力创DTSDM三相导轨式电能表RS智能电表说明书.docx
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力创DTSDM三相导轨式电能表RS智能电表说明书
DTSD106-M100三相电子式电能表
山东力创科技股份有限公司
用户使用手册
1.概述
DTSD106-M100三相电子式电能表是山东力创科技股份有限公司集多年的电能计量产品设计经验，所推出的新一代导轨式安装的微型电能表。
该电能表采用LCD显示，可显示三相电压、三相电流、总有功功率、总功率因数及总有功电能，并具有电能脉冲输出功能；可用RS485通讯接口与上位机实现数据交换，极大的方便用电自动化管理。
该电能表具有体积小、安装方便等优点，且具有极高的精度和良好的EMC性能，符合国标GB/T17215中电子式电能表的相关技术要求。
2.产品规格.
表1：
模块产品规格
型号
类型
等级
电压输入
电流输入
脉冲常数（imp/kWh）
DTSD106-M100
直接接入
0.5级
3*220/380
1.5（6）
4800
3.技术参数
表2：
模块技术参数及指标
性能
参数
输
入
测
量
显
示
电
压
测量范围
0.7Un～1.2Un
精度
RMS精度:
0.2级
电
流
量程
5A
精度
RMS测量（电流精度:
0.2级）
频率
三相交流50/60Hz电压、电流；输入频率：
45～75Hz
功率
有功精度:
0.5级；无功精度：
1级
功率因数
功率因数精度:
0.5级；
电
源
供电电源
取自相电压，120～264Vac（50/60Hz）,无需外供电
功耗
<2W
输
出
可
编
程
通
讯
输出接口
RS-485接口，二线制，±15kVESD保护
通讯规约
标准MODBUS-RTU通讯规约，DLT645规约
数据格式
可设置；10位，1位起始位0，8位数据位，1位停止位1；或11位，为奇、偶或无校验可软件设置；
通讯速率
BPS1200、2400、4800、9600、19.2k，可设置
显示
LCD段码显示
有功电能脉冲输出
脉冲宽度80ms±20ms，光隔离
环
境
工作环境
工作温度：
-20～70℃
存储环境
存储温度：
-30～80℃
相对湿度
相对湿度≤90%不结露
安
全
耐压
输入和输出>1kV
输出和输出>1kV
绝缘
输出、输入和电源对外壳>5M
4.安装与接线
4.1外形尺寸：
单位（mm）
正视图侧视图
图1DTSD106-M100三相电子式电能表外形图
4.2安装方式
DTSD106-M100三相电子式电能表采用35mm标准导轨式安装方式，如下图
图2三相电子式电能表安装图
4.3接线方式
DTSD106-M100三相电子式电能表支持一次接入（直接接入）和二次接入（经电流互感器CT接入）两种接线方式。
直接接入如下图
图3三相四线直接接入
通过CT接入如下图：
图4三相四线经CT接入
注：
实际接线时请以表侧接线图为准。
4.4安装注意事项及方法
◆电能表应装在室内通风干燥的地方，采用35mm标准导轨方式安装。
◆安装接线时应按照电能表侧面的接线图进行接线，最好用铜接线头接入。
对于直接接入式电能表接线时应注意进线和出线方向，并将螺钉拧紧，避免因接触不良而引起电能表工作不正常；经电流互感器接入式的电能表接线时应注意电流互感器次级的极性。
5.面板显示说明
5.1面板格式
图5三相电子式电能表面板格式
说明如下：
编号
名称
状态示例
功能说明
1
LCD
液晶显示
2
脉冲
指示灯点亮
有功电能脉冲指示
3
A相
指示灯点亮
A相有电指示
4
B相
指示灯点亮
B相有电指示
5
C相
指示灯点亮
C相有电指示
6
反相
指示灯点亮
反相指示
5.2功能说明
计量
◆计量正反向有功和无功电能
◆正向有功、反向有功、正向无功、反向无功电能分别存储、并保存在铁电中
◆断电后所有存储数据不丢失，并能保持10年以上
显示
◆7位宽温型LCD显示
◆可实现数据循环显示，循环显示时间为3s
◆电能脉冲用红色LED指示
输出
◆有功电能脉冲输出
◆无源光电隔离型输出端口，脉冲宽度：
80ms±20ms
通信
◆通信接口：
RS485
◆通信协议：
MODBUS-RTU（其他协议可定制）
◆通信速率：
1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps可选
抄表功能：
◆通过RS485通信，上位机可实现自动抄表功能
5.3显示说明
默认状态下，电表循环显示三相电压、三相电流、总有功功率、总功率因数及总有功电能等，循环显示时间为3s。
液晶显示内容及数据格式说明如下：
序号
名称
格式
说明
1
A相电压
×××.×或×.×××或××.××
一位、两位或三位小数，单位为V或kV
图6A相电压显示界面
序号
名称
格式
说明
2
B相电压
×××.×或×.×××或××.××
一位、两位或三位小数，单位为V或kV
图7B相电压显示界面
序号
名称
格式
说明
3
C相电压
×××.×或×.×××或××.××
一位、两位或三位小数，单位为V或kV
图8C相电压显示界面
序号
名称
格式
说明
4
A相电流
×.×××或××.××或×××.×
一位、两位或三位小数，单位为A或kA
图9A相电流显示界面
序号
名称
格式
说明
5
B相电流
×.×××或××.××或×××.×
一位、两位或三位小数，单位为A或kA
图10B相电流显示界面
序号
名称
格式
说明
6
C相电流
×.×××或××.××或×××.×
一位、两位或三位小数，单位为A或kA
图11C相电流显示界面
序号
名称
格式
说明
7
总有功功率
×.×××或××.××或×××.×
或××××.×
或×××××.×或××××××.×
一位、两位或三位小数，单位为kVA
图12-1总有功功率显示界面
注：
图12-1显示的为三相电流正向接入，当三相电流反向接入时，总有功功率显示为负值，如图12-2所示：
图12-2总有功功率负数显示界面
当电压电流满量程输入时，电压变比电流变比分别为最大值1000和2000时，将显示Err，但上位机采集的数据时正确的，如图12-3所示：
图12-3总有功功率Err显示
序号
名称
格式
说明
8
总功率因数
×.×××
固定为三位小数
图13-1总功率因数显示界面
图13-2总功率因数负数显示界面
序号
名称
格式
说明
9
总有功电能
×.×到××××××.×
固定为一位小数，单位为kWh
图14总有功电能显示界面
6.通信说明
6.3RS485/MODBUS-RTU通信方式
◆通信接口：
RS485
◆通信接线方式：
二线制（A+、B-）,屏蔽双绞线
◆通信工作方式：
半双工
◆通信速率：
9600bps（默认）、1200bps、2400bps、4800bps、19200bps可选
6.3通信接线
◆通信连接的线形连接方式
图15三相电子式电能表线形连接方式图
◆通信连接的环形连接方式
图16三相电子式电能表环形连接方式图
6.1.通信协议
DTSD106-M100三相电子式电能表使用MODBUS-RTU通讯协议，MODBUS协议详细定义了数据序列和校验码，这些都是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），首先，主计算机发出信号寻址某一台唯一的终端设备（从机），然后，被寻址终端设备发出的应答信号以相反的方向传输给主机。
MODBUS协议只允许在主机（PC机或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。
同时，此表还支持DLT645规约，可采集相应的电压电流功率电能等，具体可参考国标DLT645_1997相关内容。
下面讲述MODBUS协议内容。
传输方式
传输方式是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。
二进制编码（CodingSystem）8位
起始位（Startbit）1位
数据位（Databits）8位
校验（Parity）奇、偶或无校验
停止位（Stopbit）1位/2位
错误检测（Errorchecking）CRC（循环冗余校验）
协议
当数据帧到达终端设备时，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）和一个校验码（Check）。
发生任何错误都不会有成功的响应。
数据帧格式
Address
Function
Data
Check
8-Bits
8-Bits
Nx8-Bits
16-Bits
表3数据帧格式
地址（Address）域
地址域在帧的开始部分，由一个字节（8位二进制码）组成，十进制为0～247。
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便告诉了主机哪台终端正与之进行通信。
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。
表4列出了三相电子式电能表用到的功能码，以及它们的意义和功能。
代码
意义
行为
03H
读寄存器
获得一个或多个寄存器的当前二进制值
10H
预置多寄存器
设定二进制值到一系列多个寄存器
表4功能码
数据（Data）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值、参量地址或者设置值。
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。
注意,发送序列总是相同的:
地址、功能码、数据和与方向有关的出错校验。
错误校验（Check）域
该域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，一组数据在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，出错校验能够保证主机或者终端不去响应那些传输过程中发生了改变的数据，这就提高了系统的安全性和效率，出错校验使用了16位循环冗余的方法（CRC16）。
错误检测方法
循环冗余校验（CRC）域占用两个字节，包含了一个16位的二进制值。
CRC值由传送设备计算出来，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。
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，起始位和终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（A001H）进行一次异或运算，如果最低位为0，不作任何处理。
上述处理重复进行，直到执行完了8次移位操作，当最后一位（第8位）移完以后，下一个8位字节与寄存器的当前值进行异或运算，同样进行上述的另一个8次移位异或操作，当数据帧中的所有字节都作了处理，生成的最终值就是CRC值。
生成一个CRC的流程为：
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，最高位填以0，最低位移出并检测。
4、如果最低位为0：
重复第三步（下一次移位）；如果最低位为1：
将CRC寄
存器与一个预设的固定值（A001H）进行异或运算。
5、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。
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寄存器得值就是CRC的值。
如果用户需要了解更详细的有关Modbus的信息,可访问www.modbus.org获取更详细的信息。
6.3通信应用格式详解
◆读数据（功能码03）
查询数据帧
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。
表5的例子是从17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）P，Q，S，DTSD106-M100中P的地址为0046H，Q的地址为0047H，S的地址为0048H。
Addr
Fun
Datastartreghi
Datastartregslo
Data#ofreghi
Data#ofregslo
CRC16lo
CRC16hi
11H
03H
00H
46H
00H
03H
E6H
8EH
表5读P、Q、S的查询数据帧
响应数据帧
响应包含从机地址、功能码、数据的数量和CRC错误校验。
表6的例子是读取P，Q，S（P=2710H，Q=2710H，S=2710H）的响应。
Addr
Fun
Bytecount
Data1hi
Data1lo
Data2hi
Data2lo
Data3hi
Data3lo
CRC16lo
CRC16hi
11H
03H
06H
27H
10H
27H
10H
27H
10H
3AH
ECH
表6读P、Q、S的响应数据帧
◆预置多寄存器（功能码01H）
查询数据帧
功能码16（十进制）（十六进制为10H）允许用户改变多个寄存器的内容,EX8-33中系统参数和电度量等数据可用此功能码写入。
注意,禁止对不具有可写属性的单元强行写入。
下面的例子是预置地址为17号的从机的电压变比UBB为0002。
UBB对应的地址为0004H,UBB占2个字节。
下发数据帧如下：
Addr
Fun
Datastartreghi
Datastartreglo
Data#ofreghi
Data#ofreglo
ByteCount
11H
10H
00H
04H
00H
01H
02H
Valuehi
Valuelo
CRC16lo
CRC16hi
00H
02H
EAH
04H
表7预置多寄存器查询数据帧
响应数据帧
对于预置多寄存器请求的正常响应是在寄存器值改变以后回应机器地址、功能号、数据起始地址、数据个数、CRC校验码。
如下表:
Addr
Fun
Datastartreghi
Datastartregslo
Data#ofreghi
Data#ofregslo
CRC16lo
CRC16hi
11H
10H
00H
04H
00H
01H
13H
58H
表8预置多寄存器响应数据帧
5、通讯地址表
1、系统参数寄存器:
表9：
系统只读参数寄存器地址和通讯数据表（功能码03H,只读）:
序号
寄存器地址
参数符号
说明
1
0000H
XH
（模块型号）
LCDG-DG-3:
表示型号为：
新三相电子式电能表
3
0001H
U0
电压量程：
1～1000V对应1～1000默认值250
4
0002H
I0
电流量程：
0.1～1000数值1～10000默认5A值为50
表10：
系统配置参数寄存器地址和通讯数据表（功能码03H读、10H写）:
序号
寄存器地址
参数符号
说明
1
0003H
ADDR、BPS
高字节8位为地址，1～247；0为广播地址；
低字节的高2位为数据格式位，为“00”表示为10位即“n,8,1”;
为“01”表示为11位，偶校验，即“e,8,1”;
为“10”表示为11位，奇校验，即“o,8,1”;
为“11”表示为11位，无校验，2停止位，即“n,8,2”;
低字节的低4位为波特率：
03～07表示1200～19200BPS；默认值6
2
0004H
Ubb
电压变比：
1～1000默认值1
3
0005H
Ibb
电流变比：
1～2000默认值1
4
0006H
T_S
高8位为实时数据更新周期：
40mS～1000mS，对应参数值为4～100，默认值50；
低8位的Bit0、Bit1、Bit2分别表示A、B、C相的电流穿心方向，位值为“0”表示正常接入，位值为“1”表示此相电流为反向接入，模块测量时则自动将此相电流调整180度；当现场接线方向错误而不方便更改时则无需改变接线，只需调整此配置即可调整测量电流方向；其他位保留；
8
0007H
保留；
注：
1、模块实时数据更新周期T_S被设置为新值后，必须重新上电使模块按新的参数运行；系统配置参数值设定后不要频繁更改；
表11：
电能量寄存器地址和通讯数据表（功能码03H读、10H写）:
序号
寄存器地址
参数符号
说明
1
000CH
+KWh
正向有功总电能（高位）
000DH
正向有功总电能（低位）
2
000EH
-KWh
反向有功总电能（高位）
000FH
反向有功总电能（低位）
3
0010H
+KVarh
正向无功总电能（高位）
0011H
正向无功总电能（低位）
4
0012H
-KVarh
反向无功总电能（高位）
0013H
反向无功总电能（低位）
5
0014H
KWh
有功总电能（高位）
0015H
有功总电能（低位）
6
0016H
KVarh
无功总电能（高位）
0017H
无功总电能（低位）
注:
1、有功脉冲常数4800imp/kWh,有功电量计算公式:
DATA*U0*I0/18000000;
无功电量计算公式：
DATA*U0*I0/10800000；
2、当电能表直接接入时，其电能示数即为实际用电量；当电能表配用电流互感器或电压互感器接入时，在读取电能示数后必须乘以电流互感器及电压互感器倍率才是其实际用电量。
注:
清电度数据,使用功能码10H,写入的数据必须都为0,写入其他数据则无效;写寄存器的所有信息必须按下表：
序号
起始地址
写寄存器数量
字节计数
数据
说明
1
000CH
0002
4
00000000
清除正向有功总电能
2
000EH
0002
4
00000000
清除反向有功总电能
3
0010H
0002
4
00000000
清除正向无功总电能
4
0012H
0002
4
00000000
清除反向无功总电能
5
000CH
0008
16
00000000000000000000000000000000
清除全部电能值
如：
清除1号模块的正向有功总电能，则：
命令：
0110000C00020400000000F3FA
响应：
0110000C000281CB
2、模块电量等寄存器（功能码03H）
表12：
模块测量电量寄存器地址和通讯数据表（功能码03H，只读）:
序号
电量符号
瞬时值地址
说明
参数类型及计算说明
1
Ua
0040H
A相相电压
无符号数；值＝DATA*U0*Ubb/10000;单位：
V;
2
Ub
0041H
B相相电压
3
Uc
0042H
C相相电压
4
Ia
0043H
A相电流
无符号数；值＝DATA*I0*Ibb/10000;单位：
A;
5
Ib
0044H
B相电流
6
Ic
0045H
C相电流
7
P
0046H
有功功率
补码方式数据；值＝DATA*U0*Ubb*I0*Ibb*3/10000;
单位：
W,Var;
8
Q
0047H
无功功率
9
S
0048H
视在功率
无符号数；值＝DATA*U0*Ubb*I0*Ibb*3/10000;单位：
VA;
10
PF
0049H
功率因数
补码方式数据；值＝DATA/10000
11
F
004AH
频率
无符号数；值＝DATA/100；单位：
Hz;
12
Pa
004BH
A相有功功率
补码方式数据；值＝DATA*U0*Ubb*I0*Ibb/10000;
单位：
W;
13
Pb
004CH
B相有功功率
14
Pc
004DH
C相有功功率
15
Qa
004EH
A相无功功率
补码方式数据；值＝DATA*U0*Ubb*I0*Ibb/10000;
单位：
Var;
16
Qb
004FH
B相无功功率
17
Qc
0050H
C相无功功率
18
Sa
0051H
A相视在功率
无符号数；值＝DATA*U0*Ubb*I0*Ibb/10000;单位：
VA;
19
Sb
0052H
B相视在功率
20
Sc
0053H
C相视在功率
21
PFa
0054H
A相功率因数
补码方式数据；值＝DATA/10000
22
PFb
0055H
B相功率因数
23
PFc
0056H
C相功率因数
26
0057H
保留
注：
每个寄存器地址对应的数据为2个字节，所有数据为十六进制数，为其满量程的百分数；
7、注意事项：
1、电能表的负载能力在0.05IB～Imax（直接接入）或0.02Ib～Imax（经电流互感器接入）之间，超过这一负载能力范围，将会使电能计量不准或损坏。
2、当电表直接接入时，其电能示数即为实际用电量；当电能表配用电流互感器接入时，在
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