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多功能网络仪表使用说明书常州敏特电器有限公司多功能网络仪表使用说明书CHS 本文档仅针对数码管显示的多功能电力仪表，如不够详尽，敬请垂询。多功能网络电力仪表用户手册一、概述 我公司推出的多功能电力仪表系列(LED显示方式)具有可编程测量、显示、变送输出、数字通讯和电能脉冲输出等功能，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、企业内部电能测量、管理、考核。测量精度为0.5级，实现LED现场显示和远程RS-485数字接口通讯（采用MODBUS-RTU 通讯协议）。 现以MTE406为例进行说明；二、性能参数 性能参数输入测量显示配电网络单相、三相三线、三相四线电压额定值AC100V、220V、380V(订货时请注明)过负荷测量：1.2倍 瞬时：2倍/10s功 耗1M精 度精度等级：0.5，RMS(真有效值)测量电流额定值AC1A、5A (订货时请注明)过负荷测量：1.2倍 瞬时：2倍/10s功 耗0.4VA(每相)阻 抗10m精 度精度等级：0.5，RMS(真有效值)测量频 率4065Hz，精度等级：0.2Hz功 率三相总有功、无功 精度：0.5电 能四象限电能计量 有功精度0.5，无功精度1显 示切换、循环3排LED显示（可编程设置）电 源工作范围AC、DC 85V265V功 耗4VA输 出数字接口RS-485、MODBUS-RTU协议脉冲输出2路电能脉冲输出，光耦继电器开关量输入4路开关量输入，干接点方式Ri100k断开开关量输出2路继电器输出继电器触点容量：5A/250V AC；5A/30V DC环 境工作环境-1055 海拔2000m，93%RH，不结露，无腐蚀性气体储存环境-3070安 全耐 压输入和电源2kV；输入和输出2kV；电源和输出2kV绝 缘输入、输出、电源对机壳5M四、 产品规格外形型号面框尺寸屏装配合尺寸开孔尺寸安装总长备注42型12012011011011111171五、外型尺寸及接线方式1、外型尺寸MTE4062、安装方法： 1）在固定的配电柜上，选择合适的地方开一个仪表安装孔（如：111X111）； 2）取出仪表，取下固定夹； 3）将仪表安装插入配电柜的仪表孔中； 4）插入仪表的固定夹。 3、端子接线： 下排：信号（10芯）45678911121314A相电流B相电流C相电流UAUBUCUN上排：电源和功能输出（15芯，3个保留）1258596047484950辅助电源485A485BGNDAP+AP-RP+RP-1） 辅助电源：我公司电力仪表具备通用的（AC/DC）电源输入接口，若不作特殊声明，提供的是220V (AC/DC)或110V (AC/DC)电源接口的标准产品，仪表极限的工作电源电压为AC/DC：85-265V，为防止损坏产品，请提供适用于我公司产品的电源。 说明： A采用交流电源建议在火线一侧安装1A的保险丝。 B对于电力品质较差的地区中，建议在电源回路安装浪涌抑制器防止雷击，以及快速脉冲群抑制器 2) 输入信号：采用了每个测量通道单独采集的计算方式，保证了使用时完全一致、对称，其具有多种接线方式，适用于不同的负载形式。具体如下： 方式1（3个CT）：三相四线的工作方式。方式2（2个CT）：三相三线的工作方式 说明： A电压输入：输入电压应不高于产品的额定输入电压（100V或400V），否则应考虑使用PT，在电压输入端须安装1A保险丝； B电流输入：标准额定输入电流为5A，大于5A的情况应使用外部CT。如果使用的CT上连有其它仪表，接线应采用串接方式，去除产品的电流输入连线之前，一定要先断开CT一次回路或者短接二次回路。建议使用接线排，不要直接接CT，以便于拆装； C要确保输入电压、电流相对应，相序一致，方向一致；否则会出现数值和符号错误！（功率和电能）；D仪表输入网络的配置根据系统的CT个数决定，在2个CT的情况下，选择3相3线两元件方式、在3个CT的情况下，选择3相4线三元件方式。仪表接线、仪表编程中设置的输入网络NET应该同所测量的负载的接线方式一致，不然会导致仪表测量的电压或功率不正确。其中在3P3W中，电压测量和显示的为线电压；而在3P4W中，电压测量和显示相电压； E具体接线方式，以仪表上接线图为准。六、编程和使用 1、测量显示：MTE-AS4电力参数，如：UAN、UBN、UCN（相电压）；UAB、UBC、UCA（线电压）；Ia、Ib、Ic（电流）； PS（总有功功率）； QS（总无功功率）； PFS（总功率因数）； FR（频率）以及4个四象限电能：有功电能（吸收）、有功电能（释放）、无功电能（感性）、无功电能（容性），所有的测量电量参数全部保存仪表内部的电量信息表中，通过仪表的数字通讯接口可访问采集这些数据。 所有的电量参数的计算方法采用如下公式的数字化的离散方法，具体为：公 式备注U=1Nn=0Nun2 n=0,1,2N电压真有效值算法(其中N：交流一周期采样点数；un：第n个点的采样数据)I=1Nn=0Nin2 n=0,1,2N电流真有效值算法P=1Nn=1N(ianuan+ibnubn+icnucn)总有功功率周期平均值Ps=UI单相视在功率周期平均值cos=PpPS功率因数Pq=PS2-PP2无功功率（Pq为正无法判断方向；可以采用P的算法电压分量平移90o）W=P*dt电能计算公式其中P0，累计的有功电能量是有功电能吸收，P0，累计的无功电能是无功电能感性，Pq0，累计的无功电能是无功电能容性。 四象限图如下图七、操作示意说明1、显示屏介绍：K千、M兆为测量数据的数量级。例如：在电压测量模式下，LED显示10.00同时K灯亮表示10.00kV，K、M暗表示电压为10.00V 三排LED显示测量的电量信息或编程提示信息,分6页，分别显示Uabc;Iabc;P、Q、PF；频率、有功电能、无功电能。在电压模式下按Enter键可切换显示相电压和线电压（限三相四线）。四个按键用于显示切换或编程设置，、为切换键，SET为菜单键，选择确认键。测量项目指示灯，对应屏幕右侧的测量单位页面内容说明1分别显示电压 Ua、Ub、Uc（三相四线）和Uab、Ubc、Uca（三相三线），在显示三相四线的情况下，按“”可切换显示相电压和线电压。左图中Ua236.7V、Ub236.8V、Uc236.6V（图示数据不代表任何意义，仅做说明用）2显示三相电流Ia、Ib、Ic单位为A，在K亮的情况下为kA；在M灯亮的情况下为MA。左图中Ia5.001A、Ib5.000A、Ic5.000A。3 显示总有功功率P、总无功功率Q、总功率因数PF。左图中P3302W、Q0var、PF=1.000。4显示电网频率，左图显示的频率值为50.00Hz。5显示正有功电能值，第二排数码管是高4位，第三排是低4位,组合成一个8位值。左图中EP=73.8Wh。按“”可切换查看负有功电能值，如下。6左图中显示的是负有功电能值，EP867.6Wh。7显示正无功电能值，第二排数码管是高4位，第三排是低4位,组合成一个8位值。左图中EP=647.0varh。按“”可切换查看负无功电能值，如下。8左图中显示的是负无功电能值，EP828varh。3P4L2、编程操作：在测量数据的情况下按下“SET”键，会出现“PASS”字样的提示（即”password”），按“”键输入用户级密码（默认为0001），按确认键人后进入编程状态下，仪表提供了系统出厂调试（SYS）、输入（-IN-）、通讯（bus）三大类输入设置菜单项目，采用LED显示的分层菜单结构管理方式：进入编程模式时，第1排LED显示第1层菜单信息；第2排LED显示第2层菜单信息，按下确认键 进入第3层，第3排LED显示第3层菜单信息。图中编程项目即：第1层：IN信号输入、第2层：LIne电网接线方式、第3层：3P4L三相四线接线方式。 键盘的编程操作采用四个按键的操作方式，左右移动键 ， 、菜单进入或上回退SET键、选择确定 键盘来完成上述功能的所有操作。 SET：在仪表显示测量数据的情况下，按SET键盘进入编程模式，仪表提示：PASS，按 后第三排出现0000该提示是请用户输入用户级密码（默认为0001），按 键为输入数据由19（对应闪动的数码管）；按 选择输入数据位。当输入正确的用户密码后，出现 -IN-，表示可对仪表进行编程设置；SET另一个作用是在设置操作过程中，起上退作用。例如，在编程模式上图中的情况下按SET，仪表会退回到上一级（即第三排无显示）。 ， ：移动键实现菜单项目的移动或者数字量的增加或减少。例如，在菜单项目 PASS-0000下按动会变成 PASS-0001，在按 后会改变闪动的数码管的位置,表示可对当前的数码修改。 ：选择后确认，并返回到上次菜单。 在编程方式退回到测量模式的情况下，仪表会提示“SAVE”，选择SET表示不保存退出，选择 保存退出。 八、菜单流程图 1、菜单的组织结构如下，用户可根据实际情况选择适当的编程设置参数。 2、可选功能菜单流程3、流程图部分解释说明第1层第2层第3层第4层描述SYS模拟量输出AO-14MA、20MA调试输出数度超级用户或厂家设置与调试更改密码CodE更改超级用户密码请妥善保管好您的超级密码清电能CLrE确认清除SUrE显示dISP自动和手机两种显示方式MAN、AUtO输入设置In.网络Lin.e3P4L、3P3L选择输入信号的网络接线方式电压范围U.SCL100V、220V、380V选择输入电压信号的量程电流范围I.SCL5A、1A选择输入电流信号的量程电压变比r.Pt上次设置值（默认0001）输入19999设置电压信号变比电流变比r.Ct上次设置值（默认0001）输入19999设置电流信号变比通讯参数设置bUS通讯地址ADDR上次设置值（默认0001）输入1247设置仪表通讯地址通讯速率BAUD2400、4800、9600（默认4800）设置通讯速率（波特率）数据格式DATAn.8.1、o.8.1、e.8.1（默认n.8.1）设置通讯数据格式4、菜单字符说明：(Password)用户级密码(Input)用户显示数据设置菜单(Bus)通信设置菜单(System)系统设置菜单(厂方调试使用，暂不开放)(Data)通讯参数设置(Address)本机通讯地址设置(Baud)通讯波特率(o.8.1)表示8位数据位，1位停止位，偶校验(e.8.1)表示8位数据位，1位停止位，奇校验(n.8.1)表示8位数据位，1位停止位，无校验位(Sure)更改前确认是否更改九功能输出 1电能脉冲：MT系列多功能仪表提供总有功、总无功电能计量，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。仪表3排12位LED实现有功电能（吸收）、无功电能（感性）1次测量数据，集电极开路的光耦继电器的电能脉冲（电阻信号）实现有功电能（吸收）和无功电能（感性）远传，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。另外此输出方式还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）电气特性：集电极开路电压 VCC48V、Iz50mA 。 2）脉冲常数：5000 imp /kWh,脉冲高电平为80ms.其意义为：当仪表累积1 kWh时脉冲输出个数为5000个，需要强调的是1 kWh为电能的2次电能数据，设PT、CT接入的情形下，相对的N个脉冲数据对应1次侧电能等于1 kWh电压变比PT电流变比CT。 3）应用举例：PLC终端采用DI开关采集终端，假定在T的一段时间内采集脉冲数据为N个，仪表输入为：10kV/100V 400A/5A，则该时间T仪表电能累积为：N/500010080度电能（下图中表示有功功率为3302 W，无功功率为0 var，功率因数为1.000）。 2模拟量输出MT系列多功能仪表可以选择模拟量输出功能。（并不是所有仪表都具有此功能）模拟量输出可以把预先选定好的电参量以420mA的模拟量形式输出，用户可以根据输出的模拟量的变化来计算所关注的相应电参量的变化。用户可以选择对应的电参量有：Ia，Ib，Ic，Ua，Ub，Uc，P，Q，H，F。3数字通讯（属于标准配置）MT系列多功能仪表都可以提供串列异步半双工RS485通讯接口，采用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并联多达32个网络电力仪表，每个网络电力仪表均可设定其通讯地址（Address No.），不同系列仪表的通讯接线端子号码不同，通讯连接应使用带有铜网的屏蔽双绞线，线径不小于0.5mm。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_RTU通讯协议：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，而不支持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。 主机查询：查询信息帧包括：设备地址码、功能代码、数据信息码、校准码。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寄存器的内容；数据段包含了从设备要执行功能的任何附加信息，如在读命令中，数据段的附加信息有从何寄存器开始读及要读的寄存器数量；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，在回应的信息帧中，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：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。传输方式是指一个数据帧内一系列独立的数据结构以及用于传输数据的有限规则，下面定义了与MODBUS 协议 RTU方式相兼容的传输方式。每个字节的位（1个起始位、8个数据位，发送低位、有无奇偶校验位、1个停止位（无校验时），2个位（有校验时）。 数据帧的结构：即报文格式。 地址码功能码数据码校验码1BYTE1BYTEN BYTE2BYTE地址码： 在帧的开始部分，由一个字节（8位二进制码）组成，十进制为0255，在我们的系统中只使用1247,其它地址保留。这些位标明了用户指定的终端设备的地址，该设备将接收来自与之相连的主机数据。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包含了该地址的查询。当终端发送回一个响应，响应中的从机地址数据便告诉了主机哪台终端正与之进行通信。功能码：告诉被寻址到的终端执行何种功能。我公司仪表只支持03/04的功能码。 代码功能行为03/04读数据寄存器获得一个或多个寄存器的当前二进制值数据码：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。例如：功能域码告诉终端读取一个寄存器，数据域则需要指明从哪个寄存器开始及读取多少个数据，而从机数据码回送内容则包含了数据长度和相应的数据。 校验码：错误校验（CRC）域占用两个字节，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，CRC。 生成一个CRC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CRC的值。 通讯报文举例：1读数据（功能码：03/04）：此功能允许用户获得设备采集与记录的数据及系统参数。主机一次请求的数据个数没有限制，但不能超出定义的地址范围。下面的例子是读地址为12的从机读6个采集到的基本数据UA、UB、UC、IA、 IB 、IC （数据帧中数据每个地址占用2个字节，UA的开始地址为 00：00H开始，数据长度为6：06H个字。） 查询数据帧（主机）地址命令寄存器起始地址（高位）寄存器起始地址（低位）寄存器个数（高位）寄存器个数（高位）CRC16（低位）CRC16（高位）0CH03H00H00H00H06HC4HD5H响应数据帧（从机）表明UA=3E8H（100.0）UB=3E9H（100.1）UC=3E7H（99.9）IA=1380H（4.996）IB=1388H（5.000）IC=138AH（5.002） 地址命令数据长度数据（12个字节）CRC16（低位）CRC16（高位）0CH03H0CH03H E8H 03H E9H 03H E8H13H 84H 13H 88H 13H 8AHxxHyyHMODBUS地址信息表1： 字地址对应数据数据描述字节地址备注一 次 测 电 量 信 息0UAA相电压0,1采用2字节电量寄存器（0-9999）和1字节小数点寄存器（0-15）描述电量数据。其中电量寄存器表示电量的BCD部分，小数点寄存器表示电量的指数部分。例如：电压UA就是采用DPT和UA两个寄存器来表示。当寄存器UA=0DACH (3500)；寄存器DPT=5；UA=0.3500105=35.00kV。电流Ia就是采用DCT和Ia两个寄存器来表示。当寄存器IA=0FA0H (4000)；寄存器DCT=3；IA=0.4000*103=400.0A，功率小数点为DPQ，对于频率和功率因数由于具有固定的显示方式，XX.XXHz； 0.XXX来进行计算。例如；当PFS=03A4（932）表示功率因数PFS=0.932。1UBB相电压2,32UCC相电压4,53IAA相电流6,74IBB相电流8,95ICC相电流10,116PS总有功功率12,137QS总无功功率14,158PFS功率因数16,179FR频率18,1910DPT电压小数点位置20DCT电流小数点位置2111DPQ功率小数点位置22SIGN功率符号位23二次测电能12,13WPP正向有功电能24 25 26 27二次侧电能参数。高字节在前，低字节在后，4字节整数，单位0.1Wh。在输入信号作用下所累积值：如在AC100V/5A=0.866kW下，1个小时作用为0.866kWh。14,15WPN负向有功电能28 29 30 3116,17WQP正向无功电能32 33 34 3518,19WQN负向无功电能36 37 38 39一次测电能20,21EPP正向有功电能40 41 42 43一次侧电能参数。采用IEEE754浮点数的数据描述结果，单位0.1Wh。对于如在AC100V5A=0.866kW输入信号下，当仪表的变比PT=10kV/100V100，CT=200A/5A下，仪表工作1小时0.866kWh100403464kWh，仪表LED的显示为电能的一次侧，可直接抄写电能数据，不用转化。22,23EPN负向有功电能44 45 46 4724,25EQP正向无功电能48 49 50 5126,27EQN负向无功电能52 53 54 55开关量状态信息28DO开关量输出状态56低两位有效，0代表断开，1代表闭合DI开关量输入状态57低四位有效，0代表断开，1代表闭合其它电参数2931保留32SS总视在功率64,65与一 次测电量信息相同33UABAB相线电压66,67与一 次测电量信息相同34UBCBC相线电压68,69与一 次测电量信息相同35UCACA相线电压70,71与一 次测电量信息相同36PAA相有功功率72,73与一 次测电量信息相同37PBB相有功功率74,75与一 次测电量信息相同38PCC相有功功率76,77与一 次测电量信息相同39QAA相无功功率78,79与一 次测电量信息相同40QBB相无功功率80,81与一 次测电量信息相同41QCC相无功功率82,83与一 次测电量信息相同42SAA相视在功率84,85与一 次测电量信息相同43SBB相视在功率86,87与一 次测电量信息相同44SCC相视在功率88,89与一 次测电量信息相同45PFAA相功率因数90,91与一 次测电量信息相同46PFBB相功率因数92,93与一 次测电量信息相同47PFCC相功率因数94,95与一 次测电量信息相同设置参数48R-U电压变比96,9749R-I电流变比98,9950Use-U额定电压100,10151Use-I额定电流102,103十、开关量输入与输出本公司的MT系列多功能仪表可以选配开关量输入和输出功能，一般是两路开关量输出和四路开关量输入。上图所示为开关量的状态显示。其中第二排为开关量输入状态