HZM96A仪表说明书.docx
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HZM96A仪表说明书
状态
正式发布
编号
HN/QF.13-P029-003
密级
HZM96A型
多功能电力数显仪表
技术说明书
A版
编制：
张锦赵红梅
校核：
审定：
批准：
长沙华能自控集团
说明
本公司保留对此技术说明书所描述的产品规格进行修改的权利，恕不另行通知，不便之处敬请谅解。
订货前，请垂询本公司（）或当地代理商以获悉本产品最新规格。
本产品的使用者应具备基本的电力常识。
在试图安装、操作或维护此设备之前，请仔细阅读本说明书。
在维护和检修之前，设备必须断电。
维护工作须由有资质的人员执行。
本说明书不适用于未受训者，在其正常使用范围之外所引起的问题，本公司概不负责。
一、产品介绍
1简介
HZM96A仪表面向的用户群体广泛，适用于火电、热电、水电、电网、变电站（所）、泵站、水利枢纽等方面的电力自动控制和进行遥控遥测的电力调度远动系统，以及众多企事业单位用电、配电设备的现场电量监控等。
可广泛应用于电力、水利、冶金、石化、化工、铁路、港口、市政、建材、邮电、烟草、造纸、航天基地、民航机场以及医院、学校等多种行业或领域。
该仪表输入为标准电流电压互感器输入，其中电流二次额定值为5A，电压二次额定值为400V。
测量电参数范围包括：
交流单相电压、单相电流、三相电压、三相电流、单相有功功率、单相无功功率、三相有功功率、三相无功功率、功率因数（COSφ）、工频频率等。
仪表具有多机通信组网功能。
本品为测量类仪表，适用于各种电量控制管理场合，不能直接替代控制调节类仪表、执行类仪表和显示类仪表等使用。
2技术规格参数
2.1工作电源
交流电源
工作范围：
85VAC~265VAC；
波形：
正弦，波形畸变不大于2%；
频率：
50Hz±5Hz；
功耗：
<8W。
直流电源
工作范围：
120VDC~350VDC；
纹波系数：
不大于2%；
功耗：
<8W。
2.2输入回路额定参数
输入电压
测量范围：
15VAC~400VAC；
过负荷：
1.2倍额定值（连续）；
测量形式：
真有效值（Ture–RMS）；
负荷：
小于0.2VA。
输入电流
测量范围：
0.2AAC~5AAC；
过负荷：
1.2倍额定值（连续）；
测量形式：
真有效值（Ture---RMS）；
负荷：
小于0.2VA。
输入频率范围：
45~55Hz
2.3测量精度
电流、电压、单相有功功率、功率因数：
0.5级；
合相有功功率：
1级；
单相无功功率：
1级；
合相无功功率：
2级；
相角：
0.5°；
频率：
0.05Hz。
2.4通讯
RS485接口；
MODBUS-RTU协议；
波特率：
4800Bbs、9600Bps、14400Bps、19200Bps均可设定，默认为9600Bps。
2.5绝缘性能
电源、电压输入回路>2kVAC；
电流回路>2kVAC；
输入输出端子对机壳>5MΩ。
2.6抗电气干扰性
装置能承受GB/T14598.10-1996中规定的严酷等级为Ⅲ级的快速瞬变干扰试验；
装置能承受GB/T14598.13-1995中规定的严酷等级为Ⅲ级的浪涌干扰试验；
装置能承受GB/T14598.14-1995中4.2规定的严酷等级为Ⅲ级的静电放电干扰试验。
2.7环境条件
注意：
安装环境须满足指定的温度、湿度和位置要求。
否则将导致仪表损坏
工作环境温度：
-20℃~+70℃；
贮存温度：
-25℃~+85℃；
相对湿度：
5%~95%，不结露；
海拔：
≤2500m；
大气压力：
80kPa~110kPa；
安装位置：
干燥、无粉尘处，并避免置于热源、辐射源、强干扰源的周围。
二、安装指南
1安装与接线
1.1盘面固定方法
安装方式：
开孔式
固定方法：
挤压式
1.2安装尺寸
安装尺寸如下图：
1.3安装方法
在控制屏上，根据设计要求开一个与所安装仪表的开孔尺寸相同的矩形安装孔。
此类开孔大小为86*86mm。
松开仪表的定位螺钉（逆时针），取下安装支架；
把仪表从前向后放入盘面开口中；
插入仪表后装上安装支架、定位螺钉（顺时针）。
1.4外部接线说明
上排端子
注意：
电源接线前请确认当前电源与仪表铭牌上的标识电源电压是否相符。
HZM96A多功能仪表具备通用的（AC/DC）电源输入接口。
表内具有过电流、过电压保护电路。
用户亦可根据实际需要加装保险丝或小型空气断路器。
若辅助电源的电力品质不佳或存在严重干扰，为提高抗干扰能力，建议在电源回路中加装隔离变压器或EMC滤波器。
下排端子
1.5接线方式
2元件连接法（三相三线制）
3元件连接法（三相四线制）
注意：
●“*”为电流进线端；
●仪表默认接线为三相四线方式“3P4L”，三相三线接线时仪表必须设置为“3P3L”；
●对于三相负荷不平衡的电力装置回路，应采用三相四线式接线方式。
2注意事项
2.1电压输入信号
需要测量相电压或线电压时，须根据接线图正确接线，并根据接线设置为三相三线“3P3L”或三相四线“3P4L”模式；
输入电压不高于额定最高输入400VAC的120%，超过这个值必须使用TV；
在电压输入端须安装1A保险丝；
要确保输入电压和电流相对应，相序一致，方向一致。
2.2电流输入信号
如果使用TA上连有其他仪表，接线应采用串接方式；
标准额定输入电流为5A，大于5A时须使用外部TA；
要确保输入电流和电压相对应，相序一致，方向一致；
去除产品的电流输入连线之前，一定要先断开相应连接回路。
2.3通讯接线
该系列电力仪表提供异步半双工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。
最多可同时接64个网络电力仪表，每个网络电力仪表均可设置其通讯地址（Addr）。
监控主机与仪表RS232/RS485通讯线常用接线
通讯连接建议使用屏蔽双绞线，布线时应使通讯线远离强电电缆或其他强电电场环境。
为保证通讯质量，建议采取如下措施：
1.通讯线选用双绞线，线径不小于0.5mm2，不要用平行线，因其易引入干扰。
2.布线较长、解码器较多、干扰强使得通讯质量不好时，可加中继器。
3.中继器最好用有源隔离型的，以使受干扰和变弱的信号得到恢复和加强，并可防止故障扩散。
4.布线应避开干扰源。
如变压器，电动机，变电室，高压线等。
3装置通电前检查
对装置外观检查良好。
拨出所有插件，检查装置内部在运输过程中是否有明显的损伤，并逐个检查各板上的元器件是否松动、脱落、断裂等。
不允许有丝毫的松动现象；
检查背后配线有无断线或绕接不牢及碰线情况；
检查并确认电源接线正确；
按钮操作灵活，手感良好；
用万用表检查各回路应无短路现象；
各部件应清洁良好。
4参数设置
定值序号
定值名称
出厂设置
范围
备注
1
通讯地址
1
1~247
最大支持64个仪表组网
2
通讯波特率
9600
4800~19200
3
TV电压倍率
0001
0~9999
4
TA电流倍率
0001
0~9999
地址号：
通讯时本仪表的唯一识别号，不可与其它仪表相同；
波特率：
可以设置4800、9600、14400、19200Bps，默认值为9600，推荐设置9600；多机通信时，所有的仪表应设置为同一波特率；
TV倍率设置：
如果想在仪表显示一次侧电压值，可以通过修改TV变比来实现。
如：
10kV线路通过TV接入（TV变比10000/100），则仪表中的TV倍率设置为10000/100=100，即设置100即可。
TA倍率设置：
参看TV设置方法。
三、操作指南
1显示介绍
HZM96A型数显仪表面板如下：
编号
名称
状态示例
说明
1
LED1
1.000
数码管1用来显示UAB线电压、A相电流电压、合相有功功率、频率数据量的四位有效数字，及系统显示的相应信息
2
LED2
0.999
数码管2用来显示UBC线电压、B相电流电压、合相无功功率数据量的四位有效数字，及系统显示的相应信息。
3
LED3
0.999
数码管3用来显示UCA线电压、C相电流电压、合相功率因数数据量的四位有效数字，及系统显示的相应信息
4
V
指示灯亮
表示数码管显示的数值为电压值
5
A
指示灯亮
表示数码管显示的数值为电流值
6
W/var
指示灯亮
表示数码管1显示合相有功功率、数码管2显示合相无功功率、数码管3显示合相功率因数
7
Hz
指示灯亮
表示显示的数据为频率值（数据量在数码管1）
8
k
指示灯亮
指示数据数据量为“千”
9
M
指示灯亮
指示数据数据量为“兆”
10
SET
按键按下
进入系统设置
11
▲
按键按下
查看电量显示、或者系统设置中数据量的减
12
▼
按键按下
查看电量显示、或者系统设置中数据量的增
13
ENT
回车确认
按键按下
确定修改数据或修改保存数据返回测量显示页面
14
U1/I1/P
丝印
指示该数码管显示的是A相电压或者A相电流或者合相有功功率（指示灯点亮来区分显示的物理量）
15
U2/I2/Q
丝印
指示该数码管显示的是B相电压或者B相电流或者合相无功功率（指示灯点亮来区分显示的物理量）
16
U3/I3/COS
丝印
指示该数码管显示的是C相电压或者C相电流或者合相功率因数（指示灯点亮来区分显示的物理量）
17
——
指示灯亮
负号显示
2操作说明
系统上电后，当前显示页面为显示三相电压，连续按“▼”可依次显示电流、有功/无功/功率因数、频率、电压循环显示,并相应物理量单位指示灯亮。
连续按“▲”可依次显示频率、有功/无功/功率因数、电流、电压循环显示,并相应物理量单位指示灯亮。
电压的显示，“V”指示灯亮，此时数码管显示数据的单位为V，当一次侧电压达到“千”时，“k”灯亮。
电流的显示，“A”指示灯亮，此时数码管显示数据的单位为A，当一次侧电流达到“千”时，“k”灯亮。
功率及功率因数的显示，“W/var”指示灯亮，有功的单位通常为W，无功的单位为var，当功率达到“千”时，“k”灯亮，转换单位为kW和kvar。
当功率达到“兆”时，“M”灯亮，转换单位为MW和Mvar，此时精度保证在小数点后1位。
频率的显示，“Hz”指示灯亮，此时数码管显示数据的单位为Hz，LED1显示的是当前频率值。
3系统设置字符说明
字符
文字说明
bUS
通讯
Addr
通讯地址
bAUd
通讯波特率
In
输入设置
In.PT
TV电压倍率
In.CT
TA电流倍率
LinE
接线方式
4系统及输入模式设置
在正常情况下仪表处于电量显示状态，此时按下“SET”键，进入系统设置模式（显示的是bUS/Addr/XXXX）。
此时连续按“▼”可依次显示波特率（bUS/bAUd/XXXX）、接线方式（In./LinE/3PXL）、电压倍率（In/In.PT/XXXX）、电流倍率（In/In.PT/XXXX）、通讯地址（bUS/Addr/XXXX）设置页面依次循环。
连续按“▲”可依次显示电流倍率（In/In.PT/XXXX）、电压倍率（In/In.PT/XXXX）、接线方式（In./LinE/3PXL）、波特率（bUS/bAUd/XXXX）、通讯地址页面（bUS/Addr/XXXX）设置页面依次循环。
4.1BUS状态设置
仪表地址设置
系统设置状态时，直接显示的是Addr状态，按下“ENT”键确认设置地址值，通过“▼”和“▲”改变地址值，按“ENT”键确认直至退出到电压显示页面。
显示实例
含义
LED1
bUS
通讯项目
LED2
Addr
通讯地址
LED3
0005
通讯地址值（1~247）
在bUS--Addr状态下，按下“▼”显示波特率页面，按下“ENT”键确认可以设置波特率的值，通过“▼”改变波特率，按回车键确认直至退出到电压显示页面。
显示实例
含义
LED1
bUS
通讯项目
LED2
bAPs
通讯波特率
LED3
4800（14400显示1440、19200显示1920）
波特率值（4800，9600，14400，19200）
接线模式设置
进入系统设置后，按“▲”或“▼”直至显示“In./LinE/3PXL”，按下回车键进行接线模式设置，通过“▲”或“▼”来改变“3P4L”和“3P3L”模式，按回车确认直至退出到电量显示页面。
显示实例
含义
LED1
In.
输入参数设置
LED2
LinE
接线模式设置
LED3
3P4L
接线方式选择
TV倍率设置
进入系统设置后，按“▲”或“▼”直至显示“In--In.PT”按下回车键进行电压变比设置，通过“▲”或“▼”来改变数值，按回车确认直至退出到电量显示页面。
显示实例
含义
LED1
In
输入参数设置
LED2
In.PT
TV倍率设置
LED3
0001
0~9999
TA倍率设置
进入系统设置后，按“▲”或“▼”直至显示“In--In.CT”按下回车键进行电压变比设置，通过“▲”或“▼”来改变数值，按回车键确认直至退出到电量显示页面。
显示实例
含义
LED1
In
输入参数设置
LED2
In.CT
TA倍率设置
LED3
0001
0~9999
4.2用户操作流程
四、通信规约
1通讯数据的类型与格式
信息传输为异步方式，并以字节为单位。
主机（PC、PLC）和从机（仪表）之间传递的通讯信息格式为：
1个起始位；
8个数据位；
无校验位；
2个停止位。
数据格式
起始结构
地址码
功能码
数据区
CRC校检
结束结构
数据长度
T1–T2–T3–T4
1字节
1字节
N字节
16位（CRC码）
T1–T2–T3–T4
发送数据之前要求数据总线静止时间（即无数据时间）大于3.5个字节，可以通过传输波特率计算（9600Bps约为5ms），信息帧中表示为起始结构（T1–T2–T3–T4），T1、T2、T3、T4分别代表一个字节的静止时间。
当最后一个字节传输完，数据总线静止时间（即无数据时间）还需大于3.5个字节后，才可以开始发送新的数据，信息帧中表示为停止结构（T1–T2–T3–T4）。
一条完整的信息帧必须是连续的信息流，字节间的间隔时间小于1.5个字节。
HZM96A仪表收到完整的信息帧后延时约10ms将数据连续送出。
2通讯信息传输过程
当通讯命令由发送设备（主机）发送至接收设备（从机）时，在CRC校验无误情况下，从机地址与地址码相符的从机接收通讯命令，并根据功能码及相关要求处理信息，执行相应的任务，然后把执行结果（数据）返送给主机。
返回的信息中包括地址码、功能码、执行后的数据以及CRC校验码。
如果CRC校验出错就不返回任何信息。
地址域
地址在帧的开始部分，单个设备的地址范围是1~247。
主设备通过将要联络的从设备的地址放入消息中的地址域来选通从设备。
当从设备发送回应消息时，它把自己的地址放入回应的地址域中，以便主设备知道是哪一个设备作出回应。
功能域
功能域代码告诉了被寻址到的终端执行何种功能。
下面列出该仪表用到的功能码，以及他们的意义和功能。
代码
意义
行为
03HEX
读寄存器数据
读取单个或多个参量寄存器数据
数据域
数据域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据、参考地址或者设置值。
功能码03HEX读取“寄存器”，每个地址为一个寄存器，一个寄存器为16位（2字节）的二进制数据（整型），高位在前、低位在后。
详细数据处理请查阅寄存器表。
3功能码介绍
3.1功能码03HEX：
读取单路或多路寄存器数据
主机向从机查询的数据个数不限，但不能超出定义的地址范围。
例如：
从机地址为01的仪表，被读到3个电量采集值IA、IB、IC（数据帧中每个地址占用2个字节），且寄存器地址分别为000CH、000DH、000EH，如下表：
电量
寄存器地址
数据（16进制）
IA
000CH
1784H
IB
000DH
0000H
IC
000EH
1789H
主机发送的报文格式：
主机发送
字节数
发送的信息
举例说明
从机地址
1
01H
发送至地址为01的仪表
功能码
1
03H
读取寄存器电量值
起始地址（高）
1
00H
起始地址为000CH
起始地址（低）
1
0CH
单元数（高）
1
00H
读取3个寄存器值
单元数（低）
1
03H
CRC码
2
XXXXH
由主机计算得到CRC码
从机响应返回的报文格式：
从机响应
字节数
返回的信息
举例说明
从机地址
1
01H
来自仪表01
功能码
1
03H
读取寄存器电量值
字节数
1
06H
0000H数据（高）
1
17H
IA数据为1784H
0000H数据（低）
1
84H
0001H数据（高）
1
00H
IB数据为0000H
0001H数据（低）
1
00H
0002H数据（高）
1
17H
IC数据为1789H
0002H数据（低）
1
89H
CRC码
2
XXXXH
由从机计算得到CRC码
4CRC校验
主机或从机可用校验码进行判别接收信息是否正确。
由于电子噪声或一些其它干扰，信息在传输过程中有时会发生错误，错误校验码（CRC）可以检验主机或从机在通讯数据传送过程中的信息是否有误，错误的数据可以放弃（无论是发送还是接收），这样增加了系统的安全和效率。
MODBUS通讯协议的CRC（冗余循环码）包含2个字节，即16位二进制数。
CRC码由发送设备（主机）计算，放置于发送信息帧的尾部。
接收信息的设备（从机）再重新计算接收到信息的CRC，比较计算得到的CRC是否与接收到的相符，如果两者不相符，则表明出错。
在进行CRC计算时只用8个数据位，起始位、停止位和奇偶校验位都不参与CRC计算。
CRC码的计算方法
1.预置1个16位的寄存器为十六进制FFFF（即全为1）；称此寄存器为CRC寄存器；
2.把第一个8位二进制数据（既通讯信息帧的第一个字节）与16位的CRC寄存器的低8位相异或，把结果放于CRC寄存器；
3.把CRC寄存器的内容右移一位（朝低位）用0填补最高位，并检查最低位（LSB位被提取出来检测）；如果最低位为1：
移位后CRC寄存器与多项式A001（1010000000000001）进行异或；如果最低位为0：
不作处理；
4.重复步骤3，直到右移8次，这样整个8位数据全部进行了处理；
5.重复步骤2到步骤5，进行通讯信息帧下一个字节的处理；
6.最后得到的CRC寄存器内容即为：
CRC码。
5通讯错误信息及数据的处理
从机接收到的信息如有CRC错误，则将被从机忽略，不返回信息，主机需要在500ms后重新查询。
当从机检测到除了CRC码出错以外的错误时，向主机回送信息，功能码最高位置为1，即从机返送的功能码是在主机发送的功能码上加128。
以下代码表明有意外错误发生。
从机返送的错误码的格式如下（共5个字节）：
地址码：
1字节
功能码：
1字节（最高位为1，例：
03H功能码变为83H）
错误码：
1字节
CRC码：
2字节
从机响应回送如下错误码：
01：
非法的功能代码。
从机接收的是一种不能执行的功能代码。
发出查询命令后，该代码指示无程序功能。
02：
非法的数据地址。
指定的数据地址超出从机“参量地址表”的范围或不在从机“数据地址表”的范围。
03：
非法的数据值。
接收到主机发送的数据值超出从机“参量地址表”相应数据地址的数据可改范围。
如从机01正确收到主机报文，但数据地址不在其“参量地址表”范围。
则从机响应返回的数据地址出错报文。
从机响应
字节数
返回的信息
举例说明
从机地址
1
01H
来自从机01
功能码
1
83H
读多路寄存器错误
错误码
1
02H
非法的数据地址
CRC码
2
XXXXH
由从机计算得到的CRC码
6HZM96A仪表参量地址表
表内及表后附有说明文字
地址
参数
读写属性
数值范围与说明
数据类型
0000H
通讯地址
R
001~247
2Byte
0001H
波特率
R
4800，9600，1440，（代表14400）1920（代表19200）
2Byte
0002H
TV倍率
R
1~9999
2Byte
0003H
TA倍率
R
1~9999
2Byte
0004H
A相相角φA
R
0~900
2Byte
0005H
B相相角φB
R
0~900
2Byte
0006H
C相相角φC
R
0~900
2Byte
0007H
合相相角φ
R
0~900
2Byte
0008H
频率FR
R
1000~9900
2Byte
0009H
相电压UA及线电压UAB
R
0~9999
2Byte
000AH
相电压UB及线电压UBC
R
0~9999
2Byte
000BH
相电压UC及线电压UCA
R
0~9999
2Byte
000CH
电流IA
R
0~9999
2Byte
000DH
电流IB
R
0~9999
2Byte
000EH
电流IC
R
0~9999
2Byte
000FH
A相有功功率PA
R
0~9999
2Byte
0010H
B相有功功率PB
R
0~9999
2Byte
0011H
C相有功功率PC
R
0~9999
2Byte
0012H
合相有功功率P
R
0~9999
2Byte
0013H
A相无功功率QA
R
0~9999
2Byte
0014H
B相无功功率QB
R
0~9999
2Byte
0015H
C相无功功率QC
R
0~9999
2Byte
0016H
合相无功功率Q
R
0~9999
2Byte
0017H
A相功率因数PFA
R
0~1000
2Byte
0018H
B相功率因数PFB
R
0~1000
2Byte
0019H
C相功率因数PFC
R
0~1000
2Byte
001AH
合相功率因数PFS
R
0~1000
2Byte
001BH
相（线）电压小数点与单位
R
12~14位分别代表A、B、C相电压单位级别（0--V，1--kV）
2Byte
8~11位置位分别代表A相电压或
升级会员 