安科瑞電能監(jiān)控采集裝置

1. 概述

PZ 系列電能表，電能監(jiān)控采集裝置采用交流采樣技術(shù)，可直接或間接測量三相電網(wǎng)中的電流和電壓、功率、電能等電參量。既可用于本地顯示，又能與工控設(shè)備連接，組成測控系統(tǒng)。

儀表具有 RS-485 通訊接口，采用兼容 Modbus-RTU 協(xié)議；可將電量信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的模擬量輸出；可帶四路（兩路）開關(guān)量輸入/兩路開關(guān)量輸出。根據(jù)不同要求，通過儀表面板按鍵，對(duì)變比、報(bào)警、通訊等參數(shù)設(shè)置和控制。

PZ系列儀表具有的性能價(jià)格比，可以直接取代常規(guī)電力變送器及測量儀表。作為一種的智能化、數(shù)字化的前端采集元件，該電力儀表已廣泛應(yīng)用于各種控制系統(tǒng),SCADA 系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)中。

2. 產(chǎn)品規(guī)格

注： 1、Profibus 通訊協(xié)議詳見隨附光盤；

2、RS485(C)通訊和 Profibus(CP)通訊為可選功能，但不能同時(shí)存在；

3、E3 為三相三線；E4 為三相四線；

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4、接線方法是為幾種可選功能的組合，例：訂貨型號(hào)為 PZ42-E3/KC(8DI),接線方法見末頁：A3+C2。5、4DI2DO2M2C 表示：4 路開關(guān)量輸入+2 路開關(guān)量輸出+2 路 4-20mA 變送輸出+2 路RS485 通訊6、“G"表示：660V 高壓輸入功能（三相四線系統(tǒng)時(shí)，相電壓輸入不高于380V；三相三線系統(tǒng)時(shí)，線電壓不高于 660V。），帶 G 功能時(shí)，可以同時(shí)選擇除 4DI2DO2M2C 功能以外的其他輔助功能。

3. 技術(shù)參數(shù)

6. 通訊

6.1. 通訊協(xié)議概述

PZ 儀表使用 MODBUS-RTU 通訊協(xié)議，MODBUS 協(xié)議詳細(xì)定義了校驗(yàn)碼、數(shù)據(jù)序列等，這些都是特定數(shù)據(jù)交換的必要內(nèi)容。MODBUS 協(xié)議在一根通訊線上使用主從應(yīng)答式連接（半雙工）。當(dāng)主計(jì)算機(jī)的信號(hào)尋址到一臺(tái)的終端設(shè)備（從機(jī)）后，終端設(shè)備發(fā)出應(yīng)答信號(hào)傳輸給主機(jī)。

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(hào)。6.1.1. 傳輸方式

信息傳輸為異步方式，并以字節(jié)為單位，在主機(jī)和從機(jī)之間傳遞的通訊信息是10 位字格式，包含1個(gè)起始位、8 個(gè)數(shù)據(jù)位（最小的有效位先發(fā)送）、無奇偶校驗(yàn)位、1 個(gè)停止位，如設(shè)置為及奇偶校驗(yàn)位或2 位停止位，則為 11 位字格式。

6.1.2. 信息幀格式

地址碼：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PZ儀表中只使用 1～247,其它地址保留。這些位標(biāo)明了用戶的終端設(shè)備的地址，該設(shè)備將接收來自與之相連的主機(jī)數(shù)據(jù)。每個(gè)終端設(shè)備的地址必須是的，僅僅被尋址到的終端會(huì)響應(yīng)包含了該地址的查詢。當(dāng)終端發(fā)送回一個(gè)響應(yīng)，響應(yīng)中的從機(jī)地址數(shù)據(jù)便告訴了主機(jī)哪臺(tái)終端正與之進(jìn)行通信。

功能碼：功能碼告訴了被尋址到的終端執(zhí)行何種功能。下表列出了該系列儀表用到的功能碼，以及它們的意義和功能。

數(shù)據(jù)區(qū)：數(shù)據(jù)區(qū)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)區(qū)則需要指明從哪個(gè)寄存器開始及讀取多少個(gè)數(shù)據(jù)，內(nèi)嵌的地址和數(shù)據(jù)依照類型和從機(jī)之間的不同內(nèi)容而有所不同。CRC 效驗(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。

生成一個(gè) CRC 的流程為：

a、預(yù)置一個(gè) 16 位寄存器為 0FFFFH（全 1），稱之為 CRC 寄存器。

b、把數(shù)據(jù)幀中的第一個(gè)字節(jié)的 8 位與 CRC 寄存器中的低字節(jié)進(jìn)行異或運(yùn)算，結(jié)果存回CRC 寄存器。c、將 CRC 寄存器向右移一位，最高位填以 以 0，低位移出并檢測。

d、如果低位為 0，重復(fù)第三步（下一次移位）；如果低位為 1，將 CRC 寄存器與一個(gè)預(yù)設(shè)的固定值（0A001H）進(jìn)行異或運(yùn)算。

e、重復(fù)第三步和第四步直到 8 次移位。這樣處理完了一個(gè)完整的八位。

f、重復(fù)第 2 步到第 5 步來處理下一個(gè)八位，直到所有的字節(jié)處理結(jié)束。

g、最終 CRC 寄存器的值就是 CRC 的值。

此外還有一種利用預(yù)設(shè)的表格計(jì)算 CRC 的方法，它的主要特點(diǎn)是計(jì)算速度快，但是表格需要較大的存儲(chǔ)空間，該方法此處不再贅述，請(qǐng)參閱相關(guān)資料。

6.2. 功能碼簡介

6.2.1. 功能碼 03H 或 04H：讀寄存器

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(qǐng)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。

下面的例子是從 01 號(hào)從機(jī)讀 3 個(gè)采集到的基本數(shù)據(jù) （數(shù)據(jù)幀中每個(gè)地址占用2 個(gè)字節(jié)）UAB、UBC、UCA，其中 UAB 的地址為 0028H, UBC 的地址為 0029H, UCA 的地址為 

6.2.2. 功能碼 10H：寫寄存器

功能碼 10H 允許用戶改變多個(gè)寄存器的內(nèi)容，該儀表中系統(tǒng)參數(shù)、開關(guān)量輸出狀態(tài)等可用此功能號(hào)寫入。主機(jī)一次最多可以寫入 16 個(gè)(32 字節(jié))數(shù)據(jù)。

下面的例子是預(yù)置地址為01的儀表輸出開關(guān)量Do1。開關(guān)量輸入/輸出狀態(tài)指示寄存器地址為0022H，第9-12位對(duì)應(yīng)DI1-DI4, 第13-14位分別對(duì)應(yīng)DO1-DO2。

主機(jī)發(fā)送 發(fā)送信息 從機(jī)返回

6.3. 通訊應(yīng)用細(xì)節(jié)

PZ 儀表在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)通訊地址表進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)劃，用戶根據(jù)下面的介紹可以方便地實(shí)現(xiàn)遙測、遙信、遙控等功能。

6.3.1. 開關(guān)量輸入輸出

PZ 儀表開關(guān)量輸入是采用干接點(diǎn)開關(guān)信號(hào)輸入方式，儀表內(nèi)部配備+5V 的工作電源，無須外部供電。當(dāng)外部接點(diǎn)閉合或斷開時(shí)，儀表本地顯示開關(guān)狀態(tài)，同時(shí)可以通過儀表的通訊口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸功能，即“遙信"功能。PZ 儀表開關(guān)量輸出為繼電器輸出，可通過上位機(jī)遠(yuǎn)程控制（遙控有兩種方式：1、電平觸發(fā)；2、脈沖觸發(fā)），實(shí)現(xiàn)“遙控"功能，也可以根據(jù)客戶要求實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的報(bào)警功能（如過流、欠壓）。PZ 儀表與開關(guān)量輸入輸出相關(guān)的通訊地址為 0022H，其與開關(guān)量輸入輸出的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：