HC-33B 三相电量采集模块使用说明书

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1、惠测电子 HC-33B 三相电量采集模块 产品手册 V3.0 HC-33B三相电量采集模块V3.0目录一、 产品介绍1.1 简介1.2 功能特点1.3 技术参数二、 应用2.1 外形及安装2.2 端子定义2.3 典型接线2.4 应用说明2.5显示界面及操作三、 Modbus寄存器四、 通讯规约五、 选型及订购一、产品介绍1.1、 简介HC-33B三相电量采集模块是高度集成化的针对三相电量参数测量应用的产品，三表法准确测量三相交流电压、三相电流（真有效值测量）、总有功功率、无功功率、功率因数、各单相功率、频率、总有功电度、总无功电度、ABC各单相有无功电度等电参量，并具备2路DI、2路开关量输出

2、或一路继电器输出、1路电能脉冲输出、1路RS-485通讯接口，具有极优的性价比。HC-3系列电量采集模块可广泛应用于电力、通信、铁路、交通、环保、石化、钢铁等行业中，用于监测三相电机驱动的大型设备的电流和电量消耗情况及配电网和企业中三相电能的计量与监测。1.2、 功能特点1.2.1. 采集三相电参量，包括电压、电流、功率、电能等 40多个电参量，信息全1.2.2. 采用专用测量芯片，交流真有效值测量方式，测量精度高1.2.3. 通信规约采用标准Modbus-RTU方式，兼容性好，方便编程1.2.4. 带ESD保护电路的RS-485通信接口1.2.5. 多种供电方式可选1.2.6. 宽工作电压D

3、C1030V，并具防接反保护功能，接反电源不会损坏模块1.2.7. 采用工业级芯片，内置看门狗，并具有完善的防雷抗干扰措施，保证可靠性1.2.8. 高隔离电压，电压电流输入信号采用微型精密互感器隔离，耐压达DC2500V1.2.9. 多电能计量：有正反向总有无功累计电能、当日累计电能、各单相电能计量1.2.10. 默认具有2路集电极开路输出（可选定制1路继电器输出）、2路开关量输入1.2.11. 具有1路可配置的有功或无功电能脉冲输出功能1.2.12. 可配置的实时数据更新周期，方便应用于各种测量要求1.2.13. 具有越限、故障等的自动上传报警功能1.2.14. 带LED指示工作状态(或选配

4、LCD中文液晶显示数据)，便于现场安装调试1.2.15. 35mm 标准DIN导轨安装，多种接线方式，方便现场安装布线1.3、 技术参数1.3.1 三相交流输入1) 输入频率：工频，4565Hz；2) 电压量程（相电压）：70V、120V、260V、450V等可选3) 电流量程： 1A、5A等可选；超过5A量程需外配互感器；4) 信号处理：采用专用测量芯片，24位AD，6通道4.8K同步采样；5) 数据更新周期：0.05S1.00S可配置；6) 过载能力：1.2倍量程可持续；瞬间(10周波)电流5倍，电压3倍量程不损坏；7) 输入阻抗：电压通道1 kV；电流通道100m；1.3.2 开关量输入

5、 2路，无源触点或电压型输入，00.5V或短接为0，+330V或开路为1；1.3.3 开关量输出（2路集电极开路或可选1路继电器）2路：集电极开路输出（50V/30mA）；可设置为遥控或报警保护输出功能；或可选1路：继电器（250V*3A(AC)或30V*3A(DC)）1.3.4 电能脉冲输出1) 1路，可配置选择的三相总（绝对值和）有功或无功电能脉冲输出； 2) 脉冲输出宽度为50mS,负脉冲；3) 每个脉冲当量为：仪表电压量程*电流量程/2400 000度； 1.3.5 通讯接口1) 接口类型：RS-485接口。2) 通讯规约： MODBUS-RTU标准规约；3) 数据格式：可软件设置，“

6、n,8,1”、 “e,8,1”、 “o,8,1”、 “n,8,2”；4) 通讯速率：可设置1200、2400、4800、9600、19200、38400Bps；1.3.6 测量输出数据电压、电流、功率、电能等 30多个电参量，见Mdobus数据寄存器列表1.3.7 测量精度电压、电流：0.2%FS；电量：0.5%FS；有功电度1级，无功电度2级；1.3.8 隔离DC供电电源、DI、DO、RS-485接口间为共地，与电压输入、电流输入之间相互隔离；隔离耐压2500VDC；1.3.9 电源1) DC+1030V供电时，峰值电压不得超过+40V；典型功耗：0.5W；1.3.10 工作环境1) 工作温

7、度：-20+70；存放温度：-40+85；2) 相对湿度：595%，无结露（在40下）；3) 海拔高度：03000米；4) 环境：无爆炸、腐蚀气体及导电尘埃，无显著摇动、振动和冲击的场所；1.3.11 温度漂移：50ppm/；1.3.12 安装方式：35mm 标准DIN导轨安装1.3.13 模块尺寸： 1187242mm二、应用2.1、 外形及安装图 2.1 B型 外形尺寸图（单位：mm）安装：采用35mm 标准DIN导轨安装，固定导轨后，将模块卡入导轨即可；接线：1) 将相应的连接端子插入模块；2) 使用0.23.3mm的电缆（3路电流的输入线应选用大于2mm的电缆），从每条线的端部剥去6m

8、m连接在端子上，并将导线插入连接端子的相应位置。3) 将接线螺钉力矩紧至0.560.79Nm。2.2、 端子定义端子定义说明端子定义说明1V+/L1030V供电电源正24UAA相电压输入2GND/N电源地23NC空3PGND保护地22UBB相电压输入4A+485信号正 21NC空5B-485信号负 20UCC相电压输入6GND通讯地19UN电压零线7MC1电能脉冲输出端18IA+A相电流输入8DI1第1路开关量输入17IA-A相电流输出(公共端)9DI2第2路开关量输入16IB+B相电流输入10GND/CL地/（继电器常闭触点输出）15IB-B相电流输出(公共端)11DO1/OP开关量输出1，

9、集电极开路输出/（继电器常开触点）14IC+C相电流输入12DO2/COM开关量输出2，集电极开路输出/（继电器输出公共端）13IC-C相电流输出(公共端)2.3、 典型接线图 2.3.1 HC-33B典型接线图(标配2DO型)图 2.3.2 HC-33B典型接线图(可选定制1路继电器输出型)在配电系统中，有多种不同的信号连接方式，请参照以下各图示对应接线，电压电流不同的接线方式可以相互组合。接线时注意产品底部标签的电压、电流、电源等级信息，防止误接损坏仪表。2.3.1 电压接线电压信号输入回路的接线可选用0.51.5mm的电缆。电压回路或PT的二次回路不可短路；请在确保已断开全部电源的情况下

10、再接线。 图 2.3.2 三相四线直接接入 图 2.3.3 三相三线直接接入图 2.3.4 三相四线3PT接入 图 2.3.5 三相三线3PT接入图 2.3.6 三相三线2PT接入2.3.2 电流接线电流量程为5A时，电流的输入线应选用大于2mm的电缆。在CT一次侧有电流时，CT的二次回路严禁开路；严禁带电接线或拔下端子；图 2.3.7 三相电流直接接入 图 2.3.8 三相电流3CT接入 图 2.3.9 三相电流2CT接入2.4、 应用说明请根据产品规格型号，参照以上图示正确接线。接线前要确保断开所有信号源，避免发生危险及损坏设备。检查确认接线无误后，再接通电源测试。接通电源后，“RUN”运

11、行指示灯会根据设置的数据更新速率同步闪烁。产品出厂时，均设置为默认配置：地址1号、波特率9600bps、数据格式“n,8,1”、数据更新速率为600ms、变比为1、报警与自动上传功能为禁止；可通过我们提供的HC系列产品测试软件来更改设置产品参数及产品的一般性测试。2.4.1、 RS-485网络的连接：主机一般只有RS-232接口，此时可通过RS-232/RS-485转换器后连接485网络；建议使用带隔离型的485转换器，以提高系统的可靠性；一条总线上所有设备的A+端并接，B-端并接，不可接反，485的信号地GND端应短接在一起，并在主机处单点接地。RS-485网络一般允许最多将32个节点设备并

12、联，超过32个的系统则需使用485中继器进行扩展；RS-485的通讯线应使用屏蔽双绞线，屏蔽层应单端接地；485的通讯距离可达1200米，当一条总线上连接的RS485设备很多，或者使用波特率较高时通讯距离就会相应缩短，此时可使用485中继器进行扩展。RS-485组网有多种拓扑结构，一般采用线型连接，即从上位主机开始自近及远将多台设备一个接一个连入网络。在最远端可接120300/0.25瓦的终端匹配电阻（需视具体的通讯质量确定，即通讯很好时可不必安装）。2.4.2、 多电能计量功能：产品有总的正向、反向有功电能，正向、反向无功电能计量；还有A、B、C各单相的正、反向/有功、无功电能计量，在一些应

13、用场合还可作为3个单相计量模块使用；绝对值和有功/无功电度为正向电度加反向电度的和，不考虑电能方向的；净有功/无功电度为正向电度减反向电度的差值，带方向，为4字节补码格式数据；其他形式的电能数据都是4字节的无符号数；电能的计量数据为4字节，连续累计10年不会溢出，数据掉电保存。2.4.3、 电能脉冲输出：三相总（绝对值和）有功电能或无功电能脉冲输出，输出接口为1路，可通过软件配置选择为有功或无功电能输出，一般在测试时使用；电能脉冲的输出宽度为50mS,负脉冲，三极管集电极输出；每个脉冲当量为：仪表电压量程*电流量程/2400 000度； 2.4.4、 线电压数据：产品提供的线电压测量值，是通过

14、测量的相电压值计算得到，适用于三相电压平衡情况，在三相不平衡下如缺相时线电压值无意义。2.4.5、 实时数据更新周期：出厂默认0.6S/次，50mS1000mS可自行设置，间隔为10mS；数据更新周期越长，数据的稳定性越好，一般建议使用0.6S、0.8S或1S；在需要快速更新数据的测量场合，应按信号周期倍数设置，保证数据的稳定。数据更新周期的改变不影响电能累计精度。频率值的更新周期约210S，不可设置，若对频率值更新速率有要求的可以选择快速测频的型号。三、HC-33B Modbus寄存器列表 寄存器用于MODBUS-RTU通讯规约。表1: 开关量输出定义,功能码01/05序号位地址定义数据描述

15、10000HDO1第一路开关量输出：1三极管导通，0 断开20001HDO2第二路开关量输出：1三极管导通，0 断开表2:开关量输入义,功能码02序号位地址定义数据描述10000HDI1第一路开关量输入：0短接或合，1开路或无信号20001HDI2第二路开关量输入注：开关量输入位值为“0”表示输入短接即合状态，为“1”表示开路或无信号；表3:输入寄存器,功能码04，RD 序号寄存器地址定义数据说明数据类型与计算 说明10000HUaA相相电压无符号数，010000对应0满量程实际值=DATA/10000*U0*Ur，单位V20001HUbB相相电压30002HUcC相相电压40003HUlna

16、vg平均相电压50004HUabAB线电压无符号数实际值=DATA/10000*U0*Ur单位V60005HUbcBC线电压70006HUcaCA线电压80007HUllavg平均线电压90008HIaA相电流无符号数实际值=DATA/10000*I0*Ir单位A100009HIbB相电流11000AHIcC相电流12000BHIavg平均电流13000CHPaA相有功功率补码格式有符号数实际值= DATA/10000*U0*Ur*I0*Ir单位W14000DHPbB相有功功率15000EHPcC相有功功率16000FHPsum总有功功率补码格式有符号数 ;单位W实际值=DATA/10000*

17、3*U0*Ur*I0*Ir170010HQaA相无功功率补码格式有符号数实际值= DATA/10000*U0*Ur*I0*Ir单位Var180011HQbB相无功功率190012HQcC相无功功率200013HQsum总无功功率补码格式有符号数; 单位Var实际值=DATA/10000*3*U0*Ur*I0*Ir210014HSaA相视在功率无符号数实际值= DATA/10000*U0*Ur*I0*Ir单位VA220015HSbB相视在功率230016HScC相视在功率240017HSsum总视在功率无符号数; 单位VA实际值=DATA/10000*3*U0*Ur*I0*Ir250018HPF

18、aA相功率因数补码格式有符号数实际值=DATA/10000260019HPFbB相功率因数27001AHPFcC相功率因数28001BHPF总功率因数补码格式有符号数实际值=DATA/1000029001CHFR频率无符号数；实际值=DATA/100，单位Hz； 30001DHTemp模块内部温度补码格式有符号数；实际值=DATA/10，单位；注：温度值只作参考，不做实际应用31001EH保留46002DHDIDI输入状态低2位为开关量输入状态 : BIT10对应DI10 注：U0-电压量程，Ur-电压变比，I0-电流量程，Ir-电流变比；注2：此表电量数据可用03功能码读取，读寄存器地址需+

19、80H偏移地址; 表4: 保持寄存器定义,功能码03/06/10H 序号寄存器地址定义数据描述10000HMod设备型号20001HVer版本等信息30002HU0量程1，电压量程；1对应1V40003HI0量程2，电流量程；1对应1A50004H保留以上部分为只读，以下部分可读写90008H保留12000BHADDR设备地址; 1247；0为广播地址；13000CHCOM1串口1设置高字节8位保留；低字节的最高2位为数据格式位，为“00”表示为10位数据即“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

20、11位，无校验，2停止位，即“n,8,2”; 低字节的低4位为波特率：0308表示120038400BPS；默认值6为9600bps。14000DHCOM2保留15000EH保留170010HUr电压变比; 12000 默认值1;配置时，U0*Ur应不超过200 000；180011HIr电流变比; 12000 默认值1; 配置时，I0*Ir应不超过20 000；190012HUIjxBIT15 为MC1脚电能脉冲输出设置位，=0为有功输出，=1为对应无功电能输出；电压电流接线方式：Bit0、Bit1、Bit2分别表示ABC相的电流穿心方向,0为正向，1为反向200013HTs低8位为实时数据

21、更新周期：50mS1000mS，对应参数值为5100，默认值60，0.6S/次；1对应为10mS210014HDO1-PULDO1路开关量输出模式控制，BIT15=1为脉冲输出方式，=0为电平方式；低8位为脉冲宽度时间:1250对应0.125.0秒；默认值10220015HDO2-PULDO2路开关量输出模式控制，定义同上DO1;230016H保留250018HAuto-TE自动上传使能设置： Bit14=1，允许设备启停机报警自动上传，Bit14=0,禁止自动上传；Bit13=1，报警判断参数为电流，Bit13=0，报警判断参数为有功功率；Bit1,0为DI2,DI1开关量变位自动上传控制;

22、260019H保留27001AH低8位：报警数据延时时间，即数据取平均值的周期，值为1200对应1200秒；28001BH报警上限，10000对应满量程参数的100%；参数高于上限则启动一次报警29001CH报警下限，10000对应满量程参数的100%；参数低于下限则启动一次报警表5: 计数器 保持寄存器定义,功能码03/06/10H序号寄存器地址定义数据描述490030HDI1_CntH第1路开关量32位计数器高16位500031HDI1_CntL第1路开关量32位计数器低16位510032HDI2_CntH第2路开关量32位计数器高16位520033HDI2_CntL第2路开关量32位计数

23、器低16位表6: 电量 保持寄存器定义,功能码03/06/10H寄存器地址定义数据描述0040HEp+H正向总有功电度32位计数器高16位0041HEp+L正向总有功电度32位计数器低16位0042HEp-H反向总有功电度高16位0043HEp-L反向总有功电度低16位0044HEq+H感性总无功电度高16位0045HEq+L感性总无功电度低16位0046HEq-H容性总无功电度高16位0047HEq-L容性总无功电度低16位0048HEp_totalH绝对值和有功电度高16位0049HEp_totalL绝对值和有功电度低16位004AHEp_netH净有功电度高16位004BHEp_netL

24、净有功电度低16位004CHEq_totalH绝对值和无功电度高16位004DHEq_totalL绝对值和无功电度低16位004EHEq_netH净无功电度高16位004FHEq_netL净无功电度低16位分相有无功电度，A、B、C单相有功无功电量计量0058HEpa+HA相正向有功电度32位计数器高16位0059HEpa+LA相正向有功电度低16位005AHEpa-HA相反向有功电度高16位005BHEpa-LA相反向有功电度低16位005CHEqa+HA相感性无功电度高16位005DHEqa+LA相感性无功电度低16位005EHEqa-HA相容性无功电度高16位005FHEqa-LA相容性

25、无功电度低16位0060HEpb+HB相正向有功电度高16位0061HEpb+LB相正向有功电度低16位0062HEpb-HB相反向有功电度高16位0063HEpb-LB相反向有功电度低16位0064HEqb+HB相感性无功电度高16位0065HEqb+LB相感性无功电度低16位0066HEqb-HB相容性无功电度高16位0067HEqb-LB相容性无功电度低16位0068HEpc+HC相正向有功电度高16位0069HEpc+LC相正向有功电度低16位006AHEpc-HC相反向有功电度高16位006BHEpc-LC相反向有功电度低16位006CHEqc+HC相感性无功电度高16位006DHE

26、qc+LC相感性无功电度低16位006EHEqc-HC相容性无功电度高16位006FHEqc-LC相容性无功电度低16位电能计算：实际电度数=读取数据电压量程电压变比电流量程电流变比/12000 000度； 如100V/5A量程的表计算出电度=读取数据*100*电压变比*5*电流变比/12000000脉冲电量计算如100V/5A量程的表计算出的计数脉冲当量为1/24000，即1度电则输出为24000个计数值，实际电度=读数值/24000 度；四、通讯规约本产品采用开放式的MODBUSRTU通讯规约，详细规约请参考相关文件；MODBUSRTU通讯规约示例:4.1、功能码04H(0x04)：读输入

27、寄存器起始地址: 0000H0057H, 0200H05FFH 超过范围命令无效数据长度: 0001H003CH, 最多可一次读取60个连续寄存器起始地址+数据长度:10058H, 0201H0600H 超过范围命令无效说明： 读取的是16位数据，高位在前，低位在后。例: 命令： 01 04 00 00 00 01 CRC 8字节 ADDR 功能 开始地址 寄存器个数 CRC校验 响应： 01 04 02 00 10 CRC 7字节 ADDR 功能 字节计数 寄存器数据 CRC校验4.2、功能码03H(0x03): 读保持寄存器起始地址: 0000H007FH, 超过范围命令无效数据长度: 0

28、001H003CH, 最多可一次读取60个连续寄存器起始地址+数据长度:10080H, 超过范围命令无效说明： 读取的是16位数据，高位在前，低位在后。例: 命令： 01 03 00 00 00 01 CRC 8字节 ADDR 功能 开始地址 寄存器个数 CRC校验 响应： 01 03 02 00 10 CRC ADDR 功能 字节计数 寄存器数据 CRC校验4.3、功能码06H(0x06): 预置单寄存器起始地址: 0008H002FH, 超过范围命令无效寄存器数量:可一次设置1个寄存器例：主机发送：01 06 000B 0001 CRC 地址 功能码 起始地址 写寄存器数据 CRC校验从机

29、响应： 与主机发送的数据完全相同4.4、功能码10H（0x10）：预置多路寄存器 起始地址: 0008H006FH, 超过范围命令无效寄存器数量:0001H0032H, 最多可一次写入50个连续寄存器起始地址+写寄存器数量 :0009H0070H,超过范围命令无效例：主机要把0001、0006 保存到地址为000B、000C 的从机寄存器中去（从机地址码为01）。主机发送： 01 10 000B 0002 04 0001 0006 63DE 地址 功能码 起始地址 写寄存器数量 字节数 保存数据1 2 CRC从机响应： 01 10 000B 0002 CRC 地址 功能码 起始地址 写寄存器数

30、量 CRC校验4.5、功能码01H(0x01)：读1路或多路开关量输出状态起始位： 为07； 开关量个数：为18； 超过范围命令无效起始位开关量个数 ：18；超过范围命令无效例：主机要读取地址为01，输出开关量第0,1路的共2路输出状态主机发送：01 01 0000 0002 CRC 地址 功能码 起始位 读开关量个数 CRC码从机响应：01 01 01 02 CRC 地址 功能码 数据长度 OUT状态数据 CRC码4.6、功能码02H(0x02)：读1路或多路开关量输入状态起始位： 为07； 开关量个数：为18； 超过范围命令无效起始位开关量个数 ：18；超过范围命令无效例：主机要读取地址为

31、01，开关量DI0,DI1的输入状态主机发送：01 02 0000 0002 CRC 地址 功能码 起始位 读开关量个数 CRC码从机响应：01 02 01 02 CRC 地址 功能码 数据长度 DI状态数据 CRC码4.7、功能码05H(0x05)：写1路开关量输出（遥控）FF00为输出开关量为1，即控制继电器合；0000为输出开关量为0，即控制继电器分。例：主机要控制地址为01，第1路开关量DO1（或继电器）合主机发送： 01 05 0001 FF00 CRC 地址 功能码 输出Bit位地址 控制命令 CRC码从机响应：与主机发送的报文格式及数据内容完全相同4.8、功能码0FH(0x0F)

32、：写多路开关量输出（遥控）相应位置1则为输出开关量为1，即控制继电器合；相应位置0则为输出开关量为0，即控制继电器分。起始位地址: 0000H0007H, 超过范围命令无效输出数量: 0001H0008H,起始位地址+输出数量:108H, 超过范围命令无效例：主机要控制地址为01，第0路继电器闭合，第1路继电器断开。主机发送： 01 0F 0000 0002 01 01 1F 57 地址 功能码 起始位地址 输出数量 字节计数 输出数据 CRC码从机响应： 01 0F 0000 0002 D4 0A 地址 功能码 起始位地址 输出数量 CRC码4.9、越限报警数据自动上传：1)自动上传允许控制

33、：需设置控制寄存器EN_BJ的相应位值，设置为1表示允许自动上传，为0则表示禁止自动上传；2) 越限报警与开关量变位 自动上传 ：将输入寄存器的002DH002FH 3个寄存器连续自动上传3次；例：从机发送： 01 66 00 2D 06 (DATA-6字节) CRC 地址 功能码 起始地址 上传字节数 寄存器数据 CRC码功能码：扩展为66H，表示为报警自动上传数据；DATA定义: 见表3输入寄存器的002DH002FH 3个寄存器定义；五、选型及订购5.1 HC-33B 产品型谱表型号说明HC-产品系列3数字信号输出系列综合电量模块/电量表输入类型1单相电量采集3三相电量采集外形代号AA外

34、形，10Pin端子接线；118*36*59BB外形，24Pin端子接线；118*72*42(59)CC外形，36Pin端子接线；118*107*59功能型号0基本型（代号省略不写）1LCD液晶显示型，导轨式电表电源D直流1030V供电S直流3672V供电A通讯接口1RS-485接口选配功能00：无量程-电压量程、电流量程如：-100V-5A选型示例：HC-33B-D1-260V-5A说明：表示为电压量程260V、电流量程5A、直流1030V供电、RS-485接口 的B型三相智能电量采集模块。5.2 订购为方便订货、避免差错和不必要的麻烦，让我们更好地为您服务，在订货前希望您能够提供如下信息：

35、工作电源： DC+1030V DC+3672V 通讯接口： RS-485 额定交流电压： 100V 260V 450V 其他 额定交流电流： 5A 1A 外配精密互感器 其他 5.3 注意事项1) 注意产品标签上的辅助电源信息，产品的辅助电源等级和极性不可接错，否则有可能损坏产品。2) 请根据产品规格型号，参照图示正确接线。接线前要确保断开所有信号源及电源，避免发生危险及损坏设备。检查确认接线无误后，再接通电源测试。3) 电压回路或PT的二次回路不可短路。4) 在CT一次侧有电流时，CT的二次回路严禁开路；严禁带电接线或拔下端子；5) 产品在有强电磁干扰的环境中使用时，请注意输入输出信号线的屏蔽。6) 集中安装时，最小安装间隔不应小于10mm。7) 当模块的输入、输出馈线暴露于室外恶劣气候环境之中时，应注意采取防雷措施。8) 请勿损坏或修改产品的标签、标志，请勿拆卸或改装产品，否则本公司将不再对该产品提供“三包”（包换、包退、包修）服务。 Tel/Fax：0519-89194069 第9 页/ 共9页