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第2页共16页一、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，提高了整第3页共16页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,5A2.3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.可编程设定第4页共16页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-RTU5.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3E：电能脉冲输出（3200个脉冲/kwh）R1:继电器输出1R2：继电器输出26.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：2kv7.2快速瞬变脉冲串电源：4kv，2.5HzI/O线：2kv,5KHz7.3静电放电接触放电：6kv气隙放电：8kv7.4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/DC11.功耗：≤5W12.平均无故障工作时间：≤50000h第5页共16页13.外形尺寸：96×96×94开孔尺寸：90×9014.安装方式：面板安装四、产品规格HC803-UHC803-IHC803-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第6页共16页第7页共16页六、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.第8页共16页4.系统参数设置第9页共16页七、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.连接到计算机第10页共16页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。第11页共16页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、执行动作第12页共16页的功能码、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写寄存器第13页共16页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