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数字化抽油机电量模块T-1361使用说明书

三相电参采集模块简介

本三相电参模块是为适应油田自动化的需求而专门设计的。可以测量三相四线制负载的各相线电流(Ia,Ib,Ic)、各相相电压(Ua,Ub,Uc)、合相有功功率Pt、合相无功功率Qt、合相视在功率St、合相功率因数COSφ、线路频率等参数。模块将采集到的数据通过RS-485接口进行传输,采用标准MODBUS-RTU协议。模块具有高集成度、稳定性,通过各种恶劣环境考验。

本模块已内置电压互感器,测量范围为0~500VAC。电流测量需外加100:5的电流互感器,最大电流量程为100A。本模块可广泛应用于油田工业控制与测量系统。模块采用高精度三相电计量IC,支持IEC 62053-21、IEC 62053-22、IEC 62053-23、EN 50470-1、EN 50470-3、ANSI C12.20和IEEE1459标准支持IEC 61000-4-7 I类和II类精度规格。TA = 25°C时,在1000:1的动态范围内电压和电流有效值误差小于0.1%。

本模块具有超高的性价比,用一个模块就可以测量所有的三相电参数。可以替代过去的电流、电压、功率、功率因数等一系列变送器磨块。减少模块使用量的同时,不仅节约了成本,还增加了系统的可靠性。

主要技术参数

  • 三相交流50Hz电压、电流。输入频率:45~55Hz。

  • 电压量程(相电压):0~300VAC

  • 电流量程:0~100A(外配电流互感器)。

  • 信号处理:16位A/D转换,6通道,每通道均以4KHz速率采样,采样周期≤50mS。

  • 过载能力:瞬间电流达到5倍的量程上限、电压达到3倍的量程上限通道不损坏。

  • 工作环境:温度:-40~70℃,湿度:5%~95%RH,无结露。

  • 输出数据:三相相电压Ua、Ub、Uc;三相电流Ia、Ib、Ic;有功功率P、无功功率Q、功率因数cosψ、各相有功功率Pa、Pb、Pc,各相无功功率Qa、Qb、Qc,总有功功率、总无功功率、总视在功率。

  • 输出接口:

    • RS485,二线制,±15KV ESD保护;
    • RS232,DB9接口,±15KV ESD保护;
  • 通讯速率(Bps):9600

  • 模拟量输出响应速度:≤30ms

  • 通讯协议:MODBUS-RTU协议。

  • 测量精度:0.1级。

  • 参数设定:模块地址和通讯波特率可通过通讯接口设定。

  • 模块供电电源:12/24VDC,功耗:<2W。

  • 隔离电压:输入-输出:1000V。电流输入、电压输入、电源输入、通讯接口输出之间均相互隔离。

  • 安装方式:DIN导轨卡装或螺丝固定。

  • 外形尺寸 :140-88-62

三相电参模块的外形尺寸及端子定义

模块的端子接线图如下:

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三相电参模块端子说明:

名称含义
V+电源正极
V-电源负极
VG接大地
A两线制485A相
B两线制485B相
VAA相电压输入
VBB相电压输入
VCC相电压输入
VN零线电压输入
IAPA相电流互感器同名端输入(电流互感器的输出)
IANA相电流互感器异名端输入(电流互感器的输出)
IBPB相电流互感器同名端输入(电流互感器的输出)
IBNB相电流互感器异名端输入(电流互感器的输出)
ICPC相电流互感器同名端输入(电流互感器的输出)
ICNC相电流互感器异名端输入(电流互感器的输出)
NC1DO1常闭点
COM1DO1公共端
NO1DO1常开点
NC2DO2常闭点
COM2DO2公共端
NO2DO2常开点
DI1数字量输入
GND电源地
DI2数字量输入
GND电源地
其他未注明的端子为空,不能外接其线

灯说明

名称含义
电源电源指示灯
状态常亮:缺相 快闪:功率图采集中 不亮:正常
运行闪烁:系统正常运行
485-1-TX485口1数据发送指示灯
485-1-RX485口1数据接收指示灯
485-2-TX485口2数据发送指示灯
485-2-RX485口1数据接收指示灯
232-RX232口数据接收指示灯
232-TX232口数据发送指示灯

按键

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右侧为功能键,左侧为复位键。单独按下复位键模块将重启,按下功能键不松开,点击一下复位键,模块的状态灯闪烁时松开功能键完成恢复出厂设置操作。

三相电参模块典型应用说明

模块接线

本模块主要应用于三相四线制的电路中,其典型应用的接线图入下所示。VA、VB、VC、VN分别接A相、B相、C相、N相,直接接入,不需要进行二次转换。A和B为485通讯接口,直接连至485总线上即可。IAP接A相电流互感器的同名输出端,IAN接A相电流互感器的异名输出端,其他两相类似。注意区分电流互感器的同名端和异名端,否则会造成功率和功率因数的测量值异常。三相电参模块典型接线图

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模块配置

三相电参模块出厂的默认地址是2,比特率为9600,将模块连至485总线上之前,应对其进行配置,将模块的波特率与总线的波特率设为一致,地址不能和总线上的其他设备相同。

数据采集

模块正确连接且配置成功后,主机发送读取数据命令,模块便将采集的数据送回主机。模块内所有的数据200ms更新一次,在进行功率图数据的采集时,其他数据不更新。

三相电参模块Modbus-RTU协议说明

模块采用标准的Modbus-RTU协议,可参考相关标准

串口参数

波特率:默认9600,可修改
数据位:8
校验: 默认无校验 可修改
停止位:1

支持的功能码及其含义

支持的功能码含义功能
01读线圈寄存器读取DO线圈状态
05写单个线圈寄存器控制单个DO
15写多个线圈寄存器控制多个DO
02读离散寄存器读取DI状态
03读保持寄存器读取测量数据
06写单个保持寄存器对模块进行配置
16写多个保持寄存器批量配置

数据帧结构

标准Modbus-RTU数据帧结构。

数据表

寄存器地址(03功能码)定义说明
0000A相电流计算因子0.01,单位A
0001B相电流计算因子0.01,单位A
0002C相电流计算因子0.01,单位A
0003A相电压计算因子0.01,单位V
0004B相电压计算因子0.01,单位V
0005C相电压计算因子0.01,单位V
0006总有功功率计算因子0.01,单位KW
0007总无功功率计算因子0.01,单位KW
0008总视在功率计算因子0.01,单位KW
0009电网频率计算因子0.01,单位Hz
0010缺相状态1:缺相 0:正常
寄存器地址(01功能码)定义说明
0000D010:断开 1:闭合
0001D020:断开 1:闭合
寄存器地址(02功能码)定义说明
0000DI10:逻辑低 1:逻辑高
0001DI20:逻辑低 1:逻辑高

设备配置

设备的配置通过Modbus-RTU协议进行配置,出厂时默认波特率为9600,模块ID为3,连上设备后通过更改相应的寄存器完成相应的配置,写入成功表明配置已写入FLASH中,重启后设备将采用新的配置运行。配置功能表如下所示:

寄存器地址(03功能码)定义说明
2651模块slaveID默认3 支持1~124
2652通讯口波特率0:4800 1:9600(默认) 2:19200 3:38400 4:56000 5:57600 6:115200
2653校验方式0:无校验 1:奇校验 2:偶校验
2654重启模块写入0XABCD重启设备,其他值无效
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