多功能電力儀表中文名稱：多功能電力儀表 英文名稱：Multi function power meter 定義：多功能電力儀表是自主研發是一種具有可編程測量、顯示、數字通訊和電能脈沖變送輸出等多功能智能電參數儀表，能夠完成電量測量、電能計量、數據顯示、采集及傳輸，多功能電力儀表廣泛應用變電站自動化、配電自動化、智能建筑、企業內部的電能測量、管理、考核。測量精度為0.5級，實現LED或LCD現場顯示和遠程RS-485數字接口通訊，采用通訊協議。
多功能電力儀表概述
多功能電力儀表是一種具有可編程測量、顯示、數字通訊和電能脈沖變送輸出等多功能智能儀表，能夠完成電量測量、電能計量、數據顯示、采集及傳輸，多功能電力儀表廣泛應用變電站自動化、配電自動化、智能建筑、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或LCD現場顯示和遠程RS-485數字接口通訊，采用MODBUS-RTU協議。適用于配電柜、智能樓宇。
多功能電力儀表技術參數
基本參數
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性能 |
參數 |
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輸入測電壓顯示 |
網絡 |
三相三線、三相四線 |
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電 壓 |
額定值 |
AC100V、450V（訂貨時請說明） |
? |
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過負荷 |
持續：1.2倍 瞬時：2倍/10s |
? |
? |
|
功耗 |
〈1VA（每相） |
? |
? |
|
阻抗 |
〉300kΩ |
? |
? |
|
精度 |
RMS測量，精度等級0.5 |
? |
? |
|
電 流 |
額定值 |
AC1A、5A |
? |
|
過負荷 |
持續：1.2倍 瞬時：2倍/10s |
? |
? |
|
功耗 |
〈0．4VA（每相） |
? |
? |
|
阻抗 |
〈20MΩ |
? |
? |
|
精度 |
RMS測量，精度等級0.5 |
? |
? |
|
頻率 |
40~60Hz,精度0.1Hz |
? |
|
功能 |
有功、無功、視在功率，精度0.5級 |
? |
|
電能 |
四相限計量，有功精度0.5級，無功精度1級 |
? |
|
顯示 |
可編程、切換、循環LED或LCD顯示 |
? |
|
電源 |
工作范圍 |
AC、DC 80~270V |
|
功耗 |
≤5VA |
? |
|
輸出 |
數字接口 |
RS-485、MODBUS-RTU協議 |
|
脈沖輸出 |
2路電能脈沖輸出，光耦隔離 |
? |
|
環境 |
工作環境 |
-10~55℃ |
|
儲存環境 |
-20~75℃ |
? |
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安全 |
耐壓 |
輸入和電源>2kV,輸入和輸出>2kV,電源和輸出>1kV |
|
絕緣 |
輸入、輸出、電源對機殼>5MΩ |
? |
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外形 |
尺寸 |
120×120×80, 96×96×80（長、寬、深） |
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重量 |
0．6kg |
? |
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多功能電力儀表測量功能
高精度測量三相電網系統中所有常用的電量參數：三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因數、電網頻率、有功電能、無功電能，并帶有通訊接口和電能脈沖輸出功能。采用MODBUS-RTU通訊協議，實現LED或LCD現場顯示和遠程RS-485數字通訊。具有安裝方便、接線簡單、維護便利、工程量小、現場可編程設置輸入參數等特點，并且能夠完成與業界不同PLC，工控計算機的組網通信。
多功能電力儀表特性
測量：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功電能、無功電能
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，或LCD液晶屏顯示，可視度高
通訊：RS485通訊，MODBUS-RTU協議
輸出：2路電能脈沖輸出(脈沖常數10000imp/kwh)
擴展：可直接從電流、電壓互感器接入信號，現場可編程設置輸入參數變比
配選：可附加模擬量4-20mA變送輸出，開關量數量、開關量輸出，上下限越限報警功能
用途：適用于各種進線回路、大容量配出電回路中電參數的完整監測和管理
多功能電力儀表安裝方法
1）.在固定的配電柜上，選擇合適的地方開一個開孔尺寸的安裝孔。
2）.取出儀表，松開定位螺絲，取下固定夾。
3）.將儀表安裝插入配電柜的儀表孔中。
4）.插入儀表的固定夾，固定定位螺絲。
注：L-N為輔助電源 請按儀表外殼接線圖正確接線！
多功能電力儀表輔助電源
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于該系列產品，以上防止損壞產品。
A． 采用交流電源建議在火線一側安裝1A的保險絲。
B． 對于電力品質較差的地區中，建議在電源回路安裝浪涌抑制器防止雷擊，以及快速脈沖群抑制器。
多功能電力儀表輸入信號
產品采用了每個測量通道單獨采集的計算方式，保證了使用時完全一致、對稱，其具有多種接線方式，適用于不同的負載形式。
說明：
A。 電壓輸入：輸入電壓應不高于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,大于5A的情況應使用外部CT。如果使用的CT上連有其它儀表，接線應采用串接方式，去除產品的電流輸入連線之前，一定要先斷開CT一次回路或者短接二次回路。建議使用接線排，不要直接接CT，以便于拆裝。
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。 儀表輸入網絡的配置根據系統的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、儀表編程中設置的輸入網絡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。
多功能電力儀表編程和使用
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采集這些數據。而對于不同的型號的儀表，其顯示內容和方式卻可能不一致，請參考具體的說明。
多功能電力儀表RS485通訊連接
提供串行異步半工RS458通訊接口，采用MOD-BUS-RTU協議，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接多達32個網絡電力儀表，每個網絡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，通訊連接應使用帶有銅網的屏蔽雙絞線，線徑不小于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，推薦采用型網絡的連接方工，不建議采用星形或其他的連接方式。
MODBUS/RTU通訊協議
MODBUS協議在一根通訊線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在它們初始化時占據通訊線路，而僅限于響應到達本機的查詢信號。
主機查詢：查詢消息幀包括設備地址碼、功能人碼、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其它附加信息，如在讀命令中，數據段的附加信息有從何寄存器開始讀的寄存器數量；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消息內容是否正確的方法，它采用CRC16的校準規則。
從機響應：如果從設備產生一正常的回應，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。數據信息碼包括了從設備收集的數據：如寄存器值或狀態。如果有錯誤發生，我們約定是從機不進行響應。
傳輸方式是指一個數據幀內一系列獨立的數據結構以及用于傳輸數據的有限規則，下面定義了與MODBUS協議-RTU方式相兼容的傳輸方式。每個字節的位：1個起始位、8個數據位、（奇偶校驗位）、1個停止位（有奇偶校驗位時）或2個停止位（無奇偶校驗位時）。
數據幀的結構：即：報文格式。
|
地址碼 |
功能碼 |
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，由一個字節（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，僅僅被尋址到的終端會響應包含了該地址的查詢。當終端發送回一個響應，響應中的從機地址數據告訴了主機哪臺終端與之進行通信。
功能碼告訴了被尋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 |
|
03H |
讀數據寄存器 |
獲得一個或多個寄存器的當前二進制值 |
|
08H |
電能數據復位
（清0） |
將所操作的儀表的電能數據清0 |
|
10H |
寫預置寄存器 |
設定二進制值到相關的寄存器中 |
數據碼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時采集到的數據。這些數據的內容可能是數值、參考地址或者設置值。例如：功能域碼告訴終端讀取一個寄存器，數據域則需要反映明從哪個寄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）域占用兩個字節，包含了一個16位的二進制值。CRC值由傳輸設備計算出來，然后附加到數據幀上，接收設備在接收數據時重新計算CRC值，然后與接收到的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位寄存器為OFFFFH（16進制，全1）,稱之為CRC寄存器。
（2）.把數據幀中的第一個字節的8位與CRC寄存器中的低字節進行異或運算，結果存回CRC寄存器。
（3）.將CRC寄存器向右移一位，最高位填以0，最低位移出并檢測。
（4）.上一步中被移出的那一位如果為0：重復第三步（下一次移位）；為1：將CRC寄存器與一個預設的固定值（0A001H）進行異或運算。
（5）.重復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）.重復第2步到第5步來處理下一個八位，直到所有的字節處理結束。
（7）.最終CRC寄存器的值就是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采集、記錄的數據，以及系統參數。主機一次請求采集的數據個數沒有限制，但不能超出定義的地址范圍。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 |
起始寄存器地址
（高位） |
起始寄存器地址
（低位） |
寄存器個數
（高位） |
寄存器個數
（低位） |
CRC16
低位 |
CEC16
高位 |
|
0CH |
03H |
00H |
12H |
00H |
06H |
64H |
D0H |
響應數據幀（從機）
|
地址 |
命令 |
數據長度 |
數據1~12 |
CRC16
低位 |
CRC16
低位 |
|
0CH |
03H |
0CH |
43556680H、43203040H、
42DDCC80H |
78H |
DEH |
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寄存器的內容（需要強調的是所寫入的數據為可寫屬性參數。個數不超過地址范圍，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 |
起始寄存器地址
（高位） |
起始寄存器地址
（低位） |
寄存器個數
（高位） |
寄存器個數
（低位） |
字節
長度 |
寫入
數據 |
CRC16
低位 |
CEC16
高位 |
|
0CH |
10H |
00H |
03H |
00H |
01H |
02H |
00H
50H |
FFH |
CFH |
響應數據幀（從機），表明數據已寫入。
|
地址 |
命令 |
起始寄存器地址
（高位） |
起始寄存器地址
（低位） |
寄存器個數
（高位） |
寄存器個數
（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 |
字節
地址 |
說明 |
|
設置信息 |
|
0 |
MM |
編程設置密碼 |
0，1 |
2字節，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字節，1-247 |
? |
|
2 |
PT |
電壓倍率 |
4，5 |
PT=電壓1次側/
2次側（1-9999） |
|
3 |
CT |
電流倍率 |
6，7 |
CT=電流1次側/
2次側（1-9999） |
|
4 |
SRS |
輸入控制字 |
8 |
見位地址說明 |
|
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 |
|
6、7 |
UA |
A相電壓（三相四線） |
12、13、14、15 |
浮點數數據格式，標準的IEE574的數據格式，所有的數據都是1次側的數據，包含了變化比參數。 |
|
8、9 |
UB |
B相電壓（三相四線） |
16、17、18、19 |
? |
|
10、11 |
UC |
C相電壓（三相四線） |
20、21、22、23 |
? |
|
12、13 |
UAB |
AB線電壓（三相三線） |
24、25、26、27 |
? |
|
14、15 |
UBC |
BC線電壓（三相三線） |
28、29、30、31 |
? |
|
16、17 |
UCA |
CA線電壓（三相三線） |
32、33、34、35 |
? |
|
18、19 |
IA |
A相電流 |
36、37、38、39 |
? |
|
20、21 |
IB |
B相電流 |
40、41、42、43 |
? |
|
22、23 |
IC |
C相電流 |
44、45、46、47 |
? |
|
24、25 |
PA |
A相有功功率 |
48、49、50、51 |
? |
|
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 |
|
46、47 |
EPP |
正向有功電能 |
92、93、94、95 |
二次側電能參數。
? |
|
48、49 |
EPN |
反向有功電能 |
96、97、98、99 |
|
50、51 |
EQP |
正向無功電能 |
100、101、102、103 |
|
52、53 |
EQN |
反向無功電能 |
104、105、106、107 |
|
54、55 |
WPP |
正向有功電能 |
108、109、110、111 |
一次側電能參數。 |
|
56、57 |
WPN |
反向有功電能 |
112、113、114、115 |
|
58、59 |
WQP |
正向無功電能 |
116、117、118、119 |
|
60、61 |
WQN |
反向無功電能 |
120、121、122、123 |
多功能電力儀表兩路脈沖輸出說明
輸出2路電能脈沖和RS485通訊可以完成電能數據的顯示和遠傳，儀表3排12位LED實現有功電能、無功電能1次側數據的顯示，集電極開路的光電耦合脈沖信號、實現有功電能（正向）和無功電能（反向）遠傳，采集脈沖總數來實現電能累積計量。
A，脈沖常數：
3200imp/kWh脈沖速度最快不超過200mS。即：當儀表累積1kWh時脈沖輸出個數為N（3200）個，需要強調的是1kWh為電能的2次電能數據，
B，在PT、CT的情況下，相對的N個脈沖數據對應1次側電能為1kWh×電壓變比PT×電流變比CT。
多功能電力儀表電能應用舉例
PLC終端使用脈沖計數裝置，假定在長度為t的一段時間內采集脈沖個數為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。
多功能電力儀表注意事項
1、使用前，儀表需通電15分鐘。
2、注意防止震動和沖擊，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屏蔽線。
4、若信號伴隨高頻干擾，應在線里試用低頻過濾器。
5、長時間存放未使用時，請每三個月通電一次不少于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，電壓是否在范圍內。
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回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，校驗儀器應優于0.1級，才能保證校驗精度。
