多功能儀錶

中文名：多功能儀錶

外文名：Multifunctioninstrument

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

多功能電力儀錶是一種具有可編程測量、顯示、數字通訊和電能脈衝變送輸出等多功能智能儀錶，能夠完成電量測量、電能計量、數據顯示、採集及傳輸，多功能儀錶廣泛應用變電站自動化、配電自動化、智能建築、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數字介面通訊，採用MODBUS-RTU協議。適用於配電櫃、智能樓宇。

性能 參數

輸入測電壓顯示 網路

電 壓 額定值 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 額定值 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℃

測量：三相電壓、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

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協議

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，開關量輸入、開關量輸出，上下限越限報警功能

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

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，並且能夠完工控計算機的組網通信。

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）.取出儀錶，鬆開定位螺絲，取下固定夾。

3）.將儀錶安裝插入配電櫃的儀錶孔中。

4）.插入儀錶的固定夾，固定定位螺絲。

註：L-N為輔助電源 請按儀錶外殼接線圖正確接線。

多功能電力儀錶具備通用的（AC/DC）開關電源輸入介面，若不作特殊聲明，提供的是220V(AC/DC)或110V（AC/DC）電源介面的標準產品，儀錶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。

B．對於電力品質較差的地區中，建議在電源迴路安裝浪涌抑制器防止雷擊，以及快速脈衝群抑制器。

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上連有其它儀錶，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。儀錶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。儀錶接線、儀錶編程中設置的輸入網路NET應該同所測量的負載的接線方式一致，不然會導致儀錶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。

多功能電力儀錶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錶內部的電量信息表中，通過儀錶的數字通訊介面可訪問採集這些數據。而對於不同的型號的儀錶，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：

可設置XS1控制字用來編程設置通常狀態下顯示內容，XS1=0表示自動循環顯示，1（三相電壓），2（三相電流），3（有功功率、無功功率、功率因數），4（頻率），5（有功電能信息），6（無功電能信息）。

在編程操作下，儀錶提供了設置（SET）、輸入（INPT）、通訊（CONN）三大類輸入設置菜單項目，採用LED顯示的分層菜單結構管理方式：第1排LED顯示第1層菜單信息；第2排LED顯示第2層菜單信息，第3排LED提供第3層菜單信息。

鍵盤的編程操作採用四個按鍵的操作方式，即：左右移動鍵“←”、“→”，菜單進入或上回退“MENU”鍵、選擇確定“ ”來完成上述功能的的有操作。

MENU：在儀錶測量顯示的情況下，按該鍵盤進入編程模式，儀錶提示密碼：CODE，輸入正確密碼后，可對儀錶進行編程、設置，儀錶出廠時密碼初始為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”，儀錶會顯示INPT-I.SCL。

“→”、“←”，切換移動鍵實現菜單項目的切換或者數字量的增加或減少。例如，在菜單項目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。

“”選擇后確認，並返回到上次菜單。

在編程方式退回到測量模式的情況下，儀錶會提示“SAVE-YES”，選擇“MENU”表示不保存退出，選擇“ ”保存退出。

菜單的組織結構如下，用戶可根據實際情況選擇適當的編程設置參數。

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

系統設置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 —— 確認后，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

編程設置字元含義對照表

使用要求：所有的儀錶在第一次使用的時候，請檢查儀錶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的儀錶。用戶也可以根據實際需要對儀錶重新進行編程設置。同樣一個表，對於400A/5A的線路中，只需要將儀錶的CT變比“T.I”修改為80就可以了。在一般情況下，儀錶後面的標籤中都表注了儀錶的類型參數和出廠設置參數。

在正確的配置儀錶后，按照實際的要求對儀錶進行正確的接線，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。

提供串列非同步半工RS458通訊介面，採用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個網路電力儀錶，每個網路電力儀錶均可以設定其通訊地址（Address No.），不同系列儀錶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接方工，不建議採用星形或其他的連接方式。

MODBUS協議在一根通訊線上採用主從應答方式的通訊連接方式。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佔據通訊線路，而僅限於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是要求從設備讀寄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，它採用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於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。每個位元組的位：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，由一個位元組（8位二進位碼）組成，十進位為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 電能數據複位

（清0）將所操作的儀錶的電能數據清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響應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）域佔用兩個位元組，包含了一個16位的二進位值。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位寄存器為OFFFFH（16進位，全1）,稱之為CRC寄存器。

（2）.把數據幀中的第一個位元組的8位與CRC寄存器中的低位元組進行異或運算，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寄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佔用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

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）位元組

長度 寫入

數據 CRC16

低位 CEC16

高位

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 位元組

地址 說明

設置信息

0 MM 編程設置密碼 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 儀錶地址 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

BIT1BIT0

10-9.6k

11-4.8k

註：是採用4位元組的二進進位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。

提供電能計量，2路電能脈衝輸出功能和RS485的數字介面來完成電能數據的顯示和遠傳。儀錶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開關採集模塊採集儀錶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）。

集電極開關電壓VCC≤48V、電流Iz≤50mA。

3200imp/kWh脈衝速度最快不超過200mS。其意義為：當儀錶累積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。

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，儀錶輸入為：10kV/100V、400A/5A, 則該時間段內儀錶電能累積為：N/3200×100×80度電能。

1、使用前，儀錶需通電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、如儀錶無顯示，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，以保證儀錶正常工作。

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、若要校驗儀錶，校驗儀器應優於0.1級，才能保證校驗精度。