PZ多功能表.docx
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PZ多功能表
1概述
PZ系列三相功率表、电能表，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系列仪表具有极高的性能价格比，可以直接取代常规电力变送器及测量仪表。
作为一种先进的智能化，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
2.1命名方法
PZX1X2-X3/X4
PZ
产品种类号：
可编程数显智能表
X1
仪表外形：
80型，面框尺寸80mm×80mm
96型，面框尺寸96mm×96mm
42型，面框尺寸120mm×120mm
X2
显示方式：
无-LED（数码管）
L-LCD（段码液晶屏）
X3
功能代号：
E3/E4-三相三线/三相四线电能表P3/P4-三相三线/三相四线功率表
X4
辅助代号：
M-一路模拟量输出M2-二路模拟量输出
C-带RS-485通讯接口K-开关量输入/输出
说明：
辅助代号可不选或多选。
（通常选一个）
如有特殊需求请咨询本公司
2.2仪表型号规格
型号
功能
PZ80（96、42）-P3（P4）/*
PZ80（96、42）-E3（E4）/*
PZ80（96、42）L-P3（P4）/*
PZ80（96、42）L-E3（E4）/*
测量参数
有功功率、无功功率、
功率因数、
三相电压、三相电流、
频率
有功电能（EPI/EPE）、
无功电能（EQL/EQC）、
有功功率、无功功率、功率因数
三相电压、三相电流、频率
附加功能（/*）
/C
/M
/MC
/KC
/C
/M
/MC
/KC
可选项
RS485通讯
√
√
√
√
√
√
模拟量输出
√
√
√
√
开关量输入/输出
√
√
说明：
“√”表示此项功能有；若无附加功能，电能表配有两路脉冲输出，在选配开关量输入/输出的情况下，无电能脉冲。
3技术参数
技术参数
指标
输入
接线
三相三线、三相四线
频率
45～65Hz
电压
额定值：
AC100V、400V
过负荷：
1.2倍额定值（连续）；2倍额定值持续1秒
功耗：
小于0.2VA
电流
额定值：
AC1A、5A
过负荷：
1.2倍额定值（连续）；10倍额定值持续1秒
功耗：
小于0.2VA
输出
电能
输出方式:
2路集电极开路的光藕脉冲
脉冲常数:
10000、40000、160000imp/kWh
通讯
RS485接口、Modbus-RTU协议
显示
LED、LCD
开关量输入
2路或4路无源干接点输入方式
开关量输出
输出方式：
2路继电器常开触点输出
触点容量：
1A/30VDC或1A/250VAC
模拟量输出
输出方式：
1、2或4路，0～20mA、4～20mA、0-5V、1-5V等，可编程
负载能力：
≤500Ω
测量精度
频率0.05Hz、无功电能1级、其它0.5级
电源
AC/DC85～270V；功耗≤4VA
安全性
设备耐压：
电源、电压输入回路2kVAC；
电源、电流回路2.5kVAC；
绝缘电阻：
输入、输出端对机壳>100MΩ
环境
工作温度：
-10℃～+45℃（LCD）；-10℃～+55℃（LED）；
储存温度：
-20℃～+70℃
相对湿度：
5%～95%不结露；
海拔高度：
≤2500m
4安装指南
4.1外形及安装开孔尺寸
仪表外形单位：
mm
面板尺寸
壳体尺寸
开孔尺寸
宽
高
宽
高
深
宽
高
80方形
80
80
75
75
91
76
76
96方形
96
96
86
76
85
88
88
42方形
120
120
106
106
85
108
108
4.2安装方法
4.3端子排列及接线（注：
如与仪表壳体上接线图不一致，以仪表壳体上接线图为准）
4.3.1电压、电流信号端子
注意：
三相三线接线时，12号端子与14号端子外部需连接在一起。
4.3.2开关量输入/输出端子
开关输入是采用湿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。
当外部接通或断开的时候，经过仪表开关输入模块采集其接通或断开信息并通过仪表本地显示。
开关量输入不仅能够采集和显示本地的开关信息，同时可以通过仪表的数字接口RS485实现远程传输功能，即“遥信”功能。
开关量输出为继电器输出，可通过上位机远程控制，实现“遥控”功能，也可以根据客户要求实现相应的报警功能。
4.3.3电源端子、RS485通讯端子、脉冲输出端子
4.3.4模拟量输出端子
4.4典型应用
5编程与使用
5.1测量项目及面板说明
当右边指示灯只有k或M亮，且第一排数码显示
、
、
或
时，则第二、三排表示电能数据：
第二排为高位，第三排为低位；例如第一排显示EPI，第二排显示0011，第三排显示01.58，k指示灯亮，其它指示灯不亮，则表示吸收有功电能（用电）：
1101.58kWh。
PZ系列电能表可以计量四象限电能数据：
--吸收有功电能、
--释放有功电能、
--感性无功电能、
--容性无功电能。
数码管显示仪表，电能显示数据为一次侧数据；液晶显示为二次侧数据。
注：
左边P、Q、V等字符表示当右边指示灯亮时，此排数码显示数据表示何种电量；左边“负号”一般不亮，当有接线错误时，分相有功功率P可能会显示为负值，因此可用于检查接线。
5.2按键及功能说明
SET键左移键右移键回车键
SET键
测量模式下，按该键进入编程模式，仪表提示输入密码PASS，输入正确密码后，可对仪表进行编程设置；
编程模式下，用于返回上一级菜单
左键
测量模式下，按该键显示三相电压；
编程模式下，用于同级菜单的向上翻页或个位数的减1
右键
测量模式下，按该键显示三相电流；
编程模式下，用于同级菜单的向下翻页或个位数的增1
回车键
测量模式下，
P3（P4）：
按此键，循环显示分相P、Q、λ（H），稳定后显示PQλ；
E3（E4）：
按此键循环查看各象限电能等
编程模式下，用于确认菜单项目的选择和参数的修改
左键+回车键
编程模式下，用于百位数的减1
右键+回车键
编程模式下，用于百位数的增1
5.2.1数码管（LED）显示P3/P4/E3/E4电量查看流程
三相四线制功率表、电能表电量查看流程（LED）
说明：
1.虚线框内电量为电能表（E3/E4）所有，功率表（P3/P4）无；
2.三相三线仪表，按左移键，只有线电压；其它电量查看流程与三相四线制同；
3.功率表在查看其它电量时，约10s后，自动返回功率显示界面；
4.电能表在查看其它电量后，将固定显示在最后查看的电量画面，除非重新上电。
5.2.1液晶（LCD）显示P3/P4/E3/E4电量查看流程
三相四线制功率表、电能表电量查看流程（LCD）
说明：
1.虚线框内电量为电能表（E3/E4）所有，功率表（P3/P4）无；
2.三相三线制仪表，电量查看流程与三相四线制同；
3.功率表在查看其它电量时，约10s后，自动返回功率显示界面；
4.电能表在查看其它电量后，将固定显示在最后查看的电量画面，除非重新上电。
5.3编程菜单
5.3.1仪表通用编程菜单
第一级菜单
第二级菜单
第三级菜单
说明
SyS
diSP
1～6
开机显示画面选择
CodE
0001～9999
密码设置（初始密码0001）
Clr.E
按回车键，电能清零
In
LinE
3P3L、3P4L
输入网络（三相三线、三相四线）
In.U
100、400
输入电压范围
In.I
1、5
输入电流范围
In.Pt
1～9999
输入电压变比
In.Ct
1～9999
输入电流变比
buS
Addr
1～247
通讯地址
bAUd
4800、9600、19200、38400
通讯波特率
tr.1
┆
tr.4
001-026
101-126
0～9999
第一路变送（模拟量输出）
┆详见5.4.2
第四路变送（模拟量输出）
5.3.2LCD显示仪表增加的背光控制菜单
第一级菜单
第二级菜单
第三级菜单
说明
SyS
b.Lcd
0～255
设置为0时，背光常亮；
设置为1～255时，背光在1～255秒后熄灭。
5.3.3带开关量输出增加菜单
PZ仪表开关量输出采用继电器输出，继电器触点有两种控制方式：
1、电平方式（继电器常开或常闭）；2、脉冲方式（继电器闭合一段时间后断开，闭合时间由PL.do控制）。
第一级菜单
第二级菜单
第三级菜单
说明
SyS
PL.do
0～255
设置为0时，继电器为电平控制方式；
设置为非0时，继电器为脉冲控制方式（0.01s）。
5.4编程示例
编程示例以流程图的形式介绍改变编程菜单中的某些选项，如电流变比、变送设置等。
注：
在设置或选择完成后，需按回车键进行确认，确认完成后连按SET键直到出现SAVE/YES页面，按回车键确认，否则设置无效。
5.4.1如何进入编程菜单
5.4.2如何修改电流变比
进入编程菜单后，如下流程进入电流变比设置菜单：
注：
电压变比（In.Pt）设置与此类似。
此菜单中其它参数一般无需修改。
5.4.3如何修改通讯参数
5.4.4如何修改变送设置
模拟变送输出可将电网中常见的26个电量（Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca、Ia、Ib、Ic、Pa、Pb、Pc、P总、Qa、Qb、Qc、Q总、Sa、Sb、Sc、S总、PFa、PFb、PFc、PF、F）中的两个量隔离变送输出为0～20mA或4～20mA的直流信号。
说明：
左起第一位为变送选择，如果是0～20mA输出，则为0，如果是4～20mA输出，则为1；第二、三位为变送量的选择，01代表Ua，02代表Ub……26代表频率（即将上面提到的26个电量按顺序1～26进行排序），这里13表示有功功率P总
20mA输出与电量的显示值相对应：
如输入为220V，100A/5A，三相四线制，则100%P总为220V×100A×3=66kW，显示值为66.00kW，则该值取6600（不计小数点）,若三相三线，则220kV×100A×√3=38.10kW,该值取3810；其它电量模拟量输出设置类似；
5.4.5如何保存设置参数
需修改的参数修改后，按回车键确认，然后按SET返回，直至出现右边界面；在此界面按回车键保存，按SET键则放弃。
5.5编程流程（基本功能，未含附加功能，可参见5.4编程示例）
6通讯指南
6.1概述
PZ系列仪表采用与Modbus-RTU相兼容的协议：
“9600，8，n，1”，其中9600为缺省波特率，如果需要可通过编程修改为1200、2400、4800、19200等，设置方法见本说明书5.4.3通讯参数设置；8表示有8个数据位；n表示无奇偶校验位；1表示有1个停止位。
错误检测：
CRC16（循环冗余校验）
6.2协议
当数据帧到达终端设备时，它通过一个简单的“端口”进入被寻址到的设备，该设备去掉数据帧的“信封”（数据头），读取数据，如果没有错误，就执行数据所请求的任务，然后，它将自己生成的数据加入到取得的“信封”中，把数据帧返回给发送者。
返回的响应数据中包含了以下内容：
终端从机地址（Address）、被执行了的命令（Function）、执行命令生成的被请求数据（Data）和一个CRC校验码（Check）。
发生任何错误都不会有成功的响应，或者返回一个错误指示帧。
6.2.1数据帧格式
Address
Function
Data
Check
8-Bits
8-Bits
N×8-Bits
16-Bits
6.2.2地址（Address）域
地址域在帧首，由一个字节（8-Bits，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。
这些位标明了用户指定的终端设备的地址，该设备将接收来自与之相连的主机数据。
同一总线上每个终端设备的地址必须是唯一的，只有被寻址到的终端才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。
6.2.3功能（Function）域
功能域代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。
代码（十六进制）
意义
行为
03H
读取保持寄存器
在一个或多个保持寄存器中取得当前的二进制值
04H
读取输入寄存器
在一个或多个输入寄存器中取得当前的二进制值
10H
预置多寄存器
把具体的二进制值装入一串连续的保持寄存器
6.2.4数据（Data）域
数据域包含了终端执行特定功能所需的数据或终端响应查询时采集到的数据。
这些数据可能是数值、参量地址或者设置值。
例如：
功能域告诉终端读取一个寄存器，数据域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而内容有所不同。
6.2.5错误校验（Check）域
该域采用CRC16循环冗余校验，允许主机和终端检查传输过程中的错误。
有时由于电噪声和其它干扰，一组数据从一个设备传输到另一个设备时，在线路上可能会发生一些改变，错误校验能够保证主机或从机不去响应那些发生改变的数据，这就提高了系统的安全性、可靠性和效率。
6.3错误校验的方法
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，接收设备在接受数据时重新计算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。
CRC运算时，首先将一个16位的寄存器预置为全1，然后连续把数据帧中的每个字节中的8位与该寄存器的当前值进行运算，仅仅每个字节的8个数据位参与生成CRC，起始位和停止位以及可能使用的奇偶位都不影响CRC。
在生成CRC时，每个字节的8位与寄存器中的内容进行异或，然后将结果向低位移位，高位则用“0”补充，最低位（LSB）移出并检测，如果是1，该寄存器就与一个预设的固定值（0A001H）进行一次异或运算，如果最低位为0，不作任何处理。
CRC生成流程：
1预置一个16位寄存器为0FFFFH（全1），称之为CRC寄存器。
2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。
3将CRC寄存器向右移一位，最高位填0，最低位移出并检测。
4如果最低位移出为0：
重复第3步（下一次移位）；如果最低位移出为1：
将CRC寄存器与一个预设固定值（0A001H）进行异或运算。
5重复第3步和第4步直到8次移位。
这样就处理完了一个完整的8位。
6重复第2步到第5步来处理下一个8位，直到所有的字节处理结束。
7最终CRC寄存器的值就是CRC的值。
此外还有一种利用查表计算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，请查阅相关资料。
6.4三相功率表、电能表通讯参量地址表（word）：
地址
参数
读写属性
数值范围
数据
类型
0000H
保护密码
R/W
0001-9999
word
0001H高字节
通讯地址
R/W
0001-0247
word
0001H低字节
通讯波特率
R/W
0-3：
38400、19200、9600、4800bps
0002H
控制字
R/W
第8位-接线方式
（0-三相四线，1-三相三线）第7位-输入电压范围
（0-400V，1-100V）
第2位-输入电流范围
（0-5A，1-1A）
word
0003H
PT变比
R/W
1-9999
word
0004H
CT变比
R/W
1-9999
word
0005H-000AH
tr.1-tr.4四路变送参数
R/W
每一路占用三个字节
word
000BH-0021H
保留
0022H
开关量
输入输出状态
R/W
详见下页附表
word
0023H高字节
小数点U（DPT）
R
3～7
word
0023H低字节
小数点I（DCT）
R
1～5
0024H高字节
小数点PQ（DPQ）
R
4～10
word
0024H低字节
符号PQ
R
高位-低位:
Q、Qc、Qb、Qa、P、Pc、Pb、Pa;0为正,1为负
0025H
相电压Ua
R
0-9999
word
0026H
相电压Ub
R
0-9999
word
0027H
相电压Uc
R
0-9999
word
0028H
线电压Uab
R
0-9999
word
0029H
线电压Ubc
R
0-9999
word
002AH
线电压Uac
R
0-9999
word
002BH
Ia
R
0-9999
word
002CH
Ib
R
0-9999
word
002DH
Ic
R
0-9999
word
002EH
Pa
R
0-9999
word
002FH
Pb
R
0-9999
word
0030H
Pc
R
0-9999
word
0031H
P总
R
0-9999
word
0032H
Qa
R
0-9999
word
0033H
Qb
R
0-9999
word
0034H
Qc
R
0-9999
word
0035H
Q总
R
0-9999
word
0036H
PFa
R
0-1000
word
0037H
PFb
R
0-1000
word
0038H
PFc
R
0-1000
word
0039H
PF总
R
0-1000
word
003AH
Sa
R
0-9999
word
003BH
Sb
R
0-9999
word
003CH
Sc
R
0-9999
word
003DH
S总
R
0-9999
word
003EH
频率FR
R
4500-6500
word
003FH-0040H
吸收有功电度二次侧
R/W
0-999999999
Fword
0041H-0042H
释放有功电度二次侧
R/W
0-999999999
Fword
0043H-0044H
感性无功电度二次侧
R/W
0-999999999
Fword
0045H-0046H
容性无功电度二次侧
R/W
0-999999999
Fword
0047H-0048H
吸收有功电度一次侧
R
Dword
0049H-004AH
释放有功电度一次侧
R
Dword
004BH-004CH
感性无功电度一次侧
R
Dword
004DH-004EH
容性无功电度一次侧
R
Dword
开关量输入/输出状态（0022H）
1、PZ80（L）、PZ96（L）：
0022H
16
15
14
13
12
11
10
9
8～１
DO2
DO1
DI4
DI3
DI2
DI1
保留
2、PZ42（L）：
0022H
16
15
14
13
12
11
10
9
8～１
DI1
DI2
DI3
DI4
DO1
DO2
DO3
DO4
保留
6.5通讯应用
6.5.1读数据
该系列测量值用Modbus-RTU通讯规约的03H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）
适用参量
对应关系
单位
电压值UA、UB、UC
Val_s＝（Val_t/10000）*（10^DPT）
伏V
电流值IA、IB、IC
Val_s＝（Val_t/10000）*（10^DCT）
安培A
功率值PA、PB、PC、P总、QA、QB、QC、Q总
Val_s＝（Val_t/10000）*（10^DPQ）
瓦W乏var
功率因数值PFA、PFB、PFC、PFS
Val_s＝Val_t/1000
无单位
频率FR
Val_s＝Val_t/100
赫兹Hz
电度量二次侧值
Val_s＝Val_t
瓦时Wh乏时varh
电度一次侧时的值采用浮点变量数据类型。
它用符号位表示数的符号，用阶码和尾数表示数的大小。
仪表采用的数据格式为IEEE754数据格式具有24位精度，尾数的高位始终为“1”，因而不保存，位的分布如下：
1位符号位、8位指数位、23位尾数，符号位是最高位，尾数为最低的23位。
具体举例如下：
读出数：
01000111010010111010110000000000b
符号位S=0，（“1”为负，“0”为正）；
计算指数E=10001110，化为10进制数142；
计算尾数M=10010111010110000000000，化为10进制数4959232。
计算公式：
一次侧电量
=
上例计算结果为：
=52140Wh
6.5.2写数据
该系列写入用Modbus-RTU通讯规约的10H命令，如开关量输出控制：
查询数据帧
011000220001021000ad12（DO1输出）
011000220001022000b912（DO2输出）
011000220001023000b4d2（DO1、DO2输出）
返回数据帧
011000220001a1c3
说明：
向开关量输出状态位远程写入1，则闭合；写入0，则分开。
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