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，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；可將電量信號轉(zhuǎn)換成標準的模擬量輸出；可帶四路（兩路）開關量輸入/兩路開關量輸出。根據(jù)不同要求，通過儀表面板按鍵，對變比、報警、通訊等參數(shù)設置和控制。

PZ系列儀表具有的性能價格比，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，但不能同時存在；

3、E3 為三相三線；E4 為三相四線；

2

4、接線方法是為幾種可選功能的組合，例：訂貨型號為 PZ42-E3/KC(8DI),接線方法見末頁：A3+C2。5、4DI2DO2M2C 表示：4 路開關量輸入+2 路開關量輸出+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，相電壓輸入不高于380V；三相三線系統(tǒng)時，線電壓不高于 660V。），帶 G 功能時，可以同時選擇除 4DI2DO2M2C 功能以外的其他輔助功能。

3. 技術參數(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)議詳細定義了校驗碼、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答式連接（半雙工）。當主計算機的信號尋址到一臺的終端設備（從機）后，終端設備發(fā)出應答信號傳輸給主機。

MODBUS 協(xié)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(shù)據(jù)交換，這樣各終端設備不會在它們初始化時占據(jù)通訊線路，而僅限于響應到達本機的查詢信號。6.1.1. 傳輸方式

信息傳輸為異步方式，并以字節(jié)為單位，在主機和從機之間傳遞的通訊信息是10 位字格式，包含1個起始位、8 個數(shù)據(jù)位（最小的有效位先發(fā)送）、無奇偶校驗位、1 個停止位，如設置為及奇偶校驗位或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，由一個字節(jié)（8 位二進制碼）組成，十進制為0～255，在PZ儀表中只使用 1～247,其它地址保留。這些位標明了用戶的終端設備的地址，該設備將接收來自與之相連的主機數(shù)據(jù)。每個終端設備的地址必須是的，僅僅被尋址到的終端會響應包含了該地址的查詢。當終端發(fā)送回一個響應，響應中的從機地址數(shù)據(jù)便告訴了主機哪臺終端正與之進行通信。

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)或者終端響應查詢時采集到的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)的內(nèi)容可能是數(shù)值、參考地址或者設置值。例如：功能碼告訴終端讀取一個寄存器，數(shù)據(jù)區(qū)則需要指明從哪個寄存器開始及讀取多少個數(shù)據(jù)，內(nèi)嵌的地址和數(shù)據(jù)依照類型和從機之間的不同內(nèi)容而有所不同。CRC 效驗碼：錯誤校驗（CRC）域占用兩個字節(jié)，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(shù)據(jù)幀上，接收設備在接收數(shù)據(jù)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(fā)生了錯誤。

生成一個 CRC 的流程為：

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

b、把數(shù)據(jù)幀中的第一個字節(jié)的 8 位與 CRC 寄存器中的低字節(jié)進行異或運算，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，重復第三步（下一次移位）；如果低位為 1，將 CRC 寄存器與一個預設的固定值（0A001H）進行異或運算。

e、重復第三步和第四步直到 8 次移位。這樣處理完了一個完整的八位。

f、重復第 2 步到第 5 步來處理下一個八位，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設的表格計算 CRC 的方法，它的主要特點是計算速度快，但是表格需要較大的存儲空間，該方法此處不再贅述，請參閱相關資料。

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備采集與記錄的數(shù)據(jù)及系統(tǒng)參數(shù)。主機一次請求的數(shù)據(jù)個數(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 號從機讀 3 個采集到的基本數(shù)據(jù) （數(shù)據(jù)幀中每個地址占用2 個字節(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 允許用戶改變多個寄存器的內(nèi)容，該儀表中系統(tǒng)參數(shù)、開關量輸出狀態(tài)等可用此功能號寫入。主機一次最多可以寫入 16 個(32 字節(jié))數(shù)據(jù)。

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

主機發(fā)送 發(fā)送信息 從機返回

6.3. 通訊應用細節(jié)

PZ 儀表在設計時對通訊地址表進行了統(tǒng)一規(guī)劃，用戶根據(jù)下面的介紹可以方便地實現(xiàn)遙測、遙信、遙控等功能。

6.3.1. 開關量輸入輸出

PZ 儀表開關量輸入是采用干接點開關信號輸入方式，儀表內(nèi)部配備+5V 的工作電源，無須外部供電。當外部接點閉合或斷開時，儀表本地顯示開關狀態(tài)，同時可以通過儀表的通訊口實現(xiàn)遠程傳輸功能，即“遙信"功能。PZ 儀表開關量輸出為繼電器輸出，可通過上位機遠程控制（遙控有兩種方式：1、電平觸發(fā)；2、脈沖觸發(fā)），實現(xiàn)“遙控"功能，也可以根據(jù)客戶要求實現(xiàn)相應的報警功能（如過流、欠壓）。PZ 儀表與開關量輸入輸出相關的通訊地址為 0022H，其與開關量輸入輸出的對應關系如下：