Z系列网络电力仪表说明书LED型.docx
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Z系列网络电力仪表说明书LED型
网络电力仪表用户手册
（LED数码显示型）
一、概述
网络电力仪表，是针对电力系统、工矿企业、公用设施、智能大厦的电力监控需求而设计的。
它能高精度的测量所有常用的电力参数，如三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数、四象限电能等；采用可视度高的LED来显示仪表测量参数和电网系统的运行信息，仪表面板带有四个编程按键，用户可现场方便的实现显示切换、仪表参数编程设置，具有很强的灵活性。
该仪表有多种扩展功能模块可供选择：
RS485的数字接口可实现仪表组网通讯功能；2路电能脉冲输出和4
（2）路模拟量（0~20mA/4~20mA）输出功能可实现电能和电量的变送输出功能；4路开关量输入和4路开关量输出功能可实现本地或远程的开关信号监测和控制输出功能（“遥信”和“遥控”功能），可组合实现多个电量参数报警及自动控制功能。
二、技术参数
性能
参数
输入测电压显示
网络
三相三线、三相四线
电压
额定值
AC100V、400V（订货时请说明）
过负荷
测量：
1.2倍瞬时：
2倍/10s
功耗
〈1VA（每相）
阻抗
〉300kΩ
精度
RMS测量，精度等级0.5
电流
额定值
AC1A、5A（订货时请说明）
过负荷
持续：
1.2倍瞬时：
2倍/10s
功耗
〈0．4VA（每相）
阻抗
〈20mΩ
精度
RMS测量，精度等级0.5
频率
40~60Hz,精度0.1Hz
功能
有功、无功、视在功率，精度0.5级
电能
有功/无功电能计量，有功精度0.5级，无功精度1%
显示
可编程设置、切换、循环3排LED显示
电源
工作范围
AC、DC80~270V
功耗
≦5VA
输出可编程
数字接口
RS-485、MODBUS-RTU协议
脉冲输出
2路电能脉冲输出，光耦隔离
开关量输入
4路开关量输入，干结点方式
开关量输出
4路开关量输出，继电器
模拟量输出
4
（2）路模拟量输出，4-20mA/0-20mA
环境
工作环境
-10~55℃
储存环境
-20~75℃
安全
耐压
输入和电源>2kV,输入和输出>2kV,电源和输出>1kV
绝缘
输入、输出、电源对机壳>5M
外形
尺寸
120×120×7596×96×75（长、宽、深）
重量
0．6kg
三.安装与接线
1.安装尺寸：
2.安装方法：
1）.在固定的配电柜上，选择合适的地方开一个的安装孔。
2）.取出仪表，松开定位螺丝，取下固定夹。
3）.将仪表安装插入配电柜的仪表孔中。
4）.插入仪表的固定夹，固定定位螺丝。
3．端子接线：
1）.辅助电源：
网络电力仪表具备通用的（AC/DC）开关电源输入接口，若不作特殊声明，提供的是220V（AC/DC）或110V（AC/DC）电源接口的标准产品，仪表极限的工作电源电压为AC/DC：
80-270V，请保证所提供的电源适用于该系列产品，以上防止损坏产品。
采用交流电源建议在火线一侧安装1A的保险丝。
对于电力品质较差的地区中，建议在电源回路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：
产品采用了每个测量通道单独采集的计算方式，保证了使用时完全一致、对称，其具有多种接线方式，适用于不同的负载形式。
注：
具体接线及仪表参数（脉冲常数等）见仪表所带接线图。
说明：
A）电压输入：
输入电压应不高于产品的额定输入电压（100V或400V），否则应考虑使用PT，在电压输入端须安装1A保险丝。
B）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CT，以便于拆装。
C）要确保输入电压、电流相对应，相序一致，方向一致；否则会出现数值和符号错误！
！
（功率和电能）
D）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一致，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，电压测量显示的为相电压。
四．编程和使用
1．测量显示：
可测量电网中的电力参数有：
Ua、Ub、Uc（相电压）；Uab、Ubc、Uca（线电压）Ia、Ib、Ic（电流）；Pa、Pb、Pc、Ps（每相有功功率和总有功功率）；Qa、Qb、Qc、Qs（每相无功功率和总无功功率）；PFa、PFb、PFc、PFs（每项功率因数和总功率因数）；Sa、Sb、Sc、Ss（每相视在功率和总视在功率）；FR（频率）26个电量以及四象限电能，所有的测量电量参数全部保存仪表内部的电量信息表中，通过仪表的数字通讯接口可访问采集这些数据。
而对于不同的型号的仪表，其显示内容和方式却可能不一致，请参考具体的说明。
功率因数及无功电能离散方法：
所有的电量参数的计算方法采用如下公式的数字化的离散方法，具体为：
可设置XS1控制字用来编程设置通常状态下显示内容，XS1=0表示自动循环显示，1（三相电压），2（三相电流），3（有功功率、无功功率、功率因数），4（开关量状态、频率），5（有功电能信息），6（无功电能信息）。
1.编程操作：
在编程操作下，仪表提供了设置（SET）、输入（INPT）、通讯（CONN）开关输出三大类输入设置菜单项目，采用LED显示的分层菜单结构管理方式：
第1排LED显示第1层菜单信息；第2排LED显示第2层菜单信息，第3排LED提供第3层菜单信息。
APD194E-2S4
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“MENU”键、选择确定“
”来完成上述功能的的有操作。
MENU：
在仪表测量显示的情况下，按该键盘进入编程模式，仪表提示密码：
CODE，输入正确密码后，可对仪表进行编程、设置，仪表出厂时密码初始为0001;“MENU”另一个作用是在编程操作过程中，起上退作用。
例如，在编程模式下，INPT-NET-N.3.3下按“MENU”，仪表会显示INPT-NET。
“→”、“←”，切换移动键实现菜单项目的切换或者数字量的增加或减少。
例如，在菜单项目INPT-T.U-0001下按动“→”会变成INPT-T.U-0002，按住“→”、“←”的同时按住“MENU”或“”键盘，数字会按10或100个改变。
“
”选择后确认，并返回到上次菜单。
在编程方式退回到测量模式的情况下，仪表会提示“SAVE-YES”，选择“MENU”表示不保存退出，选择“”保存退出。
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。
第1层
第2层
第3层
描述
密码CODE
——
密码数据9999
当输入的密码正确时才可以进入编程
系统设置SET
显示DISP
0-6
选择显示项目分别为自动和显示项目
清电能CLR.E
——
确认后，电能清0.
信号输入
INPT
网络NET
N.3.4和N.3.3
选择测量信号的输入网络
电压范围U.SCL
400V和100V
选择测量电压信号的量程
电流范围I.SCL
5A和1A
选择测量电流信号的量程
电压变比T.U
1-9999
设置电压信号变比=1次该度/2次该度
电流变比T.I
1-9999
设置电流信号变比=1次该度/2次该度
通讯参数
CONN
地址SN
1-247
仪表地址范围1-247
通讯速率BAUD
4800~9600
波特率4800、9600
通讯方式
BYTEWORD
BYTE:
字方式WORD:
字节方式
开关输出设置DO-1
项目参数1选择电量项目
项目参数2电量参数报警值
选择所测量26个电量参数中任一个（参数1）以及其报警的上限或下限（参数2），经过DO模块叛断后输出相应的开关通断信号，见后说明。
开关输出设置DO-2
项目参数1选择电量项目
项目参数2电量参数报警值
选择所测量26个电量参数中任一个（参数1）以及其报警的上限或下限（参数2），经过DO模块叛断后输出相应的开关通断信号，见后说明。
开关输出设置DO-3
项目参数1选择电量项目
项目参数2电量参数报警值
选择所测量26个电量参数中任一个（参数1）以及其报警的上限或下限（参数2），经过DO模块叛断后输出相应的开关通断信号，见后说明。
开关输出设置DO-4
项目参数1选择电量项目
项目参数2电量参数报警值
选择所测量26个电量参数中任一个（参数1）以及其报警的上限或下限（参数2），经过DO模块叛断后输出相应的开关通断信号，见后说明。
模拟输出设置AO-1
项目参数1选择电量项目
项目参数2电量参数报警值
选择所测量26个电量参数中任一个（参数1）以及其对应的满刻度输出所对应的电量参数（即20mA对应参数2），AO模块根据采集运算扣输出，见后描述。
模拟输出设置AO-2
项目参数1选择电量项目
项目参数2电量参数报警值
选择所测量26个电量参数中任一个（参数1）以及其对应的满刻度输出所对应的电量参数（即20mA对应参数2），AO模块根据采集运算扣输出，见后描述。
2S4中有4路模拟量输出设定，操用与AO-1、AO-2一致。
编程设置字符含义对照表
使用要求：
所有的仪表在第一次使用的时候，请检查仪表的参数周所在配电系统中需要的参数的一致性。
例如，对于AC380V、200A/5A的线路中需要配置AC400V、200A/5A的APD194Z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“T.I”修改为80就可以了。
在一般情况下，仪表后面的标签中都表注了仪表的类型参数和出厂设置参数。
在正确的配置仪表后，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。
五、数字通讯
提供串行异步半工RS458通讯接口，采用MOD-BUS-RTU协议，各种数据记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以设定其通讯地址（AddressNo.），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。
布线时应使用通讯线远离强电电缆或其他强电场环境，推荐采用型网络的连接方工，。
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方式的通讯连接方式。
首先，主计算机的信号寻址到一台唯一地址的终端设备（从机），然后，终端设备发也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，在回应消息中有从机地址码、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。
每个字节的位：
1个起始位、8个数据位、2个停止位（无奇偶校验位）。
数据帧的结构：
即：
报文格式。
地址码
功能码
数据码
校验码
1个BYTE
1个BYTE
N个BYTE
2个BYTE
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。
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。
每个终端设备的地址必须是唯一的，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告诉了主机哪台终端与之进行通信。
功能码告诉了被寻址到的终端执行何种功能。
下表列出所支持的功能码，以及它们的意义和功能。
代码
意义
行为
03/04
读数据寄存器
获得一个或多个寄存器的当前二进制值
08
电能数据复位（清0）
将所操作的仪表的电能数据清0
16
写预置寄存器
设定二进制值到相关的寄存器中
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：
功能域码告诉终端读取一个寄存器，数据域则需要反映明从哪个寄存器开始及读取多少个数据，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。
生成一个CRC的流程为：
（1）.预置一个16位寄存器为FFFFH（16进制，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，最高位填以0，最低位移出并检测。
（4）.上一步中被移出的那一位如果为0：
重复第三步（下一次移位）；为1：
将CRC寄存器与一个预设的固定值（0A001H）进行异或运算。
（5）.重复第三点和第四步直到8次移位。
这样处理完了一个完整的八位。
（6）.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。
（7）.最终CRC寄存器的值就是CRC的值。
通讯报文举例：
1.读数据（功能码：
03/04）：
这个功能可使用户获得终端设备采集、记录的数据，以及系统参数。
主机一次请求采集的数据个数没有限制，但不能超出定义的地址范围。
下面的例子是从终端设备地址为12（0CH）的从机上，读取3个数据Ia、Ib、Ic（数据帧中数据每个地址占用2个字，Ia的字地址为18（12H）开始，数据长度为6（06H）个字。
字通讯方式。
）
查询数据帧（主机）
地址
命令
起始寄存器地址
（高位）
起始寄存器地址
（低位）
寄存器个数
（高位）
寄存器个数（低位）
CRC16
低位
CEC16
高位
0CH
03H
00H
12H
00H
06H
64H
D0H
响应数据帧（从机）
地址
命令
数据长度
数据1~12
CRC16
低位
CRC16
低位
0CH
03H
0CH
43556680H、43203040H、
42DDCC80H
78H
DEH
表明Ia=43556680H（213.4A）、Ib=43203040H（160.1A）、Ic=42DDCC80（110.8A）.
预置数据（功能码：
16）：
此功能允许用户改变多个寄存器的内容（需要强调的是所写入的数据为可写属性参数。
个数不超过地址范围，下面的例子是写入电流变比为400A/5A=80通讯方式。
预置数据帧（主机）
地址
命令
起始寄存器地址（高位）
起始寄存器地址
（低位）
寄存器个数（高位）
寄存器个数（低位）
字节长度
写入
数据
CRC16
低位
CEC16
高位
0CH
10H
00H
03H
00H
01H
02H
00H
50H
FFH
CFH
响应数据帧（从机），表明数据已写入。
地址
命令
起始寄存器地址
（高位）
起始寄存器地址
（低位）
寄存器个数
（高位）
寄存器个数
（低位）
CRC16
低位
CEC16
高位
0CH
10H
00H
04H
00H
01H
41H
15H
-2S4/-9S4MODBUS地址信息表：
地址
项目
描述
字节地址
说明
设置信息
0
MM
编程设置密码（只可读）
0，1
2字节，1-9999
1
XS1
电量显示选择
2
电量显示方式，0-6
DZ
仪表地址
3
1字节，1-247
2
PT
电压倍率
4，5
PT=电压1次侧/
2次侧（1-9999）
3
CT
电流倍率
6，7
CT=电流1次侧/
2次侧（1-9999）
4
SRS
输入控制字
8
见位地址说明
TXK
通讯控制字
9
见位地址说明
5
STATUS
状态
10、11
保留00
6
STATUS
状态
12、13
保留00
7
STATUS
状态
14
保留00
STATUS
状态
15
保留00
8
STATUS
状态
16，17
保留00
9
STATUS
状态
18、19
保留00
10
STATUS
状态
20、21
保留00
11
STATUS
状态
22、23
保留00
12
STATUS
状态
24、25
保留00
电量信息
13、14
UA（3相四线制）
A相电压
26、27、28、29
浮点数数据格式，标准的IEEE754式，所有的数据都是1次侧的数据，包含了变化比参数。
15、16
UB（3相四线制）
B相电压
30、31、32、33
17、18
UC（3相四线制）
C相电压
34、35、36、37
19、20
UAB（3相3线制）
AB线电压
38、39、40、41
21、22
UBC（3相3线制）
BC线电压
42、43、44、45
23、24
UCA（3相3线制）
CA线电压
46、47、48、49
25、26
IA
A相电流
50、51、52、53
27、28
IB
B相电流
54、55、56、57
29、30
IC
C相电流
58、59、60、61
31、32
PA
A相有功功率
62、63、64、65
33、34
PB
B相有功功率
66、67、68、69
35、36
PC
C相有功功率
70、71、72、73
37、38
PS
总有功功率
74、75、76、77
39、40
QA
A相无功功率
78、79、80、81
41、42
QB
B相无功功率
82、83、84、85
43、44
QC
C相无功功率
86、87、88、89
45、46
QS
总无功功率
90、91、92、93
47、48
SA
A相视在功率
94、95、96、97
49、50
SB
B相视在功率
98、99、100、101
51、52
SC
C相视在功率
102、103、104、105
53、54
SS
总视在功率
106、107、108、109
55、56
PFA
A相功率因数
110、111、112、113
57、58
PFB
B相功率因数
114、115、116、117
59、60
PFC
C相功率因数
118、119、120、121
61、62
PFS
功率因数
122、123、124、125
63、64
FRE
频率
126、127、128、129
电能信息
65、66
EPP
正向有
功电能
130、131、132、133
二次侧电能参数。
采用IEEE754数据描述结果，单位Wh。
对于AC100V5A=0.866kW输入信号下，当仪表的变比PT=10kW/100V=100CT=200A/5A=40下，仪表工作1小时0.866kWh×100×40=346kWh,仪表LED的显示为电能的一次侧，可直接抄写电能数据，不用转化。
67、68
EPF
反向有功电能
134、135、136、137
69、70
EQP
正向无
功电能
138、139、140、141
71、72
EQF
反向无功电能
142、143、144、145
73、74
WPP
正向有
功电能
146、147、148、149
一次侧电能参数。
高字节在前低字节在后，4字节整数，单位Wh，在输入信号用用下所累积值，不考虑变化。
75、76
WPF
反向有功电能
150、151、152、153
77、78
WQP
正向无
功电能
154、155、156、157
79、80
WQF
反向无功电能
158、159、160、161
开关量，模拟量寄存器
8182
8384
8586
DOS1
开关量输出1
162163164
见开关量模块输出部分详述
DOS2
开关量输出2
165166167
DOS3
开关量输出3
168169170
DOS4
开关量输出4
171172173
8788
8990
9192
MNS1
模拟量输出1
174175176
见模拟量模块输出部分详述
MNS2
模拟量输出2
177178179
MNS3
模拟量输出3
180181182
MNS4
模拟量输出4
183184185
93
DIO
开关量信息
186
见开关量模块
-2S7/-9S7MODBUS地址信息表
电能信息
13、14
EPP
正向有
功电能
26、27、28、29
二次侧电能参数。
采用IEEE754复点数的数据描述结果，单位Wh。
对于AC100V5A=0.866kW输入信号下，当PT=10kW/100V=100CT=200A/5A=40下，仪表工作1小时0.866kWh×100×40=346kWh,仪表LED的显示为电能的一次侧，可直接抄写电能数据，不用转化。
15、16
EPF
反向有功电能
30、31、32、33
17、18
EQP
正向无
功电能
34、35、36、37
19、20
EQF
反向无功电能
38、39、40、41
开关量，模拟量寄存器
2122
2324
2526
DOS1
开关量输出1
424344
见开关量模块输出部分详述
DOS2
开关量输出2
454647
DOS3
开关量输出3
484950
DOS4
开关量输出4
515253
2728
2930
3132
MNS1
模拟量输出1
5
升级会员 