多功能仪表(液晶显示)

多功能仪表(液晶显示)
多功能仪表(液晶显示)

产品概述

该系列产品是一种具有可编程测量、显示、数字通讯和电能脉冲输出等多功能智能仪表,能够完成电量测量、电能计量、数据显示、采集及传输,可广泛应用变电站自动化、配电自动化、智能建筑、企业内部的电能测量、管理、考核。实现LCD现场显示和远程RS-485数字接口通讯,采用MODBUS-RTU通讯协议。

技术参数

性能 参数
输入测电压显示 网络 三相三线、三相四线
电       压 额定值 AC100V、400V(订货时请说明)
过负荷 持续:1.2倍  瞬时:2倍/10s
功耗 〈1VA(每相)
阻抗 〉300kΩ
精度 RMS测量,精度等级0.5级,1.0级
电       流 额定值 AC1A、5A(订货时请说明)
过负荷 持续:1.2倍  瞬时:2倍/10s
功耗 〈0.4VA(每相)
阻抗 〈20MΩ
精度 RMS测量,精度等级0.5级,1.0级
频率 40~60Hz,精度0.1Hz
功能 有功、无功、视在功率,功率因数
电能 四相限计量,有功,无功电能计量
显示 可编程、切换、循环的2、3、4排LED显示
电源 工作范围 AC220V(默认),AC/DC80~265V
功耗 ≦5VA
输出 数字接口 RS-485、MODBUS-RTU协议
脉冲输出 2路电能脉冲输出,光耦隔离
环境 工作环境 -10~55℃
储存环境 -20~75℃
安全 耐压 输入和电源>2kV
输入和输出>2kV
电源和输出>1kV
绝缘 输入、输出、电源对机壳>5MΩ
外形 尺寸 120*120*80mm
96*96*80mm
80*80*80mm
72*72*80mm
重量 0.6kg

安装与接线

1. 仪表尺寸

外型代号 外型尺寸(mm) 开孔尺寸(mm) 最小安装距离 总长(mm)
水平(mm) 垂直(mm)
42 120×120 111×111 120 120 80
96 96×96 91×91 96 96 80
80 80×80 76×76 80 80 80
72 72×72 67×67 72 72 80

2. 安装方法

(1)在固定配电柜开开孔尺寸大小的孔;

(2)取出仪表,松开螺丝,取下固定支架;

(3)仪表由前插入安装孔;

(4)插入仪表固定支架,并拧紧螺丝固定仪表。

3. 接线端子图

端子接线图

三相四线 接线图                                                  三相三线接线图

注1:尺寸不同接线方式都相同

注2:电流线星号为进线,进出线接反,电能计量到反相电能。

编程操作

        1.  进入和退出编程状态

(1) 进入编程状态:在测量显示状态时按住“SET”键1秒钟,进入密码认证页面,使用“◄”键,“▲”键和“▼”键输入密码 (默认用户密码为1111),再按“SET”键就进入编程状态页面。注意:如果输入密码按“SET”键后,退出到测量显示状态,则表示输入密码不正确。

(2)退出编程状态:在编程状态,一直按住“SET”键2秒钟,退出编程状态,会提示用户选择是否保存设置值,“yes”保存设置值,“no”不保存设置值。按“SET”键保存,按其它键不保存。

        2. 编程操作中按键的使用

功能键SET:确认设置值,进入下一项设置或退出设置。

位选键 ◄:循环选定要设置的液晶屏,选定的数字呈闪烁状态。

增加键 ▲:改变闪烁位数字的数值(液晶屏数值从0到9循环)。

减小键 ▼:改变闪烁位数字的数值(液晶屏数值从9到0循环)。

        3. 设置参数说明

序号 内容说明 显示 范围
 1 进入菜单密码 CodE 0~9999
说明:输入进入菜单的密码,只有密码正确才能进入菜单,出厂预设值为1111
2 接线方式 NEt 3P3L、3P4L
说明:3P3L三相三线接法、3P4L三相四线接法。
3 电压倍率 Pt 1~9999
说明:本项设定的为线路所用PT的倍率,出厂预设定为1,如线路所用PT类型为:10kV/100V,则该项整定值为100。
4 电流倍率 Ct 1~9999
说明:本项设定的为线路所用CT的倍率,出厂预设定为1,如线路所用CT类型为:600A/5A,则该项整定值为120。
5 显示方式 diSP 0~99
说明:0为固定显示方式,手动切换显示项;1~99设置页面为自动切换,设置的值为显视的间隔时间,单位为秒。
6 通信地址 Addr 1~247
说明:仪表地址,多机通信时用于识别本机。
7 通信波特率 bAUd 2400、4800、9600、19200、38400
说明:用于设定RS485通讯的波特率,出厂预设值为9600。
8 通信数据格式 dAtA n.8.1、o.8.1、e.8.1、n.8.2
说明:n.8.1无校验位8个数据位1个停止位、o.8.1奇校验8个数据位1个停止位、e.8.1偶校验8个数据位1个停止位、n.8.2无校验位8个数据位2个停止位。
9 电能清0 Eclr yes、no
说明:yes电能数据清0,no电能数据不变。
10 保存参数修改值选择 SAVE yes、no
说明:yes保存参数修改值,no以前参数值不变。
11 菜单进入密码 Code 0~9999
说明:设置进入菜单的密码,密码预设值为1111。
12 背光时间设置 Bogl 0~250
说明:0为背光灯常亮, 1-250设置页面为背光灯显示的时间,单位:秒,出厂预设定为60。

面板说明与测量信息显示

液晶——面板说明与测量信息显示-1液晶——面板说明与测量信息显示-2

功能模块

        1. RS485通讯

(1) 物理层

①  RS485 通讯接口,异步半双工模式。

 通讯波特率2400、4800、9600、19200、38400 bps 可设置,出厂默认值为9600 bps。

③  字节传送格式:N81无校验位8个数据位1个停止位, O81奇校验8个数据位1个停止位,E81偶校验8个数据位1个停止位,N82无校验位8个数据位2个停止位。

(2) 通信协议Modbus-RTU

本仪表提供串行异步半双工RS485通讯接口,采用标准MODBUS-RTU协议,各种数据信息均可在通讯线路上传送。在一条线路上可以同时连接多达64个网络仪表,每个网络仪表均可设定其通讯地址,通讯连接应使用带有铜网的屏蔽双绞线,线径不小于0.5mm2。布线时应使通讯线远离强电电缆或其他强电场环境,推荐采用T 型网络的连接方式,不建议采用星形或其他的连接方式。

MODBUS协议在一根通讯线上采用主从应答方式的通讯连接方式。首先,主计算机的信号寻址到一台唯一地址的终端设备(从机),然后,终端设备发出的应答信号以相反的方向传输给主机,即:在一根单独的通讯线上信号沿着相反的两个方向传输所有的通讯数据流(半双工的工作模式)。MODBUS 协议只允许在主机(PC,PLC 等)和终端设备之间通讯,而不允许独立的终端设备之间的数据交换,这样各终端设备不会在它们初始化时占据通讯线路,而仅限于响应到达本机的查询信号。

液晶——通信协议Modbus-RTU

主机查询:查询消息帧包括设备地址、功能代码、数据信息码、校验码。地址码表明要选中的从机设备;功能代码告之被选中的从设备要执行何种功能,例如功能代码03或04 是要求从设备读寄存器并返回它们的内容;数据段包含了从设备要执行功能的任何附加信息,校验码用来检验一帧信息的正确性,从设备提供了一种验证消息内容是否正确的方法,它采用CRC16 的校准规则。

从机响应:如果从设备产生正常的回应,在回应消息中有从机地址码、功能代码、数据信息码和CRC16 校验码。数据信息码则包括了从设备收集的数据:像寄存器值或状态。如果有错误发生,我们约定是从机不进行响应。

我们规定在本仪表中采用的通讯数据格式:每个字节的位(1 个起始位、8 个数据位、奇校验或偶校验或无校验、1个或2个停止位)。

数据帧的结构,即报文格式:

设备地址 功能代码 数据段 CRC16校验码
1个byte 1个byte N个byte 2个byte

 

设备地址:由一个字节组成,在我们的系统中只使用了1~247,其它地址保留。每个终端设备的地址必须是唯一的,仅仅被寻址到的终端会响应相应的查询。

功能代码:告诉了被寻址到的终端执行何种功能。下表列出该系列仪表所支持的功能代码,以及它们的功能。

功能代码 功能
03H/04H 读一个或多个寄存器的值
10H 写一个或多个寄存器的值

数据段:包含了终端执行特定功能所需要的数据或者终端响应查询时采集到的数据。这些数据的内容可能是数值、参考地址或者设置值。

校验码:CRC16占用两个字节,包含了一个16 位的二进制值。CRC 值由传输设备计算出来,然后附加到数据帧上,接收设备在接收数据时重新计算CRC 值,然后与接收到的CRC 域中的值进行比较,如果这两个值不相等,就发生了错误。

生成一个 CRC16 的流程为:

①  预置一个16 位寄存器为0FFFFH(全1),称之为CRC 寄存器。

②  把数据帧中的第一个字节的8 位与CRC 寄存器中的低字节进行异或运算,结果存回CRC 寄存器。

③  将CRC 寄存器向右移一位,最高位填以0,最低位移出并检测。

④  如果最低位为0:重复第三步(下一次移位);如果最低位为1:将CRC 寄存器与一个预设的固定值(0A001H)进行异或运算。

⑤  重复第三步和第四步直到8 次移位。这样处理完了一个完整的八位。

⑥  重复第2 步到第5 步来处理下一个八位,直到所有的字节处理结束。

⑦  最终CRC 寄存器的值就是CRC16 的值。

(3)通信报文举例:

①  读数据寄存器(功能代码03H/04H):读三相电流值,A相电流5.000A,B相电流4.996A,C相电流4.980A,仪表地址为1。

主机读数据帧:

地址 命令 起始地址(高位在前) 寄存器数(高位在前) 校验码(低位在前)
01H 04H 00H,1AH 00H,03H 91H,CCH

仪表回应数据帧:

地址 命令 数据长度 数据段(6字节) 校验码
01H 04H 06H 13H,88H,13H,84H,13H,74H CBH,95H

②  写数据寄存器(功能代码10H):设置电流变比CT=300,电压变比PT=100,仪表地址为1。

主机写数据帧:

地址 命令 起始地址 寄存器数 字节数 数据段 校验码
01H 10H 00H,02H 00H,02H 04H 00H,64H,01H,2CH 33H,E4H

仪表回应数据帧:

地址 命令 起始地址 寄存器数 校验码
01H 10H 00H,02H 00H,02H E0H,08H

(4) Modbus通信寄存器地址表

地址 项目描述 数据类型 属性 说明
0 进入菜单密码 Int R/W 范围:0~9999
1 电参量显视方式 Int R/W 参见菜单设置该项说明
输入信号接线方式 0:三相三线,1:三相四线
2 电压变比PT Int R/W 范围:1~9999
3 电流变比CT Int R/W 范围:1~9999
4 保留
5 通信地址 Int R/W 范围:1~247
通信波特率 0:2400bps~4:38400bps
6 通信数据格式 Int R/W 0:N81、1:O81、2:E81、3:N82
7~19 保留
20 A相电压 Int R 见附加说明
21 B相电压 Int R 见附加说明
22 C相电压 Int R 见附加说明
23 AB相线电压 Int R 见附加说明
24 CA相线电压 Int R 见附加说明
25 BC相线电压 Int R 见附加说明
26 A相电流 Int R 见附加说明
27 B相电流 Int R 见附加说明
28 C相电流 Int R 见附加说明
29 功率、功率因数符号位 Int R 见附加说明
30 A相有功功率 Int R 见附加说明
31 B相有功功率 Int R 见附加说明
32 C相有功功率 Int R 见附加说明
33 总有功功率 Int R 见附加说明
34 A相无功功率 Int R 见附加说明
35 B相无功功率 Int R 见附加说明
36 C相无功功率 Int R 见附加说明
37 总无功功率 Int R 见附加说明
38 A相视在功率 Int R 见附加说明
39 B相视在功率 Int R 见附加说明
40 C相视在功率 Int R 见附加说明
41 总视在功率 Int R 见附加说明
42 A相功率因数 Int R 见附加说明
43 B相功率因数 Int R 见附加说明
44 C相功率因数 Int R 见附加说明
45 总功率因数 Int R 见附加说明
46 频率 Int R 见附加说明
47~48 正有功电能(整数部分) Long R/W 见附加说明
49 正有功电能(小数部分) Int R/W 见附加说明
50~51 负有功电能(整数部分) Long R/W 见附加说明
52 负有功电能(小数部分) Int R/W 见附加说明
53~54 感性无功电能(整数部分) Long R/W 见附加说明
55 感性无功电能(小数部分) Int R/W 见附加说明
56~57 容性无功电能(整数部分) Long R/W 见附加说明
58 容性无功电能(小数部分) Int R/W 见附加说明

说明:

①  读出的电压为二次侧的电压值,固定1位小数位,二次侧的电压值=读出值/10,一次侧的电压值=读出值×PT变比/10。

②  读出的电流为二次侧的电流值,固定3位小数位,二次侧的电流值=读出值/1000,一次侧的电流值=读出值×CT变比/1000。

③  功率、功率因数符号位寄存器,低字节的位BIT0、BIT1、BIT2、BIT3、BIT4、BIT5、BIT6、BIT7分别表示A相有功、B相有功、C相有功、总有功、A相无功、B相无功、C相无功、总无功的符号位,1表示负,0表示正。高字节的位BIT0、BIT1、BIT2、BIT3分别表示A相功率因数、B相功率因数、C相功率因数、总功率因数的感性还是容性,0表示感性,1表示容性。

④  读出的功率为二次侧的功率值,固定1位小数位,二次侧的功率值=读出值/10,一次侧的功率值=读出值×PT变比×CT变比/10。

⑤  频率固定2位小数位,频率值=读出值/100。

⑥  电能值由3个寄存器(Word0、Word1、Word2)组成,前2个寄存器组成一个长整数,表示整数部分的值,后1个寄存器组成一个整数,表示小数部分的值,为3位的小数。电能值=Word0×0x10000 + Word1 + word2/1000。

         2. 电能计量与电能脉冲输出

多功能电力仪表可提供双向有功、双向无功电能计量,2 路电能脉冲输出功能和RS485的数字接口来完成电能数据的显示和远传。集电级开路光耦继电器的电能脉冲实现有功电能和无功电能的远传,可采用远程的计算机终端、PLC、DI 开关采集模块采集仪表的脉冲总数来实现电能累积计量。所采用输出方式是电能的精度检验的方式(国家计量规程:标准表的脉冲误差比较方法)。

(1) 电器特性:脉冲采集接口的电路示意图中 VCC≤48V、Iz≤50mA 。

(2) 脉冲常数:3600 imp/kWh;当仪表累积1kWh 时脉冲输出个数为N=3600个,需要强调的是1kWh 为电能的二次测电能数据,在PT、CT 的情况下,相对的N 个脉冲数据对应1 次测电能为1kWh×电压变比PT×电流变比CT。

(3) 应用举例:PLC 终端使用脉冲计数装置,假定在时长为t的一段时间内采集脉冲个数为N 个,仪表输入为:10kV/100V,400A/5A,则该时间段内仪表电能累积为:N/3600×100×80 度电能。

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