HC803型智能测控单元.docx
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HC803型智能测控单元
HC803智能测控单元
使用说明书
陕西博能电气有限公司
一、概述
HC803系列智能测控单元应用于配电系统的连续监视与控制。
可全面测量电力参数及进行电
能质量分析,并进行远端控制。
两路继电器输出可程控设置输出状态。
有三路开关量输入用于监视开
关的状态。
HC803系列智能测控单元,完美的将精确测量、智能化多功能和人机界面结合在一起。
可用于智能配电系统或企业过程自动化系统的数据采集与控制。
所有的数据都可以通过RS485通讯接口用MODBUS通讯协议进行远距离传输。
该系列产品具有功能多、精度高、超小型设计、安装方便、接线灵活方便、显示直观、操作简便、安全性好、可靠性高等特点。
二、功能
1、测量参数多
它集合了数显表、数字式电度表、电量变送器、数据采集器、记录分析仪、RTU等仪器的部分或全部功能。
测量功能包括:
一条三相四线制回路或其它任何线制的全部相电压/线电压(U)、电流(I)、功率(P、Q)、电能(WH、QH)、功率因素(PF)、频率(F)等电量。
辅助功能包括变送输出,开关量输入,电能脉冲输出,通讯功能等。
2、自动稳压
具有自动校准零点,克服了零点随时间和温度的漂移。
实现所有参数的零点免调,提高了仪表的整体测量精度,提高了系统的整体稳定性,简化了校准流程。
3、极宽的动态输入范围
采用量程自动切换技术,提供5-120V/500V的电压输入量程,0-1A/5A电流输入量程,能自动适用于各种测量系统,无需任何硬件和软件的调整。
4、可编程状态设定
允许用户对其工作状态测量系统选择PT、CT变比值;变送输出、继电器输出等进行设定或控制。
5.掉电记忆
在电源掉电时,能够记忆所有的当前工作状态或设定值、电能累加数值、PT、CT变比等。
6.多种接线方式
适用于多种接线方式:
三相四线、三相三线等。
7.数字化整定
所有参数均采用数字化校准,摒弃了常规采用电位器的模拟调整方法,简化了硬件电路,提高了整机的可靠性和稳定性,每个测量参数都可以调整,且不会对其它参数造成影响。
8.抗电磁干扰能力强
完善的电磁兼容性设计,具体极强的抗干扰能力,适合在强电磁干扰的复杂环境中使用。
9.标信规约、轻松组网
为了满足未来测量仪表的环境,备有RS-485串行口(或RS-232),允许连接开放式结构的局域网络。
应用ModBus通讯规约,在PC或数据采集系统上运行的软件,能提供一个对于工厂、电厂、工业和建筑物设备的简单、实用的电量管理方案。
三、技术指标
1、显示方式:
液晶显示
显示位数及精确度:
2、输入
2.1测量系统接线方式:
三相三线/三相四线
2.2输入量程
电压:
100V,400V(500V)
电流:
1A,5A
2.3过载输入
电压:
2倍连续(额定值)
电流:
2倍连续,20倍1秒(额定值)
3.可编程设定
3.1编程设定模式:
口令(出厂密码为0001)
3.2编程设定内容
PT、CT变比:
变送输出输入指标:
电度清零;通讯波特率。
4.通讯
串行口:
RS485(标准)/RS232(可选)
通讯规约:
MODBUS-RTU
5.辅助功能
N:
变送输出C:
通讯
S1:
开关量输入1S2:
开关量输入2S3:
开关量输入3
E:
电能脉冲输出(3200个脉冲/kwh)
R1:
继电器输出1R2:
继电器输出2
6.工频耐压
2KVAC,漏电流0.5mA,1分钟
7.电磁兼容
7.11.2/50-8/20us浪涌
电源:
4kv(1.2×50us)
I/O线:
2kv
7.2快速瞬变脉冲串
电源:
4kv,2.5Hz
I/O线:
2kv,5KHz
7.3静电放电
接触放电:
6kv
气隙放电:
8kv
7.4射频电磁场
10V/m中等强度的电磁辐射(如距离不少于1米的手提对讲机)
8.工作条件:
温度-20℃~55℃,湿度≤95%RH,无腐蚀气体
9.储存条件:
湿度-40℃~85℃,湿度≤95%RH,无腐蚀气体
10.工作电源:
85V~265VAC/DC
11.功耗:
≤5W
12.平均无故障工作时间:
≤50000h
13.外形尺寸:
96×96×94
开孔尺寸:
90×90
14.安装方式:
面板安装
四、产品规格
HC803-U
HC803-I
HC803-D
基
础
功
能
电压
●
●
电流
●
●
功率
●
功率因数
●
频率
●
电能计量
●
附
加
功
能
电量脉冲E
●
开关量输入S
●
●
●
继电器输出R
●
●
●
模拟量输出N
●
●
●
通讯C
●
●
●
五、端子定义及接线
1.HC803系列接线图及端子定义
六、操作指令
1.键盘定义
2.系统参数查询
该产品具有参数循环显示和参数固定显示两种显示方式,在循环显示状态下,每一参数循环显示间隔时间为3秒,两种显示方式系统转换如下:
3.
4.系统参数设置
七、外形及安装尺寸图
1.HC803产品外形图
外形尺寸:
96×96×94开孔尺寸:
90×90
八、通讯连接
HC803的RS485通讯口使用屏蔽双绞线连接。
即使有的仪表不需要远方通信,但由于诊断、测试、软件更新、参数更新等均可通过网络来实现。
因此为使用方便也应将它们连接到RS485网络上。
1.网络布局
智能测控单元与上位机连接、组成局域网时,要考虑整个网络的布局。
诸如:
通讯电缆的长度、走向、上位机的位置、网络末端的匹配电阻、通讯转接器、网络可扩展性、网络覆盖范围、环境的电磁干扰情况等因素,都要综合考虑。
2.连接到计算机
智能测控单元在实验室单机通讯比较简单,因为距离较近、电磁环境较好,所以不必考虑过多因素,甚至在找不到双绞线时可以随便找两条长度适合的导线临时代替,也是可以的。
但在工程上,要严格按照要求施工,以免日后造成麻烦。
上位机可以是电脑(PC)、PLC、数据采集器、RTU等,本章均以PC为例,其他类推。
PC机没有RS485接口,但都有RS232串行接口,因此要与仪表连接,就需要一个转换装置,这里推荐使用厂家配套的“RS232/RS485转接器”。
可将RS232串行接口直接转换成RS485接口,与仪表相连。
要在与上位机连接的电缆屏蔽层的一端有效接地(保护地:
大地、屏柜、机箱等),应避免两点或者多点接地。
仪表没有保护接地端,且外壳是塑料,因此不必接地。
但是,如果有金属屏柜、箱盒,应尽量安装在其内部,效果会更好。
注意:
进行RS485电缆连接时,尽量使用双绞线,所有的“+”端接同一种颜色,“-”端接另一种颜色。
2.1单机通讯连接
PC机与单台仪表通讯。
将RS232/RS485转接器的RS232端子直接插入PC机的串行口座,RS485端子长度不超过1200米的双绞线屏蔽电缆,双绞线另一端接仪表,然后并接120欧姆1/4W电阻于仪表的RS485接线端子上。
2.2多机通讯
PC机与多台仪表通讯,有多种连接方式,如:
线性、环形、星形等,但是不要接成“T”型。
线性连接,是将多台仪表按照顺序一个接一个地接入网络。
距离主机,一台比一台远。
适合测量点分布较为集中、未来有扩展需要的情况。
2.2.2环形连接
环形连接,将多台仪表电缆连接成闭合环形,然后从一点接到PC。
主机从两个方向与子机连接,适合子机分布相对集中、可靠性要求高的情况。
九、通讯规约
1.引言
智能测控单元提供与Modicon系统相兼容的Modbus通讯规约,这个通讯规约被广泛作为系统集成的标准。
兼容RS-485/232C接口的可编程逻辑控制器(PLC),RTU、SCADA系统、DCS系统和另外兼容Modbus通讯规约的系统之间进行有效传递。
2.ModBus基本规则
2.1所有RS485通讯回路都应遵照主/从方式。
依照这种方式,数据可以在一个主站(如:
PC)和32个子站(如:
HC803)之间传递。
2.2主站将初始化和控制在RS485通讯回路上传递的所有信息。
2.3任何一次通讯都不能从子站开始。
2.4在RS485回路上的所有通讯都以“信息帧”方式传递。
2.5如果主站或子站接收到含有未知命令的信息帧,则不予以响应。
“信息帧”就是一个由数据帧(每一个字节为一个数据帧)构成的字符串(最多255个字节),是由信息头和发送的编码数据构成标准的异步串行数据,该通讯方式也与RTU通讯规约相兼容。
3.通讯规约
当通讯命令发送至仪器时,符合相应的地址码的设备接收通讯命令,并除去地址码,读取信息,如果没有出错,则执行相应的任务:
然后把执行结果返送给发送者。
返送的信息中包括地址码、执行动作的功能码、执行动作后的数据以及错误校验码(CRC)。
如果出错就不发送任何信息。
3.1信息帧格式
3.1.1地址码(ADD)
地址码为每次通讯传送的第一个数据帧(8位),从1到247。
这个字节表明由用户设定地址码的子机将接收由主机发送来的信息。
并且每个子机都有唯一的地址码,并且响应回送均以各自的地址码开始。
主机发送的地址码表明将发送到的子机地址,而子机发送的地址码表明回送的子机地址。
3.1.2功能码(CS)
功能码是每次通讯传送的信息帧中的第二个数据帧。
ModBus通讯规约定义功能码为1~127(01H~7FH)。
智能测控单元利用其中的一部分功能码。
作为主机请求发送,通过功能码告诉子机执行什么行动。
作为子机响应,子机发送的功能码与主机发送来的功能码一样,并说明子机已响应主机进行操作。
如果子机发送的功能码的最高位是1(功能吗>127),则表明子机没有响应或出错。
下表列出的功能码具体的含义及MODBUS部分功能码:
MODBUS部分功能码
功能码
定义
操作
03H
读寄存器
读取一个或多个寄存器的数据
10H
写单个寄存器
把一个16位二进制数写入单个寄存器
①03H读寄存器
智能测控单元采用MODBUS通讯规约,利用通讯命令,可以进行读取点(保持寄存器或返回值输入寄存器)。
功能码03H映射的数据区的保持和输入寄存器值都是16位(2字节)。
这样从智能表读取的寄存器值都是2字节。
一次最多可读取寄存器数是125。
由于一些可编程控制器不用功能码03H,所以功能码03H被用作读取点和返回值。
子机响应的命令格式是子机地址、功能码、数据区及CRC码。
数据区的数据都是每2个字节为一组的双字节数,且高字节在前。
②06H写寄存器
主机利用这条命令把单点数据保存在电测仪表的存储器里,子机也用这个功能码向主机返送信息。
3.10H写寄存器
主机利用这条命令把多点数据保存到智能测控单元的存储器。
MODBUS通讯规约中的寄存器指的是16位(即2字节),并且高位在前。
这样智能测控单元的点都是二字节。
用一条命令保存的最大点数取决于子机。
因为MODBUS通讯规约允许最多保存60个寄存器,这样智能测控单元允许一次最多可保存60个寄存器。
智能测控单元的命令格式是子机地址、功能码、数据区及CRC码。
3.1.3数据区(DATA)
数据区随功能码不同而不同。
由主机发送的读命令(03H)信息帧的数据区与子机应答信息帧的数据区是不同的,由主机发送的写命令(10H)信息帧的数据区与子机应答信息帧的数据区是完全相同。
数据区包含需要子机执行什么动作或由子机采集的需要回送的信息。
这些信息可以是数值、参考地址等等。
例如,功能码告诉子机读取寄存器的数值,则数据区必须包含要读取寄存器的起始地址及读取长度(寄存器个数)。
3.2错误校验
冗余循环(CRC)包含2个字节,即16位二进制。
CRC码由发送端计算,放置于发送信息的尾部。
接收端的设备再重新计算接收到信息的CRC码,比较计算得到的CRC码是否与接收到的相符,如果二者不相符,则表明出错。
CRC码的计算方法是:
先预置16位寄存器全为“1”。
再逐渐把每8为数据信息进行处理。
在进行CRC码计算时只用8位数据位,起始位及停止位,如有奇偶校验位的话也包括奇偶校验位,都不参与CRC码计算。
在计算CRC码时,8位数据与寄存器的数据相异或,得到的结果向低位移一位,用0填补最高位。
再检查移出来的最低位,如果最低位为1,把寄存器的内容与预置数相异或,如果最低位为0,不进行异或运算。
这个过程一直重复8次。
第8次移位后,下一个8位再与现在寄存器的内容相异或,这个过程与以上一样重复8次。
当所有的数据信息处理完后,最后寄存器的内容即为CRC码值。
3.3举例说明
范例一:
仪表地址100,请求电流数据
请求帧:
6403000300017DFF
响应帧:
6403020C34F09B
说明:
此时仪表测量的二次侧电压值为3.124安,假定此时的CT
变比为100,则一次测实际电压值为312.4安。
十、地址与数据
1.寄存器列表
编号
地址
对应参数
读写属性
取值范围
说明
1
0×00
A相电压
只读
-
单位为PT×0.01V
2
0×01
B相电压
只读
-
单位为PT×0.01V
3
0×02
C相电压
只读
-
单位为PT×0.01V
4
0×03
A相电流
只读
-
单位为CT×0.001A
5
0×04
B相电流
只读
-
单位为CT×0.001A
6
0×05
C相电流
只读
-
单位为CT×0.001A
7
0×06
总有功功率高16位
只读
-
PT×CT×0.1W
最高位为符号位
8
0×07
总有功功率低16位
只读
-
9
0×08
总无功功率高16位
只读
-
单位为PT×CT×0.1var
最高位为符号位
10
0×09
总无功功率低16位
只读
-
11
0×0a
总功率因数
只读
-
单位为0.001
12
0×0b
频率
只读
-
单位为0.01Hz
13
0×0c
正有功电度高16位
只读
单位为0.1Kwh
14
0×0d
正有功电度低16位
只读
15
0×0e
正有功电度小数值
只读
16
0×0f
正无功电度高16位
只读
-
单位为0.1Kvarh
17
0×10
正无功电度低16位
只读
-
18
0×11
正无功电度小数值
只读
-
19
0×12
开关状态
只读
-
20
0×13
通讯地址
读写
1~247
21
0×14
通讯速率
读写
1200,2400
4800,9600
19200
单位为bps
22
0×15
PT
读写
1~6000
23
0×16
CT
读写
1~1999
24
0×17
接线类型
读写
0,1
0:
三相三线;1:
三相四线
25
0×18
模拟输出选择
读写
0~10
0~10分别为:
OFF(输出),
UA,UB,UC,IA,IB,IC,
P,Q,PF,F
34
0×21
电压量程
读写
100,400
与PT无关,单位为V
35
0×22
清除电度
只写
0
写0同时清除有功和无功电度
36
0×23
A有功功率高16位
只读
单位为PT×CT×0.1W,
最高为为符号位
37
0×24
A有功功率低16位
只读
38
0×25
B有功功率高16位
只读
单位为PT×CT×0.1W,
最高为为符号位
39
0×26
B有功功率低16位
只读
40
0×27
C有功功率高16位
只读
单位为PT×CT×0.1W,
最高为为符号位
41
0×28
C有功功率低16位
只读
42
0×29
A无功功率高16位
只读
单位为PT×CT×0.1var,
最高为为符号位
43
0×2a
A无功功率低16位
只读
44
0×2b
B无功功率高16位
只读
单位为PT×CT×0.1var,
最高为为符号位
45
0×2c
B无功功率低16位
只读
46
0×2d
C无功功率高16位
只读
单位为PT×CT×0.1var,
最高为为符号位
47
0×2e
C无功功率低16位
只读
48
0×2f
A功率因数
只读
单位为0.001
49
0×30
B功率因数
只读
单位为0.001
50
0×31
C功率因数
只读
单位为0.001
52
0×33
负有功电度高16位
只读
单位为0.1KwH
53
0×34
负有功电度低16位
只读
54
0×35
负有功电度小数位
只读
55
0×36
负无功电度高16位
只读
单位为0.1KvarH
56
0×37
负无功电度低16位
只读
57
0×38
负无功电度小数位
只读
58
0×39
时段0付费率高16位
只读
59
0×3a
时段0付费率低16位
只读
60
0×3b
时段1付费率高16位
只读
61
0×3c
时段1付费率低16位
只读
62
0×3d
时段2付费率高16位
只读
63
0×3e
时段2付费率低16位
只读
64
0×3f
时段3付费率高16位
只读
65
0×40
时段3付费率低16位
只读
66
0×41
时段4付费率高16位
只读
67
0×42
时段4付费率低16位
只读
68
0×43
时段5付费率高16位
只读
69
0×44
时段5付费率低16位
只读
70
0×45
时段6付费率高16位
只读
71
0×46
时段6付费率低16位
只读
72
0×47
时段7付费率高16位
只读
73
0×48
时段7付费率低16位
只读
74
0×49
时段0起始时间
只读
75
0×4a
时段1起始时间
只读
76
0×4b
时段2起始时间
只读
77
0×4c
时段3起始时间
只读
78
0×4d
时段4起始时间
只读
79
0×4e
时段5起始时间
只读
80
0×4f
时段6起始时间
只读
81
0×50
时段7起始时间
只读
82
0×51
时段0结束时间
只读
83
0×52
时段1结束时间
只读
84
0×53
时段2结束时间
只读
85
0×54
时段3结束时间
只读
86
0×55
时段4结束时间
只读
87
0×56
时段5结束时间
只读
88
0×57
时段6结束时间
只读
89
0×58
时段7结束时间
只读
90
0×59
实时时钟小时
只读
91
0×5a
实时时钟分秒
只读
92
0×5b
实时时钟年
只读
93
0×5c
实时时钟月日
只读
94
0×5d
付费率0小数值
只读
95
0×5e
付费率1小数值
只读
96
0×5f
付费率2小数值
只读
97
0×60
付费率3小数值
只读
98
0×61
付费率4小数值
只读
99
0×62
付费率5小数值
只读
100
0×63
付费率6小数值
只读
101
0×64
付费率7小数值
只读
2.开关量寄存器列表
编号
地址
对应参数
读写属性
取值范围
说明
1
0×60
开关量输入
只读
按位读状态
B0、B1、B2(0:
断开;1:
闭合)
2
0×61
继电器A.B状态
只读
按位读状态
B0、B1(0:
断开;1:
闭合)
3
0×62
继电器A地址
读写
0000/00FF
0000断开;00FF闭合
4
0×63
继电器B地址
读写
0000/00FF
0000断开;00FF闭合
注:
功能码01:
读继电器状态
功能码02:
读开关量状态
功能码05:
写继电器状态
功能码03:
可读其它值
危险和警告
■本设备只能由专业人士进行安装
■对于因不遵守本手册的说明而引起的故障,厂家将不承担任何责任
触电、燃烧或爆炸的危险
■设备只能由取得资格的工作人员才能进安装和维护
■对设备进行任何操作前,应隔离电压输入和电源供应,并且短路所有电流互感器的二次绕组。
■要用一个合适的电压检测设备来确认电压已切断。
■在将设备通电前,应将所有的机械部件,门和盖子恢复原位。
■设备在使用中应提供正确的额定电压。
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- 关 键 词:
- HC803 智能 测控 单元