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發(fā)布日期:2022-10-09 點(diǎn)擊率:202
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1概述
三相工頻交流電參數(shù)的測量在電力系統(tǒng)、過程控制及各種機(jī)電一體化裝置中有著廣泛的應(yīng)用。而在傳統(tǒng)的微機(jī)化工頻交流電參數(shù)測量系統(tǒng)中,其交流電參數(shù)的采集是非常復(fù)雜的,它往往需要分別采集三相交流電壓、三相交流電流并經(jīng)過真有效值變換后才能送入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,然后由微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算以得到所需的電參數(shù)。這樣不僅系統(tǒng)復(fù)雜,可靠性低,而且還會使測量系統(tǒng)成本增加,因此限制了微機(jī)化三相工頻交流電參數(shù)采集系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。
EDA9033是萊蕪力創(chuàng)科技有限公司開發(fā)的智能型工頻交流電參數(shù)數(shù)據(jù)采集模塊,可用來測量三相三線制或三相四線制電路中的三相電流、三相電壓的真有效值、三相有功功率、三相無功功率、cosφ值和累計(jì)消耗的電能數(shù)。由于利用該模塊可一次獲得所需的絕大部分電參數(shù),因而可大大降低測試系統(tǒng)成本,方便現(xiàn)場布線并提高系統(tǒng)的可靠性。
2 EDA9003的性能特點(diǎn)
EDA9003的主要特點(diǎn)如下:
●采用電磁隔離和光電隔離技術(shù)使得電壓輸入、電流輸入及信號輸出三方完全隔離,從而保證了測控系統(tǒng)的安全。
●電壓量程(相電壓)在10V、20V、50V、75V、100V、150V、200V、250V、300V、400V、500V中任意選擇;
●電流量程可在1A、2A、3A、5A、10A、20A中任意選擇;
●工作頻率為三相交流50/60Hz;
●輸入信號每通道采樣速率為4kHz(交流采樣);
●輸入響應(yīng)時(shí)間(模塊內(nèi)數(shù)據(jù)更新率)為250ms(同步測量);
●隔離電壓為1000VDC;
●采用RS-485二線制輸出接口時(shí),具有+15kV的ESD保護(hù)功能;而采用RS-232三線制時(shí),具有±15kV的ESD保護(hù)能力;
●通訊速率(bps)可在1200、2400、4800、9600、19.2k中選擇;
●具有雙協(xié)議通訊功能,即同時(shí)具有ASCII碼格式和十六進(jìn)制格式通訊協(xié)議;
●當(dāng)指令為ASCII碼格式時(shí),與NuDAM、ADAM等模塊兼容,適合于微機(jī)編程接口;指令為十六進(jìn)制格式時(shí),適合于單片機(jī)編程接口;
●精度等級為0.2級;
●供電電源可在+5V±10%、+10~30V、AC60~265V中選擇;
●功耗小于0.5W;
●過載能力強(qiáng),可正確測量滿量程1.5倍的電壓或電流信號;
●工作溫度范圍為-20℃~+85℃;
●存貯條件為-40℃~+85℃(RH:5%~95%不結(jié)露);
●體積為122mm×69mm×73mm;
●安裝方式采用DIN導(dǎo)軌卡裝。
3 EDA9033模塊的引腳功能
EDA9033模塊的外形及引腳排列如圖1所示,各引腳說明如表1所列。
4 EDA9033模塊電路的應(yīng)用
4.1應(yīng)用電路
利用EDA9033模塊可在各種工業(yè)控制和電力系統(tǒng)中替代過去的電流、電壓、功率因數(shù)和電量變送器以及測量這些變送器輸出信號的模擬量輸入模塊,并可降低系統(tǒng)成本,方便現(xiàn)場布線,提高系統(tǒng)的可靠性,也可根據(jù)實(shí)際需要方便的構(gòu)成各種測控系統(tǒng)。
EDA9033模塊既可應(yīng)用于三相三線制電路,也可應(yīng)用于三相四線制電路中。EDA9033模塊應(yīng)用于三相三線交流電路的典型接法如圖2所示。當(dāng)其應(yīng)用于三相三線制電路時(shí),UGND端可不連接或接地,而當(dāng)其應(yīng)用于三相四線制電路時(shí),UGND端應(yīng)接中性線(接地)。另外EDA9033的輸入電壓Ua、Ub、Uc均為相電壓(每相對UGND端的電壓)。
應(yīng)當(dāng)說明的是:該電路中的電流輸入方向應(yīng)從“+”端輸入,每相的電流與電壓應(yīng)按圖2所示對應(yīng)接入,否則將可能導(dǎo)致錯誤的功率與累計(jì)電量。
在EDA9033的9腳作為“+VCC”時(shí),其輸入電壓范圍可達(dá)10~30V;但當(dāng)用戶未作要求時(shí),廠家則以+5V供貨。
當(dāng)模塊為交流電源供電時(shí),其19、20腳可作為AC電源輸入端;若電源由電壓測量線上提取,可將AC-接UGND,而將AC+接任一相電壓。當(dāng)模塊為圖1 EDA9033模塊的外形及引腳
4.2操作指令集
EDA9033可通過協(xié)議選擇端的懸空或接地來分別選擇采用ASCⅡ碼協(xié)議或是十六進(jìn)制LC-01協(xié)議。其中ASCⅡ碼協(xié)議適用于微機(jī)編程接口,十六進(jìn)制協(xié)議適用于單片機(jī)編程接口,表2是以LC-01協(xié)議為例給出的指令集。
EDA9033的數(shù)據(jù)格式為1位起始位0、8位數(shù)據(jù)位和1位停止位。
4.3模塊量程選擇
EDA9033的電壓量程為10~500V,電流量程為1~20A,同時(shí)該模塊可正確測量滿量程1.5倍的輸入值,超過滿量程1.5倍的輸入則不能正確測量,超過10倍的滿量程值將導(dǎo)致模塊損壞。根據(jù)這些特點(diǎn),選擇模塊量程時(shí)應(yīng)選擇與模塊標(biāo)稱電壓、電流值相近的模塊,并留有一定的裕量,同時(shí)量程也不能選擇過大,否則將使模塊的測量精度降低。
EDA9033模塊自身的電壓和電流測量范圍并不寬,因此,將該模塊應(yīng)用于高電壓、大電流的電力系統(tǒng)時(shí),應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)的主接線及二次接線形式另配相應(yīng)的測量用電壓互感器(PT)及電流互感器(CT),此時(shí)模塊電流量程通常選為5A,電壓量程選為100V,并根據(jù)二次線形式進(jìn)行接線,圖3給出了2種配接互感器的接線形式。由于EDA9033所測量的電壓為相電壓值,因此,對于380V線路,可選電壓量程為250V的模塊,660V線路則可選電壓量程為400V的模塊,220V線路可選電壓量程為150V的模塊,100V線路可選電壓量程為75V的模塊。
4.4模塊配置
EDA9033可通過RS-485局域控制網(wǎng)組網(wǎng)連接,RS-485最多允許32個(gè)EDA9033掛在同一總線上,但如采用RS-485中繼器,則可將多達(dá)256個(gè)模塊連到同一網(wǎng)絡(luò),且最大通信距離為1200m。在將EDA9033模塊安裝入網(wǎng)前,應(yīng)對其進(jìn)行配置,并首先應(yīng)將模塊的波特率與網(wǎng)絡(luò)的波特率設(shè)為一致,同時(shí)應(yīng)使各模塊的地址無沖突。
4.5數(shù)據(jù)采集
將模塊正確連接后,主機(jī)發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令即可使模塊將數(shù)據(jù)送回主機(jī)。EDA9033模塊內(nèi)的數(shù)據(jù)每250ms更新一次,其中電流、電壓值是250ms時(shí)間內(nèi)的真有效值,而電量則是從上電時(shí)開始累加,并在收到清除指令后清零,另外,掉電超過3秒也將清零。
4.6數(shù)據(jù)輸出
模塊數(shù)據(jù)以標(biāo)稱滿量程的百分?jǐn)?shù)形式輸出,數(shù)據(jù)格式為一位符號位(+或-)、5位數(shù)據(jù)位和一個(gè)小數(shù)點(diǎn),其轉(zhuǎn)換公式如下:
各線電壓的計(jì)算公式如下:
式中I0為標(biāo)稱電流量程,U0為標(biāo)稱電壓量程值。
5結(jié)束語
EDA9033智能三相電參數(shù)數(shù)據(jù)采集模塊是一種具有廣泛應(yīng)用前景的全數(shù)字化電參數(shù)采集模塊,該模塊的使用使計(jì)算機(jī)的三相交流電參數(shù)的數(shù)據(jù)采集變得十分容易,同時(shí)簡化了系統(tǒng),可靠性也得到了提高。因此,該模塊將在電力系統(tǒng)和工業(yè)自動化等領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。</
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