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多功能電力儀表*

一、概述

   AST系列數(shù)碼顯示多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表是一種具有可編程測量、顯示、數(shù)字通訊、開關(guān)量輸入/輸出和模擬量變送輸出等功能的多功能智能儀表，能夠完成電量測量、電能計(jì)量、數(shù)據(jù)顯示、采集及傳輸，可廣泛應(yīng)用于變電站自動(dòng)化、配電自動(dòng)化、智能建筑、企業(yè)內(nèi)部電能測量、管理、考核。有功測量精度為0.5s級，實(shí)現(xiàn)LED現(xiàn)場顯示和遠(yuǎn)程RS-485數(shù)字接口通訊、采用MODBUS-RTU通訊協(xié)議。它能測量所有的電量參數(shù)，可方便地應(yīng)用于各種量程的交流開關(guān)和工業(yè)供電分布式測控系統(tǒng)的測量和數(shù)據(jù)記錄，在AKX系列多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表的基礎(chǔ)上，只要簡單添加一套基于IPC工控機(jī)的中央通訊主控顯示軟件，就可以建立一套監(jiān)控系統(tǒng)。

二、性能參數(shù)

三、安裝與接線

3.1    安裝尺寸（以96型為例）

單位：mm

3.2  安裝方法

１）．在固定的配電柜上，選擇合適的地方開一個(gè)相應(yīng)的安裝孔。

２）．取出AST系列儀表，取下固定夾。

３）．將儀表安裝插入配電柜中。

４）．插入儀表的固定夾。

3.3 接線端子功能說明：（96型儀表提供的接線端子如下圖）

3.4  典型接線（請以儀表上的接線圖為準(zhǔn)）

1）.輔助電源: AST系列數(shù)碼顯示多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表具備通用的（AC/DC）電源輸入接口,若不作特殊聲明,提供的是220V AC/DC電源接口的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,儀表可接受的極限的工作電壓為AC/DC:80-270V,請保證所提供的電源適用于AST系列的產(chǎn)品,以防止損壞產(chǎn)品.

1. 采用交流電源建議在火線一側(cè)安裝1A的保險(xiǎn)絲.
2. 對于臨時(shí)性電力品質(zhì)較差的地區(qū)中, 建議在電源回路中安裝浪涌抑制器防止雷擊以及快速脈沖群抑制器.

2）輸入信號：AST系列儀表采用了每個(gè)測量通道單獨(dú)采集的計(jì)算方式,保證了使用時(shí)**、對稱，其具有多種接線方式，適用于不同的負(fù)載形式。

注:具體接線方式見儀表本身所帶接線圖

方式1（3個(gè)CT）：三相四線的工作方式，有中心線。

三相四線電壓直接接入方式                 三相四線電壓經(jīng)互感器接入方式

方式2（2個(gè)CT）：三相三線的工作方式

三相三線電壓直接接入方式                 三相三線電壓經(jīng)互感器接入方式

A．電流輸入；標(biāo)準(zhǔn)額定輸入電流為5A，大于5A的情況應(yīng)使用外部CT。如果使用的CT上連有其它儀表，接線應(yīng)采用串接方式，去除產(chǎn)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，不要直接接入CT ，以便于拆裝。

B  要確保輸入電壓、電流相對應(yīng)，相序*，方向*；否則會(huì)出現(xiàn)功率、電能的數(shù)值和符號錯(cuò)誤！！

• 儀表輸入網(wǎng)絡(luò)的配置根據(jù)系統(tǒng)的CT個(gè)數(shù)決定，在2個(gè)CT的情況下，選擇三相三線兩元件方式；在3個(gè)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(shè)置的輸入網(wǎng)絡(luò)NET應(yīng)該同所測量的負(fù)載的接線方式*，不然會(huì)導(dǎo)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，電壓能夠測量和切換顯示電網(wǎng)的相電壓和線電壓。

3）擴(kuò)展功能接線：

四、顯示信息及編程操作說明

4.1．顯示信息說明：

AST系列數(shù)碼顯示多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表可測量電網(wǎng)中全部的電力參數(shù)，如：Ua、Ub、Uc（相電壓）；Uab、Ubc、Uca（線電壓）；Ia、Ib、Ic（電流）；Pa、Pb、Pc、Ps（每相有功功率和總功率）；Qs（總無功功率）；PFs（總功率因數(shù)）；Fr（頻率）以及4個(gè)四象限電能：有功電能（吸收）、有功電能（釋放）、無功電能（感性）、無功電能（容性），所有的測量電量參數(shù)全部保存在儀表內(nèi)部電量信息表中，通過儀表的數(shù)字通訊接口可訪問采集這些數(shù)據(jù)。

注：儀表前面有4個(gè)按鍵，通過“”、“”，可以切換顯示項(xiàng)目。開關(guān)量工作時(shí)，有相應(yīng)的指示燈亮。

4.2進(jìn)入和退出編程狀態(tài)

4.2.1進(jìn)入編程狀態(tài)： 

首先按 “SET ”鍵進(jìn)到主菜單，顯示“PASS”，輸入正確的密碼后按回車鍵就可進(jìn)入編程狀態(tài)頁面（默認(rèn)用戶輸入密碼為0002，輸入密碼時(shí)使用左鍵移動(dòng)位置，使用右鍵修改數(shù)值）。注意：如果輸入錯(cuò)誤密碼按回車后，顯示界面無變化，則表示輸入密碼不正確，

4.2.2退出編程狀態(tài)：

在已退到編程界面第二層菜單的情況下，按一下面板的“SET” 鍵，

（1）如果菜單中沒有改動(dòng)，則按“SET”鍵直接退出；

（2）如果菜單中有改動(dòng)，則會(huì)出現(xiàn)“Save”按確認(rèn)鍵保存退出，而按“SET”鍵則不保存就退出。

4.3編程操作：

4.3.1按鍵使用說明

鍵盤的編程操作采用四個(gè)按鍵的操作方式，即：左右移動(dòng)鍵“”、“”，菜單進(jìn)入或上回退SET鍵，選擇確定“”鍵來完成上述功能的所有操作。

SET：在儀表測量顯示的情況下，按該鍵進(jìn)入編程模式，儀表提示密碼：PASS，輸入密碼正確后，可對儀表進(jìn)行編程、設(shè)置；“SET”另一個(gè)作用是在編程操作過程中，起上退作用。

 “” “”：實(shí)現(xiàn)菜單項(xiàng)目的移動(dòng)或者實(shí)現(xiàn)數(shù)字量的增加或減少。

“”選擇后確認(rèn)，并返回到上層菜單。

在編程方式退回到測量模式的情況下，儀表會(huì)提示“SAVE”，選擇“SET”表示不保存退出，選擇“” 保存退出。

該儀表在測量數(shù)據(jù)的情況下按下“SET”鍵，會(huì)出現(xiàn)“輸入口令”的頁面，通過按左右鍵來輸入密碼，用戶級密碼（默認(rèn)為0002），按“”鍵輸入按確認(rèn)鍵后進(jìn)入編程狀態(tài)，然后用戶可根據(jù)實(shí)際情況選擇相應(yīng)的菜單項(xiàng)目進(jìn)行修改、設(shè)置。

4.3.2 菜單的組織結(jié)構(gòu)

菜單的組織結(jié)構(gòu)如下，用戶可根據(jù)實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)木幊淘O(shè)置參數(shù)。

面板顯示說明字符和顯示說明如下：

使用要求：所有的儀表在*次使用的時(shí)候，請檢查儀表的參數(shù)同所在配電系統(tǒng)中需要的參數(shù)的*性。例如，對于AC380V  200A/5A的線路中需要配置AC400V  200A/5A的AKX422E儀表。用戶也可以根據(jù)實(shí)際需要對儀表重新進(jìn)行編程設(shè)置。同樣一個(gè)表，對于400A/5A的線路中，只需要將儀表的CT變比In.CT修改為80就可以了。 在一般情況下，儀表后面的標(biāo)簽中都標(biāo)注了儀表的類型參數(shù)和出廠設(shè)置參數(shù)。

在正確配置儀表后，按照實(shí)際的要求對儀表進(jìn)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(jìn)行。

4.3.3 菜單流程圖

*層菜單設(shè)置

第二層菜單中開關(guān)量報(bào)警輸出設(shè)置

第二層菜單中模擬變送輸出設(shè)置

4.3.4編程舉例：

1、修改電流變比：將100/5A，修改為500/5A。

按“Set”鍵，出現(xiàn)“PASS-0000”字樣；按左右鍵，修改密碼為0002，按回車鍵，出現(xiàn)“In/In.Ct”字樣；按回車鍵，出現(xiàn)“0020”，通過左右鍵的配合,將數(shù)字設(shè)置為”0100”,按回車鍵保存,再按set鍵，出現(xiàn)“SAUE/yES”字樣，按回車鍵保存退出，則變比修改成功。

2、修改通訊參數(shù)：將儀表地址1，波特率9600bps；修改為地址8，波特率4800bps.

按“Set”鍵，出現(xiàn)“PASS-0000”字樣；按左右鍵，修改密碼為0002，按回車鍵，出現(xiàn)“bUS/Addr”字樣,按一次回車鍵，出現(xiàn)“0001”，通過左右鍵的配合，將“0001”改為“0008”；按1次回車鍵確認(rèn)；再按右向鍵，在出現(xiàn)“bUS/bAUd” 字樣,按一次回車鍵，出現(xiàn)“9600”，通過左右鍵的配合，將“9600”改為“4800”按1次回車鍵確認(rèn),再按1次“Set”鍵，出現(xiàn)“SAUE/yES”字樣，按回車鍵保存退出，則修改成功。

五、數(shù)字通訊

AST系列多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表提供串行異步半雙工RS485通訊接口，采用MODBUS-RTU協(xié)議，各種數(shù)據(jù)訊息均可在通訊線路上傳送。在一條線路上可以同時(shí)連接多達(dá)32個(gè)網(wǎng)絡(luò)電力儀表 ，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)電力儀表均可設(shè)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(yīng)使用帶有銅網(wǎng)的屏蔽雙絞線，線徑不小于0.5mm­²。布線時(shí)應(yīng)使通訊遠(yuǎn)離強(qiáng)電電纜或其他強(qiáng)電場環(huán)境，推薦采用T型網(wǎng)絡(luò)的連接方式，不建議采用星形或其他的連接方式。

MODBUS—RTU通訊協(xié)議：MODBUS協(xié)議在一根通訊線上采用主從應(yīng)答的通訊連接方式，首先，計(jì)算機(jī)的信號尋址到一臺(tái)*地址的終端設(shè)備（從機(jī)），然后終端設(shè)備發(fā)出的應(yīng)答信號以相反的方向傳輸給主機(jī)，即：在一根單獨(dú)的通訊線上信號沿著相反的兩個(gè)方向傳輸所有的通訊數(shù)據(jù)流（半雙工的工作模式）。

MODBUS協(xié)議只允許在主機(jī)（PC，PLC等）和終端設(shè)備之間通訊，而不允許獨(dú)立的終端設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換，這樣各終端設(shè)備不會(huì)在它們初始化時(shí)占據(jù)通訊線路，而僅限于響應(yīng)到達(dá)本機(jī)的查詢信號。

主機(jī)查詢：查詢消息幀包括設(shè)備地址碼、功能代碼、數(shù)據(jù)信息碼、校驗(yàn)碼。地址碼表明要選中的從機(jī)設(shè)備；功能代碼告之被選中的從設(shè)備要執(zhí)行何種功能，例如功能代碼03或04是要求從設(shè)備讀寄存器并返回它們的內(nèi)容；數(shù)據(jù)段包含了從設(shè)備要執(zhí)行功能的其它附加信息，如在讀命令中，數(shù)據(jù)段的附加信息有從何寄存器開始讀及要讀的寄存器數(shù)量；校驗(yàn)碼用來檢驗(yàn)一幀信息的正確性，為從設(shè)備提供了一種驗(yàn)證消息內(nèi)容是否正確的方法，它采用CRC16的校準(zhǔn)規(guī)則。

從機(jī)響應(yīng)：如果從設(shè)備產(chǎn)生一正常的回應(yīng)，在回應(yīng)信息中有從機(jī)地址碼、功能代碼、數(shù)據(jù)信息碼和CRC16校驗(yàn)碼。數(shù)據(jù)信息碼則包括了從設(shè)備收集的數(shù)據(jù)：如寄存器值或狀態(tài)。如果有錯(cuò)誤發(fā)生，我們約定是從機(jī)不進(jìn)行響應(yīng)。

傳輸方式是指一個(gè)數(shù)據(jù)幀內(nèi)一系列獨(dú)立的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及用于傳輸數(shù)據(jù)的有限規(guī)則，下面定義了與MODBUS協(xié)議-RTU方式相兼容的傳輸方式。此處我們采用的字節(jié)：1個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位、無奇偶校驗(yàn)位，1個(gè)停止位，CRC校驗(yàn)。

數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)：即：報(bào)告格式。

地址碼 ：在幀的開始部分，由一個(gè)字節(jié)（8位二進(jìn)制碼）組成，十進(jìn)制為0～255，在我們的系統(tǒng)中只使用1～247，其它地址保留。

功能代碼：告訴被尋址到的終端執(zhí)行何種功能。下表列出AKX系列儀表所支持的功能碼，以及它們的意義和功能。

數(shù)據(jù)碼：包含了終端執(zhí)行特定功能所需要的數(shù)據(jù)或者終端響應(yīng)查詢時(shí)采集到的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)的內(nèi)容可能是數(shù)值、參考地址或者設(shè)置值。例如：功能碼告訴終端讀取一個(gè)寄存器，數(shù)據(jù)碼則需要指明從哪個(gè)寄存器開始以及讀取多少個(gè)數(shù)據(jù)，而從機(jī)數(shù)據(jù)碼回送內(nèi)容則包含了數(shù)據(jù)長度和相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

校驗(yàn)碼：錯(cuò)誤校驗(yàn)（CRC）域占用兩個(gè)字節(jié)，包含了一個(gè)16位的二進(jìn)制值。CRC值由傳輸設(shè)備計(jì)算出來，然后附加到數(shù)據(jù)幀上，接收設(shè)備在接收數(shù)據(jù)時(shí)重新計(jì)算CRC值，然后與接收到的CRC域中的值進(jìn)行比較，如果這兩個(gè)值不相等，就發(fā)生了錯(cuò)誤。

通訊報(bào)文舉例：1．讀數(shù)據(jù)（功能碼：03/04）：此功能允許用戶獲得設(shè)備采集與記錄的數(shù)據(jù)及系統(tǒng)參數(shù)。主機(jī)一次請求的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)沒有限制，但不能超出定義的地址范圍。下面的例子是讀地址為12的從機(jī)讀6個(gè)采集到的基本數(shù)據(jù)UA、UB、UC、IA、 IB 、IC （數(shù)據(jù)幀中數(shù)據(jù)每個(gè)地址占用2個(gè)字節(jié)，UA的開始地址為 00：00H開始，數(shù)據(jù)長度為6：06H個(gè)字。）

數(shù)據(jù)幀查詢（主機(jī)）

響應(yīng)數(shù)據(jù)幀（從機(jī)）

表明UA=3E8H（100.0），UB=3E9H（100.1），UC=3E7H（99.9），IA=1380H（4.992），

IB=1388H（5.000），IC=138AH（5.002）

地址見附表一。

六．功能模塊

6.1開關(guān)量（繼電器）輸出

AST系列儀表可提供2路繼電器（或光耦）的開關(guān)量輸出功能。

2路繼電器的開關(guān)量輸出功能，繼電器容量為250VAC（5A）/30VDC（0.5A），繼電器為常開，動(dòng)作時(shí)閉合。繼電器有兩種工作方式：在線報(bào)警方式和遠(yuǎn)動(dòng)方式。在遠(yuǎn)動(dòng)方式下，可以通過RS485通訊來控制繼電器的閉合，實(shí)現(xiàn)儀表的“遙控”功能。

6.1.1在線報(bào)警方式

每一路開出量工作前都要正確設(shè)置相關(guān)參數(shù)，報(bào)警方式、報(bào)警對象、報(bào)警時(shí)的數(shù)值點(diǎn)、撤消報(bào)警時(shí)的數(shù)值點(diǎn)，這些參數(shù)在菜單中要正確設(shè)置。特別注意的是，報(bào)警點(diǎn)數(shù)值和撤消報(bào)警點(diǎn)的數(shù)值，都是以二次側(cè)數(shù)據(jù)設(shè)置的。

應(yīng)用舉例：一臺(tái)儀表信號輸入是220V 5A，電壓變比是1，電流變比是80，我們需要儀表工作的時(shí)候在一次側(cè)的A相電流大于360A的時(shí)候報(bào)警1動(dòng)作，再低于320A的時(shí)候撤消報(bào)警1。那么我們在菜單中設(shè)置1.tyP為“Hi”，表示高報(bào)警，設(shè)置1.obJ為“I.A”表示報(bào)警對象是A相電流，1.SPt設(shè)置為“4500”，因?yàn)橐淮蝹?cè)電流是360A的時(shí)候，二次側(cè)的電流是4.500A，1.HyS設(shè)置為“4000”，因?yàn)橐淮蝹?cè)的電流為320A的時(shí)候，二次側(cè)的電流是4.000A。

6.1.2遙控（遠(yuǎn)動(dòng)）方式

遠(yuǎn)動(dòng)報(bào)警的時(shí)候，需要在菜單中將1.tyP設(shè)置為“yd”，這個(gè)時(shí)候可以通過RS485通訊在相應(yīng)的寄存器中寫入1遠(yuǎn)動(dòng)控制繼電器1閉合，寫入0控制繼電器分開。

繼電器的狀態(tài)在儀表面板上有相應(yīng)的指示燈配合指示。

6.2開入量輸入

AST系列儀表可提供4路開關(guān)量輸入功能。

4路開關(guān)量輸入是采用干接點(diǎn)開關(guān)信號輸入方式，無需外部供電。當(dāng)外部接通的時(shí)候，經(jīng)過儀表開關(guān)輸入模塊采集其為接通信息，則面板前方的DI1-DI4相應(yīng)指示燈點(diǎn)亮，當(dāng)外部斷開的時(shí)候，則相應(yīng)指示燈熄滅。開關(guān)量輸入模塊不僅能夠采集和顯示現(xiàn)場的開關(guān)信息，同時(shí)可以通過儀表的RS485接口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸功能，即“遙信”功能。

6.3模擬量變送輸出

儀表也可以選配1～3模擬量變送輸出功能，（默認(rèn)輸出為4-20mA），選擇模擬量輸出的時(shí)候，在菜單中必須正確選擇需要變送的對象。

附表一   MODBUS-RTU通訊地址信息表：

通訊數(shù)據(jù)的相關(guān)說明：

該系列測量值用Modbus-RTU通訊規(guī)約的03或04號命令讀出。

通訊值與實(shí)際值之間的對應(yīng)關(guān)系如下表：（約定Val_t為通訊讀出值，Val_s為實(shí)際值）

注：地址1CH中，bit0到bit7分別表示PA、PB、PC、PZ、QA、QB、QC、QZ的符號，1表示負(fù)號。Bit8、bit9、bit10、bit11，表示開入狀態(tài)，bit12、bit13分別表示開出1、開出2的狀態(tài)，這個(gè)字節(jié)可以通過10H命令寫入數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遙控功能。

多功能電力儀表*