多功能电力仪表*

一、概述

   AST系列数码显示多功能网络电力仪表是一种具有可编程测量、显示、数字通讯、开关量输入/输出和模拟量变送输出等功能的多功能智能仪表，能够完成电量测量、电能计量、数据显示、采集及传输，可广泛应用于变电站自动化、配电自动化、智能建筑、企业内部电能测量、管理、考核。有功测量精度为0.5s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。它能测量所有的电量参数，可方便地应用于各种量程的交流开关和工业供电分布式测控系统的测量和数据记录，在AKX系列多功能网络电力仪表的基础上，只要简单添加一套基于IPC工控机的中央通讯主控显示软件，就可以建立一套监控系统。

二、性能参数

三、安装与接线

3.1    安装尺寸（以96型为例）

单位：mm

3.2  安装方法

１）．在固定的配电柜上，选择合适的地方开一个相应的安装孔。

２）．取出AST系列仪表，取下固定夹。

３）．将仪表安装插入配电柜中。

４）．插入仪表的固定夹。

3.3 接线端子功能说明：（96型仪表提供的接线端子如下图）

3.4  典型接线（请以仪表上的接线图为准）

1）.辅助电源: AST系列数码显示多功能网络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电源接口的标准产品,仪表可接受的极限的工作电压为AC/DC:80-270V,请保证所提供的电源适用于AST系列的产品,以防止损坏产品.

1. 采用交流电源建议在火线一侧安装1A的保险丝.
2. 对于临时性电力品质较差的地区中, 建议在电源回路中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：AST系列仪表采用了每个测量通道单独采集的计算方式,保证了使用时**、对称，其具有多种接线方式，适用于不同的负载形式。

注:具体接线方式见仪表本身所带接线图

方式1（3个CT）：三相四线的工作方式，有中心线。

三相四线电压直接接入方式                 三相四线电压经互感器接入方式

方式2（2个CT）：三相三线的工作方式

三相三线电压直接接入方式                 三相三线电压经互感器接入方式

A．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，不要直接接入CT ，以便于拆装。

B  要确保输入电压、电流相对应，相序*，方向*；否则会出现功率、电能的数值和符号错误！！

• 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，选择三相三线两元件方式；在3个CT的情况下，选择三相四线三元件方式。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*，不然会导致仪表测量的电压或功率不正确。其中在三相三线中，电压测量和显示的为线电压；而在三相四线中，电压能够测量和切换显示电网的相电压和线电压。

3）扩展功能接线：

四、显示信息及编程操作说明

4.1．显示信息说明：

AST系列数码显示多功能网络电力仪表可测量电网中全部的电力参数，如：Ua、Ub、Uc（相电压）；Uab、Ubc、Uca（线电压）；Ia、Ib、Ic（电流）；Pa、Pb、Pc、Ps（每相有功功率和总功率）；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在仪表内部电量信息表中，通过仪表的数字通讯接口可访问采集这些数据。

注：仪表前面有4个按键，通过“”、“”，可以切换显示项目。开关量工作时，有相应的指示灯亮。

4.2进入和退出编程状态

4.2.1进入编程状态： 

首先按 “SET ”键进到主菜单，显示“PASS”，输入正确的密码后按回车键就可进入编程状态页面（默认用户输入密码为0002，输入密码时使用左键移动位置，使用右键修改数值）。注意：如果输入错误密码按回车后，显示界面无变化，则表示输入密码不正确，

4.2.2退出编程状态：

在已退到编程界面第二层菜单的情况下，按一下面板的“SET” 键，

（1）如果菜单中没有改动，则按“SET”键直接退出；

（2）如果菜单中有改动，则会出现“Save”按确认键保存退出，而按“SET”键则不保存就退出。

4.3编程操作：

4.3.1按键使用说明

键盘的编程操作采用四个按键的操作方式，即：左右移动键“”、“”，菜单进入或上回退SET键，选择确定“”键来完成上述功能的所有操作。

SET：在仪表测量显示的情况下，按该键进入编程模式，仪表提示密码：PASS，输入密码正确后，可对仪表进行编程、设置；“SET”另一个作用是在编程操作过程中，起上退作用。

 “” “”：实现菜单项目的移动或者实现数字量的增加或减少。

“”选择后确认，并返回到上层菜单。

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。

该仪表在测量数据的情况下按下“SET”键，会出现“输入口令”的页面，通过按左右键来输入密码，用户级密码（默认为0002），按“”键输入按确认键后进入编程状态，然后用户可根据实际情况选择相应的菜单项目进行修改、设置。

4.3.2 菜单的组织结构

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。

面板显示说明字符和显示说明如下：

使用要求：所有的仪表在*次使用的时候，请检查仪表的参数同所在配电系统中需要的参数的*性。例如，对于AC380V  200A/5A的线路中需要配置AC400V  200A/5A的AKX422E仪表。用户也可以根据实际需要对仪表重新进行编程设置。同样一个表，对于400A/5A的线路中，只需要将仪表的CT变比In.CT修改为80就可以了。 在一般情况下，仪表后面的标签中都标注了仪表的类型参数和出厂设置参数。

在正确配置仪表后，按照实际的要求对仪表进行正确的接线，对辅助电源、输入信号和输出信号按说明书操作说明中进行。

4.3.3 菜单流程图

*层菜单设置

第二层菜单中开关量报警输出设置

第二层菜单中模拟变送输出设置

4.3.4编程举例：

1、修改电流变比：将100/5A，修改为500/5A。

按“Set”键，出现“PASS-0000”字样；按左右键，修改密码为0002，按回车键，出现“In/In.Ct”字样；按回车键，出现“0020”，通过左右键的配合,将数字设置为”0100”,按回车键保存,再按set键，出现“SAUE/yES”字样，按回车键保存退出，则变比修改成功。

2、修改通讯参数：将仪表地址1，波特率9600bps；修改为地址8，波特率4800bps.

按“Set”键，出现“PASS-0000”字样；按左右键，修改密码为0002，按回车键，出现“bUS/Addr”字样,按一次回车键，出现“0001”，通过左右键的配合，将“0001”改为“0008”；按1次回车键确认；再按右向键，在出现“bUS/bAUd” 字样,按一次回车键，出现“9600”，通过左右键的配合，将“9600”改为“4800”按1次回车键确认,再按1次“Set”键，出现“SAUE/yES”字样，按回车键保存退出，则修改成功。

五、数字通讯

AST系列多功能网络电力仪表提供串行异步半双工RS485通讯接口，采用MODBUS-RTU协议，各种数据讯息均可在通讯线路上传送。在一条线路上可以同时连接多达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0.5mm­²。布线时应使通讯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的通讯连接方式，首先，计算机的信号寻址到一台*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，而不允许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：查询消息帧包括设备地址码、功能代码、数据信息码、校验码。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它们的内容；数据段包含了从设备要执行功能的其它附加信息，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，为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：如果从设备产生一正常的回应，在回应信息中有从机地址码、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：如寄存器值或状态。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。此处我们采用的字节：1个起始位、8个数据位、无奇偶校验位，1个停止位，CRC校验。

数据帧的结构：即：报告格式。

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0～255，在我们的系统中只使用1～247，其它地址保留。

功能代码：告诉被寻址到的终端执行何种功能。下表列出AKX系列仪表所支持的功能码，以及它们的意义和功能。

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：功能码告诉终端读取一个寄存器，数据码则需要指明从哪个寄存器开始以及读取多少个数据，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。

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。）

数据帧查询（主机）

响应数据帧（从机）

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）

地址见附表一。

六．功能模块

6.1开关量（继电器）输出

AST系列仪表可提供2路继电器（或光耦）的开关量输出功能。

2路继电器的开关量输出功能，继电器容量为250VAC（5A）/30VDC（0.5A），继电器为常开，动作时闭合。继电器有两种工作方式：在线报警方式和远动方式。在远动方式下，可以通过RS485通讯来控制继电器的闭合，实现仪表的“遥控”功能。

6.1.1在线报警方式

每一路开出量工作前都要正确设置相关参数，报警方式、报警对象、报警时的数值点、撤消报警时的数值点，这些参数在菜单中要正确设置。特别注意的是，报警点数值和撤消报警点的数值，都是以二次侧数据设置的。

应用举例：一台仪表信号输入是220V 5A，电压变比是1，电流变比是80，我们需要仪表工作的时候在一次侧的A相电流大于360A的时候报警1动作，再低于320A的时候撤消报警1。那么我们在菜单中设置1.tyP为“Hi”，表示高报警，设置1.obJ为“I.A”表示报警对象是A相电流，1.SPt设置为“4500”，因为一次侧电流是360A的时候，二次侧的电流是4.500A，1.HyS设置为“4000”，因为一次侧的电流为320A的时候，二次侧的电流是4.000A。

6.1.2遥控（远动）方式

远动报警的时候，需要在菜单中将1.tyP设置为“yd”，这个时候可以通过RS485通讯在相应的寄存器中写入1远动控制继电器1闭合，写入0控制继电器分开。

继电器的状态在仪表面板上有相应的指示灯配合指示。

6.2开入量输入

AST系列仪表可提供4路开关量输入功能。

4路开关量输入是采用干接点开关信号输入方式，无需外部供电。当外部接通的时候，经过仪表开关输入模块采集其为接通信息，则面板前方的DI1-DI4相应指示灯点亮，当外部断开的时候，则相应指示灯熄灭。开关量输入模块不仅能够采集和显示现场的开关信息，同时可以通过仪表的RS485接口实现远程传输功能，即“遥信”功能。

6.3模拟量变送输出

仪表也可以选配1～3模拟量变送输出功能，（默认输出为4-20mA），选择模拟量输出的时候，在菜单中必须正确选择需要变送的对象。

附表一   MODBUS-RTU通讯地址信息表：

通讯数据的相关说明：

该系列测量值用Modbus-RTU通讯规约的03或04号命令读出。

通讯值与实际值之间的对应关系如下表：（约定Val_t为通讯读出值，Val_s为实际值）

注：地址1CH中，bit0到bit7分别表示PA、PB、PC、PZ、QA、QB、QC、QZ的符号，1表示负号。Bit8、bit9、bit10、bit11，表示开入状态，bit12、bit13分别表示开出1、开出2的状态，这个字节可以通过10H命令写入数据，实现遥控功能。

多功能电力仪表*