电能监控采集装置

                                                                                                   安科瑞电能监控采集装置

1. 概述

PZ 系列电能表，电能监控采集装置采用交流采样技术，可直接或间接测量三相电网中的电流和电压、功率、电能等电参量。既可用于本地显示，又能与工控设备连接，组成测控系统。

仪表具有 RS-485 通讯接口，采用兼容 Modbus-RTU 协议；可将电量信号转换成标准的模拟量输出；可带四路（两路）开关量输入/两路开关量输出。根据不同要求，通过仪表面板按键，对变比、报警、通讯等参数设置和控制。

PZ系列仪表具有的性能价格比，可以直接取代常规电力变送器及测量仪表。作为一种的智能化、数字化的前端采集元件，该电力仪表已广泛应用于各种控制系统,SCADA 系统和能源管理系统中。

2. 产品规格

注： 1、Profibus 通讯协议详见随附光盘；

2、RS485(C)通讯和 Profibus(CP)通讯为可选功能，但不能同时存在；

3、E3 为三相三线；E4 为三相四线；

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4、接线方法是为几种可选功能的组合，例：订货型号为 PZ42-E3/KC(8DI),接线方法见末页：A3+C2。5、4DI2DO2M2C 表示：4 路开关量输入+2 路开关量输出+2 路 4-20mA 变送输出+2 路RS485 通讯6、“G"表示：660V 高压输入功能（三相四线系统时，相电压输入不高于380V；三相三线系统时，线电压不高于 660V。），带 G 功能时，可以同时选择除 4DI2DO2M2C 功能以外的其他辅助功能。

3. 技术参数

6. 通讯

6.1. 通讯协议概述

PZ 仪表使用 MODBUS-RTU 通讯协议，MODBUS 协议详细定义了校验码、数据序列等，这些都是特定数据交换的必要内容。MODBUS 协议在一根通讯线上使用主从应答式连接（半双工）。当主计算机的信号寻址到一台的终端设备（从机）后，终端设备发出应答信号传输给主机。

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。6.1.1. 传输方式

信息传输为异步方式，并以字节为单位，在主机和从机之间传递的通讯信息是10 位字格式，包含1个起始位、8 个数据位（最小的有效位先发送）、无奇偶校验位、1 个停止位，如设置为及奇偶校验位或2 位停止位，则为 11 位字格式。

6.1.2. 信息帧格式

地址码：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PZ仪表中只使用 1～247,其它地址保留。这些位标明了用户的终端设备的地址，该设备将接收来自与之相连的主机数据。每个终端设备的地址必须是的，仅仅被寻址到的终端会响应包含了该地址的查询。当终端发送回一个响应，响应中的从机地址数据便告诉了主机哪台终端正与之进行通信。

功能码：功能码告诉了被寻址到的终端执行何种功能。下表列出了该系列仪表用到的功能码，以及它们的意义和功能。

数据区：数据区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，数据区则需要指明从哪个寄存器开始及读取多少个数据，内嵌的地址和数据依照类型和从机之间的不同内容而有所不同。CRC 效验码：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。

生成一个 CRC 的流程为：

a、预置一个 16 位寄存器为 0FFFFH（全 1），称之为 CRC 寄存器。

b、把数据帧中的第一个字节的 8 位与 CRC 寄存器中的低字节进行异或运算，结果存回CRC 寄存器。c、将 CRC 寄存器向右移一位，最高位填以 以 0，低位移出并检测。

d、如果低位为 0，重复第三步（下一次移位）；如果低位为 1，将 CRC 寄存器与一个预设的固定值（0A001H）进行异或运算。

e、重复第三步和第四步直到 8 次移位。这样处理完了一个完整的八位。

f、重复第 2 步到第 5 步来处理下一个八位，直到所有的字节处理结束。

g、最终 CRC 寄存器的值就是 CRC 的值。

此外还有一种利用预设的表格计算 CRC 的方法，它的主要特点是计算速度快，但是表格需要较大的存储空间，该方法此处不再赘述，请参阅相关资料。

6.2. 功能码简介

6.2.1. 功能码 03H 或 04H：读寄存器

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。

下面的例子是从 01 号从机读 3 个采集到的基本数据 （数据帧中每个地址占用2 个字节）UAB、UBC、UCA，其中 UAB 的地址为 0028H, UBC 的地址为 0029H, UCA 的地址为 

6.2.2. 功能码 10H：写寄存器

功能码 10H 允许用户改变多个寄存器的内容，该仪表中系统参数、开关量输出状态等可用此功能号写入。主机一次最多可以写入 16 个(32 字节)数据。

下面的例子是预置地址为01的仪表输出开关量Do1。开关量输入/输出状态指示寄存器地址为0022H，第9-12位对应DI1-DI4, 第13-14位分别对应DO1-DO2。

主机发送 发送信息 从机返回

6.3. 通讯应用细节

PZ 仪表在设计时对通讯地址表进行了统一规划，用户根据下面的介绍可以方便地实现遥测、遥信、遥控等功能。

6.3.1. 开关量输入输出

PZ 仪表开关量输入是采用干接点开关信号输入方式，仪表内部配备+5V 的工作电源，无须外部供电。当外部接点闭合或断开时，仪表本地显示开关状态，同时可以通过仪表的通讯口实现远程传输功能，即“遥信"功能。PZ 仪表开关量输出为继电器输出，可通过上位机远程控制（遥控有两种方式：1、电平触发；2、脉冲触发），实现“遥控"功能，也可以根据客户要求实现相应的报警功能（如过流、欠压）。PZ 仪表与开关量输入输出相关的通讯地址为 0022H，其与开关量输入输出的对应关系如下：