程控电源接口协议基本概述

程控电源接口协议基本概述特殊应用1. 电流并联输出当用户需要大电流输出时候，我们装置提供电流并联输出功能，并联可以是两相也可以是三相。电流并联输出的A,B,C相的频率必须一样，输出值为三相电流的向量之和。如果三相输出时相位一样或相差180度，那么在负载上的电流为三相电流的代数和。倍流输出原理图2. 多频输出有些用户需要两个以上的频率可以同时输出(譬如继电保护的检同期装置)。此时我们装置的A相和C相可以同时输出两种频率。3. 直接线电压输出HT3050的电压输出可以不接零线Un，比如在Ua、Ub中间直接带一个负载RL，那么RL上面的电压为Ua、Ub输出的向量和。举例如下：Ua=57.7VUb=57.7VR=1000假设如上图所示有一个R1000欧姆的负载电阻接在Ua和Ub之间，Ua和Ub输出为57.7V，Ua相位为0度，Ub为240度。则其向量关系如上图所示。所以R上的功率P(UabUab)/RUab=Ua-Ub=100VR=1000欧P=100100/100010W实际输出Ua、Ub之间的夹角可以是任意角度，Ua、Ub的电压也可以不对称，但是HT3050不提供这类输出情况下的功率计算。注意：线电压之间一定要有负载，严禁线电压直接短路。八、保修华天电力对HT3050提供终身维修服务，免费保修期为 1年，超过保修期后适当收取维修成本费。九、程控电源接口协议说明1. 协议总体架构1.1适用范围本协议规定了数据采集和控制单元（以下简称数据单元）与通信单元之间进行数据传输的帧格式、链路层传输规则、应用数据结构、应用功能和报文格式。本协议在通信信道方面适用于点对点，一点对多点的通信方式，适用于通信单元对数据单元执行主从问答方式以及数据单元主动上传方式的通信。本协议适用RS232异步通信方式，波特率38400bps，8位数据，1个停止位，无效验。1.2帧格式位置报 文备 注0起始字符（0x68）帧头1长度Len2长度Len3起始字符（0x68）4地址域5命令域6数据域Len-2校验和CSLen-1结束字符（0x16）帧尾1.3帧格式说明帧头:0x68帧尾:0x16长度两个重复的长度Len必须完全一致，否则，此帧为无效帧；长度Len是从帧头到帧尾（包括帧头和帧尾）的字节数的总和；长度Len不能大于255字节。地址域接收方设备的地址。通信单元地址编号为0x80；数据单元地址编号可以是0到0x7F的任意一个，对于多个数据单元则编号不得重复。命令域=0x91: 高精度读=0x92: 高精度写=0x03: 启动（源输出）=0x04: 停止 (源停止)=0x05：告警 (由数据单元主动上报) =0x11 幅度校准=0x12 相位校准= 0X14 模块信息读= 0X15 模块信息写=0X16 谐波读=0X17 谐波写=0X18 谐波启动=0X19 谐波停止=0X26 超集谐波读=0X27 超集谐波写=0X28 超集谐波启动=0X29 超集谐波停止=0X36 超集谐波读=0X37 超集超集谐波写=0X38 超集超集谐波启动=0X39 超集超集谐波停止=0x20 厂家信息=0x21 设备加密=0x22 读设备ID=0x10：确认回答=0x80: 否定回答=0x55: 软件下载1.3.6 数据域数据1标识第一个数据数据标识定义见附录A数据1低字节数据1高字节数据2标识第二个数据数据2低字节数据2高字节.数据n标识第n个数据数据n低字节数据n高字节1.3.7 校验和 从地址域（包括地址域）到数据域最后一个字节之间的所有数据的8位累加和(模256)。2. 报文应用及数据结构2.1 高精度读下行帧格式（现在只有一个DSP模块 接收设备地址位0）位置报 文备 注00x68帧头1Len2Len30x6840接收设备地址：050x91高精度读命令60 A相电压幅度 （要招测的数据标识）70保留四个字节8090100112A相电压相位（要招测的数据标识）120保留四个字节13014015016（其他要招测的数据标识）Len-2CheckSum校验和Len-10x16帧尾上行正确应答帧位置报 文备 注00x68帧头1Len2Len30x6840x8050x91读命令61A相电压幅度70220.00V(单浮点格式)809921067112A相电压相位12045.00度(单浮点格式)13014521566Len-2CheckSum校验和Len-10x16帧尾单位：电压V,电流A,频率Hz,相位,0（度）上行否定应答帧：位置报文备 注00x68帧头182830x6840x8050x80否定命令60x0校验和70x16帧尾 2.2 高精度写下行帧格式：位置报 文备 注00x68帧头1Len2Len30x684050x92写命令61A相电压幅度70220.00V(单浮点格式)809921067112A相电压相位12045.00度(单浮点格式)13014521566Len-2CheckSum校验和Len-10x16帧尾单位：电压V,电流A,频率Hz,相位,0（度）上行正确应答帧：位置报文备 注00x68帧头182830x6840x8050x10确认命令60x90校验和70x16帧尾上行否定应答帧：位置报文备 注00x68帧头182830x6840x8050x80否定命令60x0校验和70x16帧尾2.3启动 下行帧格式：位置报 文备 注00x68帧头1Len2Len30x684053启动命令624A相交流电压711启动80Len-2CheckSum校验和Len-10x16帧尾 上行帧格式：确认帧(参照写命令)否定帧(参照写命令)2.4停止下行帧格式(参照启动命令)上行帧格式(参照启动命令)2.5告警（采用主动上报方式）上行帧格式：位置报 文备 注00x68帧头1Len2Len30x6840x8050x05告警命令617A相交流电压711:过载0:正常80Len-2CheckSum校验和Len-10x16帧尾下行帧格式：确认帧参照启动命令）否定帧参照启动命令）2.6谐波读下行帧格式：（现在只有一个DSP模块 接收设备地址位0）位置报 文备 注00x68帧头1Len2Len30x6840接收设备地址：050x16谐波读命令6CheckSum校验和70x16帧尾上行正确应答帧：位置报 文备 注00x68帧头1LenL注意这里的长度扩展为16Bit2LenH30x6840x8050x16读命令6Ua基波分量L默认为:0x4000也就就是100%7Ua基波分量H8Ua二次谐波含有率L(HR2)0x4000代表1009Ua 二次谐波含有率H(HR2)Ua 21谐波含有率H(HR2)Ua 21谐波含有率H(HR2)Ub基波分量L默认为:0x4000也就就是100%Ub基波分量HUb二次谐波含有率L(HR2)0x4000代表100Ub二次谐波含有率H(HR2)Ua 22谐波含有率H(HR2)Ua 22谐波含有率H(HR2)Ic基波分量L默认为:0x4000也就就是100%Ic基波分量HIc二次谐波含有率L(HR2)0x4000代表100Ic二次谐波含有率H(HR2)Ic 22谐波含有率H(HR2)Ic 22谐波含有率H(HR2)Len-2CheckSum校验和Len-10x16帧尾上行帧格式：确认帧(参照写命令)否定帧(参照写命令)2.7谐波写下行帧格式：位置报 文备 注00x68帧头1LenL注意这里的长度扩展为16Bit2LenH30x6840x8050x17写命令6Ua基波分量L默认为:0x4000也就就是100%7Ua基波分量H8Ua二次谐波含有率L(HR2)0x4000代表1009Ua 二次谐波含有率H(HR2)Ua 22谐波含有率H(HR2)Ua 22谐波含有率H(HR2)Ub基波分量L默认为:0x4000也就就是100%Ub基波分量HUb二次谐波含有率L(HR2)0x4000代表100Ub二次谐波含有率H(HR2)Ua 22谐波含有率H(HR2)Ua 22谐波含有率H(HR2)Ic基波分量L默认为:0x4000也就就是100%Ic基波分量HIc二次谐波含有率L(HR2)0x4000代表100Ic二次谐波含有率H(HR2)Ic 22谐波含有率H(HR2)Ic 22谐波含有率H(HR2)Len-2CheckSum校验和Len-10x16帧尾2.8谐波启动下行帧格式：位置报 文备 注00x68帧头1Len2Len30x684050x18启动命令6Ua=0x55启动。其他值不变7Ub8Ub9Ia10Ib11IcLen-2CheckSum校验和Len-10x16帧尾 上行帧格式： 确认帧(参照写命令) 否定帧(参照写命令)2.9谐波停止下行帧格式：位置报 文备 注00x68帧头1Len2Len30x684050x19停止命令6Ua=0xAA停止。其他值不变7Ub8Ub9Ia10Ib11IcLen-2CheckSum校验和Len-10x16帧尾 上行帧格式：确认帧(参照写命令)否定帧(参照写命令)2.10告警解除下行帧格式：位置报 文备 注00x68帧头1Len82Len830x6840x0050x25告警解除6CheckSum校验和70x16帧尾上行帧格式： 确认帧参照启动命令） 否定帧参照启动命令）说明当装置振荡告警时候发出告警解除命令，恢复功率放大器供电。2.11读设备ID=0x22 设备ID：位置报 文备 注00x680x681Len72Len730x680x684050x22读设备ID6CheckSum校验和70x16帧尾上行正确应答帧：位置报 文备 注00x680x681Len72Len730x680x684050x21读设备ID6ID号0设备编号低位(序号)7ID号1设备编号高位(月份)ID号2年号低位(0x06)ID号3年号高位(0x14)8ID号4公司代码低位9ID号5公司代码高位10ID号6保留11ID号7保留12CheckSum校验和130x16212 超集谐波读 参照谐波读命令，把谐波次数更改为129次213超集谐波写参照谐写读命令，把谐波次数更改为129次214 超集谐波启动 参照谐波启动215超集谐波停止参照谐波停止216超集谐波读 参照谐波读命令，把谐波次数更改为513次217超超集谐波写 参照谐波读命令，把谐波次数更改为513次218超超集谐波启动参照谐波启动219超超集谐波停止参照谐波停止4. 附录A:高精度读写数据项标识别数据标识名称读写含 义备 注1Ua_AR/WA相电压幅度浮点表示单位 V(伏)2Ua_R/WA相电压相位浮点表示单位 度3Ub_BR/WB相电压幅度浮点表示单位 V(伏)4Ub_R/WB相电压相位浮点表示单位 度5Uc_AR/WC相电压幅度浮点表示单位 V(伏)6Uc_R/WC相电压相位浮点表示单位 度7Ia_AR/WA相电流幅度浮点表示单位 A(安)8Ia_R/WA相电流相位浮点表示单位 度9Ib_BR/WB相电流幅度浮点表示单位 A(安)10Ib_R/WB相电流相位浮点表示单位 度11Ic_AR/WC相电流幅度浮点表示单位 A(安)12Ic_R/WC相电流相位浮点表示单位 度13VDC_AR/W直流电压幅度浮点表示单位 V(伏)14F_ABR/WA,B相频率浮点表示单位 Hz(赫兹)15F_CR/WC相频率浮点表示单位 Hz(赫兹)16F_NR/W保留一路17OuaR/WA相电压正常/过载DWORD表示1:过载；0:正常18OubR/WB相电压正常/过载DWORD表示1:过载；0:正常19OucR/WC相电压正常/过载DWORD表示1:过载；0:正常20OiaR/WA相电流正常/过载DWORD表示1:过载；0:正常21OibR/WB相电流正常/过载DWORD表示1:过载；0:正常22OicR/WC相电流正常/过载DWORD表示1:过载；0:正常23ODR/W直流电压正常/过载DWORD表示1:过载；0:正常24SuaR/WA相电压启动DWORD表示1:启动 0保持:25SubR/WB相电压启动DWORD表示1:启动；0: 保持26SucR/WC相电压启动DWORD表示1:启动；0: 保持27SiaR/WA相电流启动DWORD表示1:启动；0: 保持28SibR/WB相电流启动DWORD表示1:启动；0: 保持29SicR/WC相电流启动DWORD表示1:启动；0: 保持30SdcR/W直流电压启动DWORD表示1:启动；0: 保持31EuaR/WA相电压停止DWORD表示1:停止 0: 保持32EubR/WB相电压停止DWORD表示1:停止；0: 保持33EucR/WC相电压停止DWORD表示1:停止；0: 保持34EiaR/WA相电流停止DWORD表示1:停止；0: 保持35EibR/WB相电流启停止DWORD表示1:停止；0: 保持36EicR/WC相电流停止DWORD表示1:停止；0: 保持37EdcR/W直流电压停止DWORD表示1: 停止0: 保持38DuaR/WA相电压档位DWORD表示0:57.7V1:220V2:380V3:600V0x55:自动换档39DubR/WB相电压档位40DucR/WC相电压档位41DiaR/WA相电流档位DWORD表示0.1A1:5A2:10A3:20A0x55:自动换档42DibR/WB相电流档位43DicR/WC相电流档位44DdcR/W直流电压档位45WAYR/W接线方式DWORD表示1 单线3三相三线4=三相四线46P_ARA相有功功率浮点表示单位 kW47P_BRB相有功功率浮点表示单位 kW48P_CRC相有功功率浮点表示单位 kW49PR有功功率浮点表示单位 kW21Q_ARA相无功功率浮点表示单位 kvar51Q_BRB相无功功率浮点表示单位 kvar52Q_CRC相无功功率浮点表示单位 kvar53QR无功功率浮点表示单位 kvar54CosARA相功率因素浮点1。0 1。055CosBRB相功率因素浮点1。0 1。056CosCRC相功率因素浮点1。0 1。057CosR功率因素浮点1。0 1。058PhaseR相序DWORD0：逆时针1:顺时帧所有的的项目都用四个字节表示,其中档位和启动，停止，接线方式是DWORD类型其他的全部是浮点类型。 备注 ：1)读，写命令中实际上已经包含了启动和停止命令，不要通过写命令来启动和停止。读命令可以读出源的各相当前的输出状态。 在数据标识中对启动和停止项读出的是当前的状态。 1：源处于输出状态 0：源处于断开状态 2) 报文中的数据项全部都是十六进制格式,假如没有0x标识就是用十进制表示十六进制，而不是BCD码格式了。 3) 直流电压幅度(数据标识16)只有电压幅度没有相位和频率。应用举列：调节A相的电压和相位5. 附录B:S值计算方法 S值计算方法：其中：1一一依据采样次数计算（JJG307-1988附录4）：N=采样次数2一一依据取样间隔计算。（简易峰一峰值法）T=取样间隔，即计算一次稳定度时间。3一一JJG597一2005，依据取样间隔计算4一一JJG597一2005，依据取样间隔计算（1）算法1（JJG307一1988附录4）；N=采样次数（公式与597一89同）(%)式中：Po一一当COS等于给定值时调的起始功率Pm一一当COS=1时的计算功率Pi一一第i次测量的功率读数（i=1,2,3n）一一n次功率读数的平均值；n一一重复读取功率次数t一置信系数=2.58（2）算法2（简易峰-峰值法T=取样间隔，即计算一次稳定度时间，DL/T460-2005）r=100(%)式中：P一一功率最大值 P一一功率最小值Po一一功率平均值（3）算法3（JJG597-2005,测试时间至少2min，取样时间1S1.5S）：r（%）=（%）式中：P一一第I次测量的功率读数（i=1，2，3n）；一一n次功率读数的平均值；n一一测量次数。（4）算法4（JJG597-2005, 测试时间至少2min，取样时间1S1.5S）r=100(%)式中：P一一功率最大值P一一功率最小值Po一一功率平均值6. 附录C:校准原理HT3050系列功率源的长期稳定性是非常优秀的，出厂时已经使用高精度测量仪表进行精心校准了。如果经过长时间的运行发现精度有偏离，而如果用户对于精度的要求又非常苛刻的话那么可以对功率源进行软件校准，要校准功率源，用户必须要有高精度的测量仪表（0.02级以上），或者送到权威部门进行校准。如非必要，我们不建议用户自己进行校准，因为校准过程相对复杂，很容易因为操作错误而导致功率源输出不准。校准原理1. 幅度单折率校准原理设设定值为Set(t),输出值为Out(t),标准表的测量值为 Real(t)，原校准系数为 K1,现在校准系数为: K2则有： Out(t) = K1 * Set(t) K2 = Out(t) / Real(t)= Set(t) * K1 / Real(t); (1-2)如此经过反复多次的校准，最终 K1 = K2；2. 相位单折量校准原理设设定值为Set(t),输出值为Out(t),标准表的测量值为 Real(t)，原校准系数为 Q1,现在校准系数为: Q2,则有： Out(t) = Set(t+Q1) (2-1) Q2 = Out(t) / Real(t)； (2-2) = Set(t+Q1) / Real(t)； 如此经过反复多次的校准，最终 Q1 = Q23. 幅度多折率校准原理 YXY(t)X0X1X2X3X4XK1K2K3K4K5XiYi 多折率校准 设输出值为 Y(t) 设定值为X(t) 标准表的读数为R(t) 原校准系数为 Ki (i=1,17) 新计算校准系数为 NKi (i=1,17) 源输出时根据不同设定的段Xi,利用该设定段的Ki计算出每个设定段 Yi， 累加输出： 其中： n 为输出值Y(t)对应的最后的Ki。 当n=1时候公式可以简化为： 校准系数NKi;输出时根据不同的设定点输出Y(t)值，设校验点i=2;/当i=1时参照单折率校准：NKi = (Yi-Yi-1)/(Ri-Ri-1); (3-3) 假设上个Xi-1已经校验准确了，则有Ri-1 = Yi-1;把式 3-3重写 为 NKi = (Yi-Yi-1)/(Ri-Yi-1); (3-4) 把式3-1代入 式 3-4NKi = (Yi-Yi-1)/(Ri-Yi-1) 由式(3-5)可知NKi和所有的低于i的历史校准点有关，所以校准至少要进行两次以上，经过多次校准后 NKi = Ki；备注: Xi的值可以根据需要任意设定为任意值，比如 0.05%Un, 0.5%Un,5%Un, 10%Un, 20%Un, 30%Un, 40%Un, 50%Un, 60%Un, 70%Un,4、相位多折率校准原理 相位的多折率和单折率校准相差不多,只是不同的段使用不同的校准参数而已和其他的段无关。只要把单折率校准的分成很多段既可。i. 幅度校准方法幅度校准比较简单：首先要保证电脑与功率源已经连接上,打开校准软件如下图1-1所示：图7-1配制好通讯口和波特率。点击模块信息按钮:就进入模块信息界面,然后点击读模块信息,看到模块信息都是正确的配制,配制如下图1-2所示：说明电脑与功率源已经连接上，(注:一定要点读模块信息,否则不能完成校准)。图7-2因为校准必须针对源输出的每相和每个档位进行，而高档位的输出范围里面包含低档位的输出范围，所以要保证功率源处于手动换挡状态这样才能保证功率源的输出不会因为输出值超过本档位而自动切换到别的档位去。因此要先在标准输出里面将当前要校准的档位下发给功率源，使其处于手动换挡状态。如图7-3所示，假设是校准档位1，然后点击写命令，将档位状态写入下去，这样功率源即处于手动换挡状态。图7-3然后打开幅度校准窗口（图7-4）选择当前要校准的相和档位。将源按当前档位值的10、20、30等等依次输出并将仪表上测得的值依次填入实测值一栏，测完后点击“计算校准系数”，可以观察到“现校准系数”一栏发生了改变，最后点击“写校准系数”将校准系数写入功率源，观察到接收栏有正确应答帧“68 08 00 68 00 10 90 16” 后当前相和当前档位的幅值校准即完成了。在校准幅度时相位校准可以不用理会。 重复其它相和档位，直至校完所有的相和每相的所有档位。图7-4ii. 相位校准方法相位校准时必须取一个输出值作为参考点，然后所有的其它相都相对于那个参考点做校准，因为所有的测量仪器测相位都是以UA为基准，我们这里暂定于UA的第1档（100V）为基准点。点标准输出,进入如下界面,所有项相对与电压UA为100V校准，1、首先校第一档,选择同相位,控制输出的配制如图7-5所示： , 图7-5即：UA=100V,其他各项都是第一档的值. (先校第一档的UB)全部启动以后UB就从0V开始每次加10%开始往上升，一直升到140%(140V) 同时记录下每点的相位值，进入幅度校准界面如图7-6所示：在界面的右上角，档位下拉菜单上选“档位1”，下面的下拉框选“Ub_A”。 在幅度相位按钮处点2下，选择相位,在相位校准栏将刚才测的对应的实测值填入与其百分比相对应的实测值里面,然后“计算校准系数”再“写校准系数”。观察到接收栏有正确应答帧“68 08 00 68 00 10 90 16”后当前UB第一档的相位就校准完成了。 图7-62、然后校第二档的各项，同样针对UA的第一档100V点校准。配制除UA外所有输出为第二档的值，同相位，如图7-7所示：选择全部启动。然后UB就从0V，每次加10%开始往上升，一直升到120%(264V) 同时记录下每点的相位值，进入幅度校准界面：在界面的右上角，档位下拉菜单上选档位2，下面的那个菜单选UB_A， 在相位校准栏将刚才测的对应的实测值填入与其百分比相对应的实测值里面，然后计算校准系数，写校准系数。观察到接收栏有正确应答帧“68 08 00 68 00 10 90 16”后当前UB第二档的相位就校准完成了。UB的其它档位以及UC、IA、IB、IC的校准方法和UB一样,这里就不重复说明了。图7-73、Ua的档位间的校准。因为Ua的档位和档位之间可能有相位差，所以Ua的其它档位也必须针对Ua的第一档100V这个基准点进行校准，但是我们无法同时输出Ua的两个不同档位，因此我们只能另寻参照。因为我们前面已经把UA以外的其它相都相对于Ua第一档100V参考点校准了，所以我们认为它们的相位相对于Ua 100V点都是准的，因此我们可以使用他们来作为参考，在这里我们使用Ub的第一档100V点为参考。我们配制源输出为UA为第二档，Ub为第一档100V,UA,UB的相位都设为0。启动UA、UB，然后UA的幅值也是按每次10%的顺序从0V按照一次10升到264V，记录下每个点的相位，同样再次进入幅度校准界面，选择档位1，Ua_A，相位校准，然后将对应的相位值填入实测值里面(注:这里填的UA的相位值=0-表的测量值)。然后计算校准系数，写校准系数完成Ua的档位2的校准。4、Ua第一档的校准。Ua第一档的不同输出值之间可能也有相位差异，比如10V和100V的输出值，可能相位就不一样。这样我们就需要把Ua的第一档也相对于Ua第一档的100V点进行校准，同样我们无法使用Ua来校准Ua，所以我们仍然采用上面校准Ua的第二档的方法，即采用Ub第一档的100V为基准来校准Ua的第一档，方法和上面第三步一样。至此，我们完成了整个功率源的校准。