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SPA-96BDE直流电能表在太阳能光伏行业中的应用

--苏州迅鹏直流电能表运广泛用于新能源

供稿:苏州迅鹏仪器仪表江苏快三 2011/10/18 14:18:17

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1. 简 介

苏州迅鹏研制的直流电能表连续多年全国销量遥遥领先,SPA系列的直流电能数显表与德国技术是一脉相承的。SPA-96BDE智能数显直流电能表专为光伏系统、移动电信基站、直流屏等的电力监控而设计,它可以同时测量直流电路上的电流、电压、功率、正反向电能。它们都配有RS485通信接口,通过标准的Modbus协议,可与各种组态系统兼容,从而把前端采集到的直流电参量实时传送给系统数据中心。

   作为一种先进的智能化、数字化的电力信号采集装置,同时通过它前部按键可方便设置所接分流器的变比,从而显示一次直流电参数。SPA-96BDE集合了传统直流系统中的直流电流表、直流电压表、直流电能表,是一种高性价比的直流监控产品。

2. 应用领域

太阳能光伏发电系统  直流电能能源管理系统
通信机房配电
直流电能能源管理系统
工业直流控制系统
冶金工业、电镀工业、电解工业
风力发电系统
直流励磁系统

3。 功能介绍

?  五位LED数码管显示,量程自动转换,小数点自动移位;

?  测量直流电流、电压、功率、正反向直流电能;

?  RS485或RS232通讯(Modbus-RTU)协议,从设备地址、波特率可通过前面板按键任意设置;

?  分流器变比可直接设置,SPA-96BDE可用于不同电流等级的直流系统;

?  辅助电源可选配从DC12V,DC24,DC48或AC/DC220V;

?  两路可组态的继电器报警输出和类比量4~20mAdc輸出;

?  体积轻巧 外型美观 安裝方便 抗干扰能力强。

4. 选型代码

常用选型实例

型号1SPA-96BDE-A75V6-R-A1
输入:0~50Adc/0~75mVdc;0~600Vdc
显示:0.00~99999KWH 

输出:RS485通讯
工作电源:AC220V 
描述:此产品为0~50Adc直流电流信号经过分流器转换成0~75mVdc信号作为直流电流信号输入,0~600Vdc直流电压信号输入,正五位LED数字显示直流电能,输出RS485通讯接口支持ModBus协议;辅助电源为交流220V。


型号2SPA-96BDE-A10V10-D2
输入:0~10Adc;0~100Vdc
显示:0.00~99999KWH 
工作电源:DC24V 
描述:此产品为0~10Adc直流电流信号输入,0~100Vdc直流电压信号输入,正五位LED数字显示直流电能,;辅助电源为直流24V。

5. 参 数

技术指标

参 数

信号

输入

电 压

最大直接输入电压0-750Vdc (可定制)

功耗: < 1VA

电 流

最大直接输入电流0~10Adc(可定制)

超出10Adc需加分流器(SHUNT);例如0~50Adc/0~75mV

功耗: < 1VA

精 度

0.5%

温 漂

< 200ppm

分流器变比

分流器母线电流可设

通信

RS485/RS232通讯接口,ModBus RTU协议,传输速率300-19200bps可设

继电器输出(选项)

可设为电流、电压报警 或 功率报警

报警延时可设

常开继电器,继电器容量 2A/30VDC 2A/250VAC

辅助电源

AC/DC220V,DC48V,DC24V,DC12V功耗 < 2VA

特殊工作电源可定制

隔离耐压

输入、输出、电源间 交流2kV/分

输入、输出与壳体间 >50MΩ

外部环境

工作温度:0 - +55

存储温度: -25 - +70

相对湿度:93%RH 40℃(无凝露,无腐蚀性气体)

海拔 < 3000m

6。 安 装

6.1 外形尺寸


外型尺寸:96mm×48mm×112mm(长××深)

安装方式:嵌入 最小安装深度:100 mm

开口尺寸:92mm×44mm

重量:约400g

6。2 安装方式

1、在开关柜上开一个尺寸为92x44mm的孔; 

2、从包装盒中取出SPA-96BDE和安装支架、安装螺丝;

3、把SPA-96BDE插入开关柜正面的方孔中;

4、在开关柜的内面安装上固定支架和上紧安装螺丝;

7。 接 线

7。1 接线端子

7。2 典型接线方案

方案一:工作电源 AC220V,电流输入<10A,输出:RS485

方案二:工作电源 DC24V,电流输入>10A(加分流器),输出:RS485

注意:电流输入端(分流器)须接在负载的负极端,若需要接在正极端,订货时需特殊说明。

8. 显示菜单

1、当电流、电压同正或同负时,功率为正,记录正向电能PH;否则功率为负,记录方向电能-PH;

2、电能为累计电能,掉电保存;

3、四个指示灯分别为AL1,AL2,K/M,COMM,AL1,AL2为二路报警指示灯;COMM为通讯指示灯,与上位机通讯时,指示灯闪烁;K/M为千和兆单位指示灯,长亮为K,闪烁为M;

4、在LtCK=100、页面显示PH时,同时按SET和▼键,则正向电度清零,同样在LtCK=100页面显示-PH时,同时按SET和▼键,则反向电度清零;参数LtCK见参数设置一级菜单。

9. 参数设置

9。1 一级菜单

按SET键大于3秒钟,进入参数设置一级菜单,如下图:

按键大于3秒钟,保存参数设置;参数设置菜单下,15秒钟不做任何操作,自动返回至显示菜单,已设置参数被保存。

9.2 二级菜单

同时按下SET键和键大于3秒钟,进入参数设置二级菜单,如下图:

按键大于3秒钟,保存参数设置;参数设置菜单下,15秒钟不做任何操作,自动返回至显示菜单,已设置参数被保存。

10. 通信协议

10.1 通讯协议介绍

ModBus通讯规约允许SPA系列仪表/变送器与施耐德、西门子、AB、GE等多个国际著名品牌的可编程顺序控制器(PLC)、RTU、SCADA系统、DCS或与第三方具有ModBus兼容的监控系统之间进行信息交换和数据传送。

SPA系列仪表/变送器只要简单地增加一套基于计算机(或工控机)的监控软件(如:组态王、Intouch、FIX、synall等)就可以构成一套电力监控系统。

通讯数据的类型及格式:

信息传输为异步方式,并以字节为单位。在主站和从站之间传递的通讯信息是11位的字格式:

字格式(串行数据)

11位二进制

起始位

1位

数据位

8位

奇偶校验位

1位:有奇偶校验位/无:无奇偶校验位

停止位

1位:有奇偶校验位/2位:无奇偶校验位

● 通讯数据(信息帧)格式

数据格式

地址码

功能码

数据区

错误校检

数据长度

1字节

1字节

N字节

16位CRC码(冗余循环码)

                                                                                                                                                                                                                      

★ 注:1、1个字节由8位二进制数组成(既8 bit)。

       2、ModBus是Modicon公司的注册商标。

       3、“从机”在本文件中既为SPA。

10.2 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,符合相应地址码的从机接收通讯命令,并根据功能码及相关要求读取信息,如果CRC校验无误,则执行相应的任务,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。

10。2。1 地址码:

 地址码是每次通讯信息帧的第一字节(8位),从0到255。这个字节表明由用户设置地址的从机将接收由主机发送来的信息。每个从机都必须有唯一的地址码,并且只有符合地址码的从机才能响应回送信息。当从机回送信息时,回送数据均以各自的地址码开始。主机

发送的地址码表明将发送到的从机地址,而从机返回的地址码表明回送的从机地址。相应的地址码表明该信息来自于何处。

10.2.2 功能码:

是每次通讯信息帧传送的第二个字节。ModBus通讯规约可定义的功能码为1到127。SPA系列仪表/变送器仅用到其中的一部分功能码。作为主机请求发送,通过功能码告诉从机应执行什么动作。作为从机响应,从机返回的功能码与从主机发送来的功能码一样,并表明从机已响应主机并且已进行相关的操作。

表8.1 MODBUS部分功能码

功能码

 

  作(二进制)

02

读开关量输入

读取一路或多路开关量状态输入数据

01

读开关量输出

读取一路或多路开关量输出状态数据

03

读寄存器数据

读取一个或多个寄存器的数据

05

写开关量输出

控制一路继电器“合/分”输出

10

写多路寄存器

把多组二进制数据写入多个寄存器

10.2.3 数据区:

数据区包括需要由从机返送何种信息或执行什么动作。这些信息可以是数据(如:开关量输入/输出、模拟量输入/输出、寄存器等等)、参考地址等。例如,主机通过功能码03告诉从机返回寄存器的值(包含要读取寄存器的起始地址及读取寄存器的长度),则返回的数据包括寄存器的数据长度及数据内容。对于不同的从机,地址和数据信息都不相同(应给出通讯信息表)。

SPA响应的命令格式是从机地址、功能码、数据区及CRC码。数据区的数据都是两个字节,并且高位在前(电能量除外)。

10.3  MODBUS功能码简介

10。3。1功能码“03”:读多路寄存器输入

例如:主机要读取地址为01,起始地址为0000的32个从机寄存器数据。

从机(SPA)数据寄存器的地址和数据为:

主机发送的报文格式:

主机发送

字节数

发送的信息

 

从机地址

1

01   

发送至地址为01的从机

功能码

1

03   

读取寄存器

起始地址

2

0800 

起始地址为0800

数据长度

2

0007

读取7个寄存器

CRC码

2

0668

由主机计算得到CRC码

从机(SPA)响应返回的报文格式:

从机响应

字节数

返回的信息

 

从机地址

1

01  

来自从机01

功能码

1

03   

1个字节

读取字节

1

0E 

1个字节

寄存器数据1

2

-32768~32767

正向电度测量值低16位

寄存器数据2

2

-32768~32767

正向电度测量值高16位

寄存器数据3

2

-32768~32767

反向电度测量值低16位

寄存器数据4

2

-32768~32767

反向电度测量值高16位

寄存器数据5

2

-32768~32767

电压测量值

寄存器数据6

2

-32768~32767

电流测量值

寄存器数据7

2

-32768~32767

功率测量值

CRC码

2

 

由从机计算得到CRC码

通讯值与测量值对应关系如下表:(约定Val_t为通讯读出值,Val_s为测量值)

适量参数

数据地址(16进制)

字节数

对应关系

单位

小数点位

正向电度

0800

32位

Val_s=Val_t(高位)*0xffff+Val_t(低位) /100

2

反向电度

0804

32位

Val_s=Val_t(高位)*0xffff+Val_t(低位) /100

2

电压

0808

16位

Val_s=Val_t/100

V

2

电流

080A

16位

Val_s=Val_t/1000

A

3

功率

080c

16位

Val_s=Val_t/100

W

2

通讯值与参数值对应关系如下表:

参数值

数据地址

字节数

备注

输入最大值

2002

16位

输入最大值/75mA*

报警1的报警值

2004

16位

报警1的报警方式

2006

16位

报警1的报警值

  2008

16位

报警1的报警方式

200A

16位

   仪表地址

200C

16位

1-254

通讯波特率

200E

16位

300,600,1200,2400,4800,9600

设定密码

2010

16位

0-9999

-----

-----

-----

-----

电压小数点位

2024

16位

0-3

功率小数点位

2026

16位

-3-3,负号为K单位

*: 输入最大值1-10,电流为3位小数点;10-100,电流为2位小数点;100-1000,电流为1位小数点;

100以上,电流为0位小数点;

10.4 错误校验码(CRC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,起始位及停止位,如有奇偶校验位也包括奇偶校验位,都不参与CRC计算。

● CRC码的计算方法是:

1.预置116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,并检查右移后的移出位;

4.如果移出位为0:重复第3步(再次右移一位);

如果移出位为1CRC寄存器与多项式A0011010 0000 0000 0001)进行异或;

5.重复步骤34,直到右移8次,这样整个8位数据全部进行了处理;

6.重复步骤2到步骤5,进行通讯信息帧下一个字节的处理;

7.将该通讯信息帧所有字节按上述步骤计算完成后,得到的16CRC寄存器的高、低字节进行交换;

8.最后得到的CRC寄存器内容即为:CRC码。

10.5 通讯错误信息及数据的处理:

当SPA表检测到除了CRC码出错以外的错误时,必须向主机回送信息,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 。以下的这些代码表明有意外的错误发生。

SPA从主机接收到的信息如有CRC错误,则将被SPA表忽略。

SPA返送的错误码的格式如下(CRC码除外):

地址码: 1字节

功能码: 1字节(最高位为1)

错误码: 1字节

CRC码:2字节。

SPA响应回送如下错误码:

    81.非法的功能码。

        接收到的功能码SPA表不支持。

    82.非法的数据位置。

        指定的数据位置超出SPA表的范围。

    83.非法的数据值。

        接收到主机发送的数据值超出SPA相应地址的数据范围。

选型代码

 


常用规格实例
Model:SPA-96BDE-A75V6-R-A1
Class: ±0.5%
Input:0~50Adc/0~75mVdc;0~60Vdc
Display:0.00~99999KWH 
Aux.power:AC220V 
描述:此产品为0~50Adc直流电流信号经过分流器转换成0~75mVdc信号作为直流电流信号输入,0~60Vdc直流电压信号输入,正五位LED数字显示直流电能,输出RS485通讯接口支持ModBus协议;辅助电源为交流220V。

更多内容请访问 苏州迅鹏仪器仪表江苏快三(http://c.bipemail.com/?cid=17110)

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