下一次移位）；為1：將CRC暫存器與一個預設的固定值（0A001H）進行異或運算。
（5）.重複第三點和第四步直到8次移位。這樣處理完了一個完整的八位。
（6）.重複第2步到第5步來處理下一個八位，直到所有的位元組處理結束。
（7）.最終CRC暫存器的值就是CRC的值。
通訊報文舉例：1.讀數據（功能碼：03/04）：這個功能可使用戶獲得終端設備採集、記錄的數據，以及系統參數。主機一次請求採集的數據個數沒有限制，但不能超出定義的地址範圍。下面的例子是從終端設備地址為12（0CH）的從機上，讀取3個數據Ia、Ib、Ic(數據幀中數據每個地址占用2個字，Ia的字地址為18（12H）開始，數據長度為6（06H）個字。字通訊方式。）查詢數據幀（主機）
地址 | 命令 | 起始暫存器地址 （高位） | 起始暫存器地址 （低位） | 暫存器個數 （高位） | 暫存器個數 （低位） | CRC16 低位 | CEC16 高位 |
0CH | 03H | 00H | 12H | 00H | 06H | 64H | D0H |
回響數據幀（從機）
地址 | 命令 | 數據長度 | 數據1~12 | CRC16 低位 | CRC16 低位 |
表明Ia=43556680H(213.4A)、Ib=43203040H（160.1A）、Ic=42DDCC80(110.8A).
預置數據（功能碼：16）：此功能允許用戶改變多個暫存器的內容（需要強調的是所寫入的數據為可寫屬性參數。個數不超過地址範圍，下面的例子是寫入電流變比為400A/5A=80通訊方式。
預置數據幀（主機）
地址 | 命令 | 起始暫存器地址 （高位） | 起始暫存器地址 （低位） | 暫存器個數 （高位） | 暫存器個數 （低位） | 位元組 長度 | 寫入 數據 | CRC16 低位 | CEC16 高位 |
回響數據幀（從機），表明數據已寫入。
地址 | 命令 | 起始暫存器地址 （高位） | 起始暫存器地址 （低位） | 暫存器個數 （高位） | 暫存器個數 （低位） | CRC16 低位 | CEC16 高位 |
0CH | 10H | 00H | 04H | 00H | 01H | 41H | 15H |
MODBUS地址信息表：
地址 | 項目 | 1 | 位元組 地址 | 說明 |
設定信息 | ||||
0 | MM | 編程設定密碼 | 0，1 | 2位元組，1-9999 |
1 | XS1 | 電量顯示選擇 | 2 | 電量顯示方式，0-6 |
DZ | 儀表地址 | 3 | 1位元組，1-247 | |
TXK | 通訊控制字 | 9 | 見位地址說明 | |
5 | STATUS | 狀態 | 10，11 | 保留 |
電量信息 | ||||
22、23 | IC | C相電流 | 44、45、46、47 | |
26、27 | PB | B相有功功率 | 52、53、54、55 | |
28、29 | PC | C相有功功率 | 56、57、58、59 | |
30、31 | PS | 總有功功率 | 60、61、62、63 | |
32、33 | QA | A相無功功率 | 64、65、66、67 | |
34、35 | QB | B相無功功率 | 68、69、70、71 | |
36、37 | QC | C相無功功率 | 72、73、74、75 | |
38、39 | QS | 總無功功率 | 76、77、78、79 | |
40、41 | SS | 總視在功率 | 80、81、82、83 | |
42、43 | PFS | 功率因數 | 84、85、86、87 | |
44、45 | FRE | 頻率 | 88、89、90、91 | |
電能信息 | ||||
48、49 | 預留 | 預留 | 96、97、98、99 | |
50、51 | EQP | 無 功電能 | 100、101、102、103 | |
52、53 | 預留 | 預留 | 104、105、106、107 | |
58、59 | WQP | 無 功電能 | 116、117、118、119 | |
60、61 | 預留 | 預留 | 120、121、122、123 | |
控制字部分 | ||
參數 | 意義 | |
01-O.8.2 | ||
通訊速率 BIT1 BIT0 | ||
10-9.6k | ||
11-4.8k | ||
註：是採用4位元組的二進進制的浮點數來表示一個數據電量，其數據格式和意義如下：
符號位：SIGN=0為正，SIGN=1為負。
指數部分：E=指數部分-126。
尾數部分：M=尾數部分補上最高位為1。
數據結果：REAL=SIGN×2×M/（256×65536）
例如：主機讀電能數據，從地址表上可以知道電能（正有功吸收）地址為：（位元組方式，兼容舊標準）
92（005CH）長度為4（0004H）
主機：01H 04H 00 5CH 00 04H 31 DBH
從機：01 04H 04H 50 80 00 00H EBH 6CH`其中50 80 00 00為有功電度（吸收）數據，EBH 6CH CRC16的低位和高位。
其大小：SIGN（符號位=0，正），指數EX=A1H-126=35，尾數：80 00 00H
結果：2×80，00 00H/100 00 00H=17179869184Wh=17179869kWh。
功能輸出
電能計量和脈衝輸出
提供電能計量，2路電能脈衝輸出功能和RS485的數字接口來完成電能數據的顯示和遠傳。儀表3排12位LED實現有功是能（正向）、無功電能（感性）1次側數據的顯示，右圖中表示正向有功電能數據=369587.28kWh(度)；集電級開路的光耦繼電器的電能脈衝（電阻信號）實現有功電能（正向）和無功電能（反向）遠傳，採用遠程的計算機終端、PLC、DI開關採集模組採集儀表的脈衝總數來實現電能累積計量。休用輸出方式的輸出還是電能的精度檢驗的方式（國家計量規程：標準表的脈衝誤差比較方法）。
電氣特性
脈衝常數
3200imp/kWh脈衝速度最快不超過200mS。其意義為：當儀表累積1kWh時脈衝輸出個數為N（3200）個，需要強調的是1kWh為電能的2次電能數據，在PT、CT的情況下，相對的N個脈衝數據對應1次側電能為1kWh×電壓變比PT×電流變比CT。
套用舉例
PLC終端使用脈衝計數裝置，假定在長度為t的一段時間內採集脈衝個數為N個，儀表輸入為：10kV/100V、400A/5A, 則該時間段內儀表電能累積為：N/3200×100×80度電能。
注意事項
1、使用前，儀表需通電15分鐘。
2、注意防止震動和衝擊，不要在有超量灰塵和超量有害氣體的地方使用。
3、輸入導線不宜過長，如被測信號輸入端較長時請試用雙絞禁止線。
4、若信號伴隨高頻干擾，應線上里試用低頻過濾器。
5、長時間存放未使用時，請每三個月通電一次不少於4小時。
6、長期保存應避開直射光線，宜存放在環境溫度-25°C~55°C.
7、如儀表無顯示，應先檢查輔助電源，電壓是否在範圍內。
8、如顯示不正常，檢查輸入信號是否正常及信號接線端是否擰緊。
9、除非PT有足夠功率，否則不能使用PT信號同時作為輔助電源，以保證儀表正常工作。
10、CT迴路中的電流接線端子螺絲務必擰緊，保證進/出線接觸可靠，以免產生故障。
11、若要校驗儀表，校驗儀器應優於0.1級，才能保證校驗精度。
