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多功能電力儀表*

一、概述

   AST系列數碼顯示多功能網絡電力儀表是一種具有可編程測量、顯示、數字通訊、開關量輸入/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、電能計量、數據顯示、采集及傳輸，可廣泛應用于變電站自動化、配電自動化、智能建筑、企業內部電能測量、管理、考核。有功測量精度為0.5s級，實現LED現場顯示和遠程RS-485數字接口通訊、采用MODBUS-RTU通訊協議。它能測量所有的電量參數，可方便地應用于各種量程的交流開關和工業供電分布式測控系統的測量和數據記錄，在AKX系列多功能網絡電力儀表的基礎上，只要簡單添加一套基于IPC工控機的中央通訊主控顯示軟件，就可以建立一套監控系統。

二、性能參數

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相應的安裝孔。

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）

1）.輔助電源: AST系列數碼顯示多功能網絡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電源接口的標準產品,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系列的產品,以防止損壞產品.

1. 采用交流電源建議在火線一側安裝1A的保險絲.
2. 對于臨時性電力品質較差的地區中, 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測量通道單獨采集的計算方式,保證了使用時**、對稱，其具有多種接線方式，適用于不同的負載形式。

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                 三相四線電壓經互感器接入方式

方式2（2個CT）：三相三線的工作方式

三相三線電壓直接接入方式                 三相三線電壓經互感器接入方式

A．電流輸入；標準額定輸入電流為5A，大于5A的情況應使用外部CT。如果使用的CT上連有其它儀表，接線應采用串接方式，去除產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，相序*，方向*；否則會出現功率、電能的數值和符號錯誤！！

• 儀表輸入網絡的配置根據系統的CT個數決定，在2個CT的情況下，選擇三相三線兩元件方式；在3個CT的情況下，選擇三相四線三元件方式。儀表接線、儀表編程中設置的輸入網絡NET應該同所測量的負載的接線方式*，不然會導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的相電壓和線電壓。

3）擴展功能接線：

四、顯示信息及編程操作說明

4.1．顯示信息說明：

AST系列數碼顯示多功能網絡電力儀表可測量電網中全部的電力參數，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）；Fr（頻率）以及4個四象限電能：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全部保存在儀表內部電量信息表中，通過儀表的數字通訊接口可訪問采集這些數據。

注：儀表前面有4個按鍵，通過“”、“”，可以切換顯示項目。開關量工作時，有相應的指示燈亮。

4.2進入和退出編程狀態

4.2.1進入編程狀態： 

首先按 “SET ”鍵進到主菜單，顯示“PASS”，輸入正確的密碼后按回車鍵就可進入編程狀態頁面（默認用戶輸入密碼為0002，輸入密碼時使用左鍵移動位置，使用右鍵修改數值）。注意：如果輸入錯誤密碼按回車后，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：

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，則按“SET”鍵直接退出；

（2）如果菜單中有改動，則會出現“Save”按確認鍵保存退出，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按鍵的操作方式，即：左右移動鍵“”、“”，菜單進入或上回退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，按該鍵進入編程模式，儀表提示密碼：PASS，輸入密碼正確后，可對儀表進行編程、設置；“SET”另一個作用是在編程操作過程中，起上退作用。

 “” “”：實現菜單項目的移動或者實現數字量的增加或減少。

“”選擇后確認，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。

該儀表在測量數據的情況下按下“SET”鍵，會出現“輸入口令”的頁面，通過按左右鍵來輸入密碼，用戶級密碼（默認為0002），按“”鍵輸入按確認鍵后進入編程狀態，然后用戶可根據實際情況選擇相應的菜單項目進行修改、設置。

4.3.2 菜單的組織結構

菜單的組織結構如下，用戶可根據實際情況選擇適當的編程設置參數。

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*次使用的時候，請檢查儀表的參數同所在配電系統中需要的參數的*性。例如，對于AC380V  200A/5A的線路中需要配置AC400V  200A/5A的AKX422E儀表。用戶也可以根據實際需要對儀表重新進行編程設置。同樣一個表，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，儀表后面的標簽中都標注了儀表的類型參數和出廠設置參數。

在正確配置儀表后，按照實際的要求對儀表進行正確的接線，對輔助電源、輸入信號和輸出信號按說明書操作說明中進行。

4.3.3 菜單流程圖

*層菜單設置

第二層菜單中開關量報警輸出設置

第二層菜單中模擬變送輸出設置

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“PASS-0000”字樣；按左右鍵，修改密碼為0002，按回車鍵，出現“In/In.Ct”字樣；按回車鍵，出現“0020”，通過左右鍵的配合,將數字設置為”0100”,按回車鍵保存,再按set鍵，出現“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：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“PASS-0000”字樣；按左右鍵，修改密碼為0002，按回車鍵，出現“bUS/Addr”字樣,按一次回車鍵，出現“0001”，通過左右鍵的配合，將“0001”改為“0008”；按1次回車鍵確認；再按右向鍵，在出現“bUS/bAUd” 字樣,按一次回車鍵，出現“9600”，通過左右鍵的配合，將“9600”改為“4800”按1次回車鍵確認,再按1次“Set”鍵，出現“SAUE/yES”字樣，按回車鍵保存退出，則修改成功。

五、數字通訊

AST系列多功能網絡電力儀表提供串行異步半雙工RS485通訊接口，采用MODBUS-RTU協議，各種數據訊息均可在通訊線路上傳送。在一條線路上可以同時連接多達32個網絡電力儀表 ，每個網絡電力儀表均可設定其通訊地址（Address No.）,不同系列儀表的通訊接線端子號碼不同，通訊連接應使用帶有銅網的屏蔽雙絞線，線徑不小于0.5mm­²。布線時應使通訊遠離強電電纜或其他強電場環境，推薦采用T型網絡的連接方式，不建議采用星形或其他的連接方式。

MODBUS—RTU通訊協議：MODBUS協議在一根通訊線上采用主從應答的通訊連接方式，首先，計算機的信號尋址到一臺*地址的終端設備（從機），然后終端設備發出的應答信號以相反的方向傳輸給主機，即：在一根單獨的通訊線上信號沿著相反的兩個方向傳輸所有的通訊數據流（半雙工的工作模式）。

MODBUS協議只允許在主機（PC，PLC等）和終端設備之間通訊，而不允許獨立的終端設備之間的數據交換，這樣各終端設備不會在它們初始化時占據通訊線路，而僅限于響應到達本機的查詢信號。

主機查詢：查詢消息幀包括設備地址碼、功能代碼、數據信息碼、校驗碼。地址碼表明要選中的從機設備；功能代碼告之被選中的從設備要執行何種功能，例如功能代碼03或04是要求從設備讀寄存器并返回它們的內容；數據段包含了從設備要執行功能的其它附加信息，如在讀命令中，數據段的附加信息有從何寄存器開始讀及要讀的寄存器數量；校驗碼用來檢驗一幀信息的正確性，為從設備提供了一種驗證消息內容是否正確的方法，它采用CRC16的校準規則。

從機響應：如果從設備產生一正常的回應，在回應信息中有從機地址碼、功能代碼、數據信息碼和CRC16校驗碼。數據信息碼則包括了從設備收集的數據：如寄存器值或狀態。如果有錯誤發生，我們約定是從機不進行響應。

傳輸方式是指一個數據幀內一系列獨立的數據結構以及用于傳輸數據的有限規則，下面定義了與MODBUS協議-RTU方式相兼容的傳輸方式。此處我們采用的字節：1個起始位、8個數據位、無奇偶校驗位，1個停止位，CRC校驗。

數據幀的結構：即：報告格式。

地址碼 ：在幀的開始部分，由一個字節（8位二進制碼）組成，十進制為0～255，在我們的系統中只使用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。

數據碼：包含了終端執行特定功能所需要的數據或者終端響應查詢時采集到的數據。這些數據的內容可能是數值、參考地址或者設置值。例如：功能碼告訴終端讀取一個寄存器，數據碼則需要指明從哪個寄存器開始以及讀取多少個數據，而從機數據碼回送內容則包含了數據長度和相應的數據。

校驗碼：錯誤校驗（CRC）域占用兩個字節，包含了一個16位的二進制值。CRC值由傳輸設備計算出來，然后附加到數據幀上，接收設備在接收數據時重新計算CRC值，然后與接收到的CRC域中的值進行比較，如果這兩個值不相等，就發生了錯誤。

通訊報文舉例：1．讀數據（功能碼：03/04）：此功能允許用戶獲得設備采集與記錄的數據及系統參數。主機一次請求的數據個數沒有限制，但不能超出定義的地址范圍。下面的例子是讀地址為12的從機讀6個采集到的基本數據UA、UB、UC、IA、 IB 、IC （數據幀中數據每個地址占用2個字節，UA的開始地址為 00：00H開始，數據長度為6：06H個字。）

數據幀查詢（主機）

響應數據幀（從機）

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）的開關量輸出功能。

2路繼電器的開關量輸出功能，繼電器容量為250VAC（5A）/30VDC（0.5A），繼電器為常開，動作時閉合。繼電器有兩種工作方式：在線報警方式和遠動方式。在遠動方式下，可以通過RS485通訊來控制繼電器的閉合，實現儀表的“遙控”功能。

6.1.1在線報警方式

每一路開出量工作前都要正確設置相關參數，報警方式、報警對象、報警時的數值點、撤消報警時的數值點，這些參數在菜單中要正確設置。特別注意的是，報警點數值和撤消報警點的數值，都是以二次側數據設置的。

應用舉例：一臺儀表信號輸入是220V 5A，電壓變比是1，電流變比是80，我們需要儀表工作的時候在一次側的A相電流大于360A的時候報警1動作，再低于320A的時候撤消報警1。那么我們在菜單中設置1.tyP為“Hi”，表示高報警，設置1.obJ為“I.A”表示報警對象是A相電流，1.SPt設置為“4500”，因為一次側電流是360A的時候，二次側的電流是4.500A，1.HyS設置為“4000”，因為一次側的電流為320A的時候，二次側的電流是4.000A。

6.1.2遙控（遠動）方式

遠動報警的時候，需要在菜單中將1.tyP設置為“yd”，這個時候可以通過RS485通訊在相應的寄存器中寫入1遠動控制繼電器1閉合，寫入0控制繼電器分開。

繼電器的狀態在儀表面板上有相應的指示燈配合指示。

6.2開入量輸入

AST系列儀表可提供4路開關量輸入功能。

4路開關量輸入是采用干接點開關信號輸入方式，無需外部供電。當外部接通的時候，經過儀表開關輸入模塊采集其為接通信息，則面板前方的DI1-DI4相應指示燈點亮，當外部斷開的時候，則相應指示燈熄滅。開關量輸入模塊不僅能夠采集和顯示現場的開關信息，同時可以通過儀表的RS485接口實現遠程傳輸功能，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，（默認輸出為4-20mA），選擇模擬量輸出的時候，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：

通訊數據的相關說明：

該系列測量值用Modbus-RTU通訊規約的03或04號命令讀出。

通訊值與實際值之間的對應關系如下表：（約定Val_t為通訊讀出值，Val_s為實際值）

注：地址1CH中，bit0到bit7分別表示PA、PB、PC、PZ、QA、QB、QC、QZ的符號，1表示負號。Bit8、bit9、bit10、bit11，表示開入狀態，bit12、bit13分別表示開出1、開出2的狀態，這個字節可以通過10H命令寫入數據，實現遙控功能。

多功能電力儀表*