QLY9S4型三相多功能电力仪表说明书.docx

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QLY9S4型三相多功能电力仪表说明书

QLY-9S4型三相多功能电力仪表

（版本号：

1.00）

使

用

说

明

书

武汉清隆电气有限公司

（使用前请详细阅读此说明书）

目录

一、产品介绍………………………………………………………………1

二、外形说明及安装………………………………………………………3

三、操作说明………………………………………………………………5

四、通讯……………………………………………………………………8

五、附录……………………………………………………………………14

六、运输与贮藏……………………………………………………………18

七、保修期限及订货说明…………………………………………………18

一、产品简介

1.1概述

QLY-9S4型三相多功能电力仪表是一款用于中低压系统（6—35kV和0．4kV）的智能化装置，具有可编程测量、电能计量、显示、数字通讯和变送输出等功能的多功能智能电表，其采用大规模集成电路模块化设计，针对电力系统、工业自动化、公用设施、智能型开关柜、楼宇自动化、能源管理系统等的电力监控需求而设计制造。

它能高精度的测量所有常用的电力参数，精确度符合国家相关技术要求。

使用长寿命LCD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，用户可现场实现显示切换、仪表参数编程设置，使用方便。

本产品标准配置1路高速RS485通讯接口，采用MODBUS-RTU协议，实现通讯组网；标准配置有/无功脉冲输出，标准配置1-4路有源开关量输入，可通过开关量对应面板的LCD显示查看开关量的状态，可实现本地或远程的开关信号监测输出功能（“遥信”功能）

本产品具有多种扩展功能模块可供选择（请在订货时注明）：

可扩展为2路高速RS485通讯接口，采用MODBUS-RTU协议，实现通讯组网；可扩展1~2路继电器输出功能,通过RS485遥控信号控制或查看继电器的输出情况，可扩展1~2路模拟量4-20mA变送输出功能，通过编程设置可实现电流或电压（定货时需指定）的模拟量（DC4-20mA）变送输出功能，模拟量输出的最大负载为300Ω。

本产品具有极高的性价比，可以直接取代常规电力变送器、测量指示仪表、多功能电力仪表以及相关的辅助单元。

本产品可广泛应用于能源管理系统、变电站自动化、配电网自动化、小区电力监控、工业自动化、智能建筑、负控系统、开关柜中，具有安装容易、接线简单、维护方便，工程量小、现场可编程设置输入参数、能够完成与业界不同PLC、工业控制计算机通讯软件的组网。

-1-

1.2技术描述

性能

参数

输

入

测

量

显

示

网络

三相四线、三相三线

电压

额定值

AC100V、220V或400V（订货时请说明）

过负荷

持续：

1.2倍瞬时：

10倍/10S

功耗

＜0.5VA（每相）

阻抗

＞500KΩ

精度

RMS测量，精度等级0.2

电流

额定值

AC5A（默认规格）或AC1A（订货时请说明）

过负荷

持续：

1.2倍瞬时：

10倍/10S

功耗

＜0.5VA（每相）

阻抗

＜2mΩ（每相）

精度

RMS测量，精度等级0.2

功率

有功、无功，精度0.5级

频率

45~65Hz

电能

有功精度0.5级，无功精度1级

显示

LCD显示、可编程、切换、循环显示

电源

工作范围

AC/DC86~265V功耗：

≤5VA

输出

数字接口

RS485、MODBUS-RTU协议、速率1200~9600bps

环境

温度

工作：

-20~70℃；储存环境：

-40~70℃

湿度

≤95%RH，不结露，无腐蚀性气体场所

安全

耐压

输入/电源>2kV，输入/输出>2kV，输出/电源>2kV

绝缘

输入、输出、电源对机壳>5MΩ

-2-

二、外形说明及安装

2.1安装尺寸

外型尺寸：

98mm×98mm×83mm开孔尺寸：

90mm×90mm

2.2安装方法

①在开关柜面板上选择合适的位置开一个91×91mm的安装孔；

②取出仪表、安装卡；

③将仪表插入配电柜的安装孔内；

④沿装置的沟槽将安装卡安上并使之挤紧面板。

-3-

2.3接线与配置

2.3.1端子定义（下图为标准参考图，具体配置以供货实物为准）

端子的定义如下表：

电流

接线

IA+

13

电压

接线

UA

19

IA-

14

UB

20

IB+

15

UC

21

IB-

16

UN

22

IC+

17

脉冲输出

接口

P+

23

IC-

18

P-

24

通讯

接口

RS485A

12

开关量输入

DI1

3

RS485B

11

DI2

4

工作

电源

L

1

DI3

5

N

2

DI4

6

SCOM

7

2.3.2电气接线

-4-

2.3.3通讯连接（以RS485接口为例）

产品在线形连接方式下应考虑阻抗匹配，匹配电阻的阻值大约在100Ω－120Ω。

2.3.4接线注意事项

接入装置的导线截面面积应满足：

电流为2．5平方毫米，电压为l．5平方毫米。

通讯线可采用普通双绞线，通讯线的RS485A，RS485B不能接反。

电缆长度<1200米。

三、操作说明

3.1界面显示说明

注：

1、相序指示区2、数据显示区3、单位指示区、

4、电能显示区5、通讯指示6、继电器指示区

7、开关量指示区8、屏显指示位

3.1.1显示模式下按键功能示意图

-5-

3.1.3自动循环显示说明

本产品的基本测量参数可根据系统设置的循显时间进行自动循环显示，出厂默认值为8秒。

自动循环显示的数据内容为：

[相电压/正向有功电能/频率]显示屏

—>[线电压/正向有功电能/频率]显示屏（选配）

—>[电流/功率因数/反向有功电能]显示屏

—>[有功功率/通讯地址/正向无功电能]显示屏

—>[无功功率/波特率/反向无功电能]显示屏

3.1.4显示屏说明

当屏显指示位为U时，表示已进入相电压显示屏，数据区分别显示三相测量电压（单位为V）、频率（单位为Hz）、正向有功电能（单位为kWh）；

当屏显指示位为L时，表示已进入线电压显示屏，数据区分别显示三相测量线电压（单位为V）、频率（单位为Hz）、正向有功电能（单位为kWh）；

当屏显指示位为I时，表示已进入电流显示屏，数据区分别显示三相测量电流（单位为A）、功率因数、反向有功电能（单位为kWh）；

当屏显指示位为P时，表示已进入有功功率显示屏，数据区显示三相总有功功率（单位为kW）、通讯地址、正向无功电能（单位为kvarh）；

当屏显指示位为q时，表示已进入无功功率显示屏，数据区显示三相总无功功率（单位为kvar）、通讯波特率、反向无功电能（单位为kvarh）；

注：

各参数的具体定义和解析请查看第五部分的说明。

-6-

3.2设置操作说明

3.2.1密码使用说明

用户要设置参数首先要输入参数设置密码，密码输入正确后才可以进行参数设置（系统密码1116），否则将返回测量数据显示区。

3.2.2功能设置说明

按下【

】键后输入设置密码（1116）并按【

】键确认后，系统进入01屏参数设置窗口（综合设置窗口），第一行前两位为为通讯速率（00、12表示1200bps、24表示2400bps、48表示4800bps、96表示9600bps），第一行后两位为循显时间设置（00~99可设），第二行前两位为三相四线/三线设置（03为三相三线、04为三相四线），第二行后两位为通讯地址（00~99可设），当所有的数字设置完成后，用户再按【

】键确认本次设置有效，系统将把本次设置保存起来，再次按【

】键进入下一屏设置。

当完成01屏参数设置后按下【

】键后进入02屏参数设置窗口（PT、CT变比设置窗口），第一行为PT变比设置，第二行为CT变比设置。

当所有的数字设置完成后，用户再按【

】键确认本次设置有效，系统将把本次设置保存起来，再次按【

】键退出设置。

如果用户进入以上设置窗口后不想修改参数，可直接按【

】键退出设置。

-7-

四、通讯

4.1引言

本产品如选配置了RS485通讯接口，则采用MODBUS-RTU通讯协议。

理论上在一条通讯线路上最多可以同时连接32台仪表，通讯连接应使用带有铜网的屏蔽双绞线，线径不小于0.5mm

。

布线时应使通讯线远离强电电缆或其他强电场环境，最大传输距离为1200米，典型的网络连接方式如下图所示，用户可根据具体情况选用其他合适的连接方式。

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，终端设备发出的应答信号以相反的方向传输给主机，即半双工的工作模式。

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。

4.2字节格式

采用串行通讯，8个数据位，1个起始位，1个停止位，无奇偶校验位。

上、下行命令由地址码、功能码、数据区和CRC-16校验码组成。

采用高字节在前、低字节在后、高位字在前、低位字在后的原则（校验码除外）。

4.3帧格式

帧是传送信息的基本单元，MODBUS协议中主机与从机采用相同的帧格式。

帧以至少3.5个字节的停顿时间开始，同样以至少3.5个字节的停顿时间标志帧的结束。

整个帧必须作为连续的流传送，如果帧完成之前有超过1.5个字节的停顿时间，从机将重新开始一个新帧的接收。

RTU帧格式如下所示。

开始

地址码

功能码

数据区

校验码

结束

四个字节的停顿时间

1字节

1字节

N字节

2字节

四个字节的停顿时间

-8-

4.3.1地址码（Address）

地址码用来标识由哪个从机与主机通讯，每个从机具有唯一的地址码，主机发送的地址码表明将发送到的从机地址，从机发送的地址码则表明回送的从机地址。

用户可使用的地址为1~247，其它地址保留。

4.3.2功能码（Function）

功能码表示从机要执行何种功能。

下表列出了仪表所支持的功能码及其的定义和具体操作。

功能码

定义

操作

03H

读寄存器

读取一个或多个寄存器的数据

05H

遥控命令

控制相应继电器动作

10H

写一个或多个连续寄存器

修改定值

4.3.3数据区（Data）

数据区随功能码不同而不同，这些数据可以是数值、参考地址等。

例如：

功能码03H告诉仪表读取寄存器的数值，则数据区必须包含要读取寄存器的起始地址及读取长度。

4.3.4校验码

校验码用于主机或从机判断接收到的数据是否出错，使系统通讯更可靠。

MODBUS-RTU采用CRC-16（16位循环冗余校验码）校验方法，包含16位二进制。

CRC校验码由发送端计算，放置于发送信息的尾部。

接收端重新计算接收到的信息的校验码，并与接收到的校验码相比较，如果二者不相符，则表明通讯出错。

4.4出错处理

当仪表检测到了校验码出错以外的错误时，将向主机回送信息，功能码的最高位置为1，即从机返送给主机的功能码是在主机发送的功能码的基础上加128。

从机返回的错误信息帧格式如下：

地址码

功能码

（最高位为1）

错误码

校验码

低字节

高字节

1字节

1字节

1字节

1字节

1字节

错误码如下：

01H

非法的功能码

接收到的功能码仪表不支持

02H

非法的数据地址

接收到的数据地址超出仪表的范围

03H

非法的数据值

接收到的数据值超出相应地址的数据范围

-9-

4.5通讯报文举例

4.5.1读寄存器（功能码03H）

例如需要读取通讯地址为01H装置的A相有功功率寄存器数值，主站下发帧格式：

（十六进制发送）010300010001D5CA

主站发送

字节数

发送内容

说明

开始符

4个字节时间停顿

数据帧开始的间隔停顿时间

从站地址

1

01H

发送到地址为01H的从站设备

功能码

1

03H

读寄存器功能码

起始寄存器地址

高字节

2

00H

数据的起始地址（0001H寄存器是A相有功功率）

低字节

01H

寄存器个数

高字节

2

00H

读取1个寄存器（共2个字节）

低字节

01H

校验码

低字节

2

D5H

由主站计算得到的CRC校验码

高字节

CAH

结束符

4个字节时间停顿

数据帧结束的间隔停顿时间

从站返回帧格式：

（十六进制发送）01030203E8B8FA

从站响应

字节数

发送内容

说明

开始符

4个字节时间停顿

数据帧开始的间隔停顿时间

从站地址

1

01H

来自地址为01的从站设备

功能码

1

03H

读寄存器功能码

读取字节数

1

02H

共读取了2个字节数据

读到的寄存器数据

高字节

2

03H

该测量值对应A相有功功率的寄存器地址0001H，十六进制数03E8H转换为十进制为1000,取一位小数所以实际数据为100.0kW。

低字节

E8H

校验码

低字节

2

B8H

由从站计算得到的CRC校验码

高字节

FAH

结束符

4个字节时间停顿

数据帧结束的间隔停顿时间

-10-

4.5.2写寄存器（功能码10H）

举例1：

需要将设备的通讯地址从01H改为16H，主站下发帧格式：

（十六进制发送）0110106000010200163FFF

主站发送

字节数

发送内容

说明

开始符

4个字节时间停顿

数据帧开始的间隔停顿时间

从站地址

1

01H

发送到地址为01H的从站设备

功能码

1

10H

写寄存器功能码

起始寄存器地址

高字节

2

10H

写寄存器起始地址为1060H

低字节

60H

写寄存器个数

高字节

2

00H

写寄存器个数为1个

低字节

01H

字节个数

1

02H

寄存器数据共2个字节

写入的数据

高字节

2

00H

写入的数据为0016H（即新的通讯地址）

低字节

16H

校验码

低字节

2

3FH

由主站计算得到的CRC校验码

高字节

FFH

结束符

4个字节时间停顿

数据帧结束的间隔停顿时间

从站返回帧格式：

（十六进制接收）1610106000010630

从站响应

字节数

发送内容

说明

开始符

4个字节时间停顿

数据帧开始的间隔停顿时间

从站地址

1

16H

从站设备地址更新为16H

功能码

1

10H

写寄存器功能码

起始寄存器地址

高字节

2

10H

起始寄存器地址为1060H

低字节

60H

写寄存器个数

高字节

2

00H

写寄存器个数为1个

低字节

01H

校验码

低字节

2

06H

由从站计算得到的CRC校验码

高字节

30H

结束符

4个字节时间停顿

数据帧结束的间隔停顿时间

-11-

举例2：

需要将通讯地址为01H设备的PT变比设置为350，首先将数据转换为十六进制15EH，主站下发帧格式：

（十六进制发送）01101064000102015E3FDD

主站发送

字节数

发送内容

说明

开始符

4个字节时间停顿

数据帧开始的间隔停顿时间

从站地址

1

01H

发送到地址为01H的从站设备

功能码

1

10H

写寄存器功能码

起始寄存器地址

高字节

2

10H

写寄存器起始地址为1064H

低字节

64H

写寄存器个数

高字节

2

00H

写寄存器个数为1个

低字节

01H

字节个数

1

02H

寄存器数据共2个字节

写入的数据

高字节

2

01H

写入的数据为015EH（即PT变比350）

低字节

5EH

校验码

低字节

2

3FH

由主站计算得到的CRC校验码

高字节

DDH

结束符

4个字节时间停顿

数据帧结束的间隔停顿时间

从机返回帧格式：

（十六进制发送）01101064000144D6

从站响应

字节数

发送内容

说明

开始符

4个字节时间停顿

数据帧开始的间隔停顿时间

从站地址

1

01H

发送至从站01H

功能码

1

10H

写寄存器功能码

起始寄存器地址

高字节

2

10H

起始寄存器地址为1064H

低字节

64H

写寄存器个数

高字节

2

00H

写寄存器个数为1个

低字节

01H

校验码

低字节

2

44H

由从站计算得到的CRC校验码

高字节

D6H

结束符

4个字节时间停顿

数据帧结束的间隔停顿时间

-12-

4.5.2遥控报文格式（功能码05H）

遥控报文格式说明，主站下发帧格式：

主站发送内容

字节数

说明

从站设备地址

1

发送至从站设备的地址，01~F7H。

功能码

1

遥控命令功能码为05H。

受控继电器编号

2

常规可控制两路继电器，编号分别是0001H和0002H。

控制指令

2

发送00FFH时继电器闭合，发送0000H时继电器断开。

CRC校验码

2

由主站计算得到的CRC校验码

从站返回帧格式：

从站响应内容

字节数

说明

从站设备地址

1

从站应答设备的地址，01~F7H。

功能码

1

遥控命令功能码为05H。

受控继电器编号

2

与主站下发数据帧中的编号相同。

控制结果

2

00AAH表示控制成功，00BBH表示控制失败。

CRC校验码

2

由从站设备计算得到的CRC校验码

注：

当控制指令非有效指令或控制继电器编号超出有效控制范围时，应答指示控制失败。

例如需要控制通讯地址为01H设备的，主站下发帧格式：

（十六进制发送）0105000100FFDC4A

主站发送

字节数

发送内容

说明

从站设备地址

1

01H

发送至地址为01H的从站设备

功能码

1

05H

遥控命令功能码

受控继电器编号

2

0001H

0001H表示遥控1号继电器

控制指令

2

00FFH

控制指令为00FFH（继电器闭合）

CRC校验码

2

DC4AH

由主站计算得到的CRC校验码

从站返回帧格式：

（十六进制接收）0105000100AA1C75

从站响应

字节数

发送内容

说明

从站设备地址

1

01H

从站设备地址01H

功能码

1

05H

遥控命令功能码

受控继电器编号

2

0001H

控制编号为0001H的继电器动作

控制结果

2

00AAH

00AAH表示控制成功

CRC校验码

2

1C75H

由从站设备计算得到的CRC校验码

-13-

五、附录

5.1寄存器地址表

寄存器地址

单位

数据长度

（字节）

功能

数据项名称及单位

备注

读

写

0001H

kW

2

*

A相有功功率

HEX，解析说明见第17页

0002H

kW

2

*

B相有功功率

HEX，解析说明见第17页

0003H

kW

2

*

C相有功功率

HEX，解析说明见第17页

0004H

kW

2

*

总有功功率

HEX，解析说明见第17页

0005H

kvar

2

*

A相无功功率

HEX，解析说明见第17页

0006H

kvar

2

*

B相无功功率

HEX，解析说明见第17页

0007H

kvar

2

*

C相无功功率

HEX，解析说明见第17页

0008H

kvar

2

*

总无功功率

HEX，解析说明见第17页

0009H

kVA

2

*

A相视在功率

HEX，解析说明见第17页

000AH

kVA

2

*

B相视在功率

HEX，解析说明见第17页

000BH

kVA

2

*

C相视在功率

HEX，解析说明见第17页

000CH

kVA

2

*

总视在功率

HEX，解析说明见第17页

000DH

V

2

*

A相电压

HEX，解析说明见第17页

000EH

V

2

*

B相电压

HEX，解析说明见第17页

000FH

V

2

*

C相电压

HEX，解析说明见第17页

0010H

A

2

*

A相电流

HEX，解析说明见第17页

0011H

A

2

*

B相电流

HEX，解析说明见第17页

0012H

A

2

*

C相电流

HEX，解析说明见第17页

0013H

2

*

A相功率因数

HEX，解析说明见第17页

0014H

2

*

B相功率因数

HEX，解析说明见第17页

0015H

2

*

C相功率因数

HEX，解析说明见第17页

0016H

2

*

合相功率因数

HEX，解析说明见第17页

0017H

Hz

2

*

频率

HEX，解析说明见第17页

0018H

kWh

2

*

正向有功总电能高

HEX，正向有功电能为两个寄存器，数据的高两字节在前，低两字节在后。

0019H

2

*

正向有功总电能低

-14-

001AH

kWh

2

*

反向有功总电能高

HEX，反向有功电能为两个寄存器，数据的高两字节在前，低两字节在后。

001BH

2

*

反向有功总电能低

001CH

kvarh

2

*

正向无功总电能高

HEX，正向无功电能为两个寄存器，数据的高两字节在前，低两字节在后。

001DH

2

*

正向无功总电能低

001EH

kvarh

2

*

反向无功总电能高

HEX，反向无功电能为两个寄存器，数据的高两字节在前，低两字节在后。

001FH

2

*

反向无功总电能低

0020H

2

*

功率方向

HEX，见第16页状态字说明

0021H

2

*

开关量状态

HEX，见第16页状态字说明

0022H

2

*

备用

0023H

2

*

继电器状态

HEX，见第16页状态字说明

0024H

V

2

*

AB相线电压

HEX，解析与相电压相同

0025H

V

2

*

BC相线电压

HEX，解析与相电压相同

0026H

V

2

*

CA相线电压

HEX，解析与相电压相同

1060H

2

*

*