光伏汇流箱智能监测装置.doc

光伏汇流箱智能监测装置
一、 产品性能简介
 MH-PVJK2型光伏汇流箱智能监测装置是我公司最新开发的一款多功能、低功耗、全智能型汇流箱监测单元，在一个装置内集中了如下众多功能：
1、创新的“监测主机+多路智能电流传感器”模式，体积小，安装方便
2、监测主机直接使用光伏电源作为工作电源，并给智能电流传感器提供工作电源
3、智能电流传感器采用一体化封装，可靠性极高
4、智能电流传感器自带数据接口与监测主机连接
5、测量光伏电压
6、测量多路直流电流和多路总电流
7、测量多路直流功率和多路总功率
8、一路温度测量，用于测量箱内温度（可选）
9、两路干接点开关量输入，可分别监测防雷器和主开关的运行状态
10、隔离的RS485接口用于远程数据通信，支持MODBUS-RTU协议
11、红外数据端口可方便用于现场数据检查和参数设置
12、内置全方位保护报警功能，不但各项报警参数可编程设置，而且各报警
    功能可单独设置为关闭或启用，方便现场应用
MH-PVJK1型监测装置体积小、安装方便。智能传感器的间距为18mm标准间距，同小型断路器的宽度相同，方便接线。一体化多路直流传感器的使用不但提高了产品的可靠性，也减少了许多汇流箱内的连线 。使用此装置的汇流箱能做到更加整齐和漂亮，也更加安全。
 二、 型号说明
1、 监测装置主机型号：MH-PVJK2
2、 智能电流传感器选型：

三、 监测主机外型尺寸及端子定义图

•  端子定义表
端子名称 端子组功能 端子说明
PV+ 光伏高压输入 光伏高压正极
PV- 光伏高压负极
V+ 智能电流传感器连接端 连接智能传感器V+端子
V- 连接智能传感器V-端子
A 连接智能传感器A/TX端子
B 连接智能传感器B/RX端子
T1 温度 连接温度传感器一端
T2 连接温度传感器另一端
DI1 开关量1输入（干接点） 用于连接防雷器
DI2 开关量2输入（干接点） 用于连接断路器器
A 数据上传485接口 RS485 A
B RS485 B
GND RS485公共端
  接地端子 连接地线（良好接地）

四、智能电流传感器外型尺寸及端子定义图
 •  端子定义表
端子名称 端子组功能 端子说明
V+ 多路直流传感器连接端 连接监测主机V+端子
V- 连接监测主机V-端子
A/TX 连接监测主机A端子
B/RX 连接监测主机B端子
说明：左右两组端子是直通的，任接一边都可以

五、 监测主机技术参数
光伏电压输入 DC 300V ～ 1500V
电压测量范围 DC 300V ～ 1500V
电压测量精度 0.5级
温度测量范围 -40℃～ 100℃
温度测量精度 ±1℃
开关量输入 无源干接点输入
红外接口 38KHz调制、2米范围、15°偏角
正常工作温度 -30℃～70℃
外壳温升 底面：<10K    正面：<5K （环境温度70℃时）
极限存储温度 -40℃～85℃
正常工作湿度 5%～95%不结露
海拔高度 ≤4000米
安全隔离电压 光伏输入和次级之间    4400VAC  60秒
光伏输入和外壳地之间    4400VAC  60秒
数据上传接口和主电路之间：1500VAC 60秒
冲击耐压 12KV (1.2/50μS)
智能电流传感器接口
外供电源 电压：DC 5V
最大负载电流：200mA
数据上传接口 标准RS-485接口
地址：1-240可设置
波特率：2400bps、4800bps、9600bps可设置
           出厂设置为9600bps
 数据格式：10位无校验 （1,8,1.n） 
11位奇校验  (1,8,1.odd)
11位偶校验  (1,8,1,even) 可设置
           出厂设置为 11位偶校验              
           支持的节点数：128

六、多路直流传感器技术参数 
工作电源输入 DC 4.5-5.5V    电流<20mA
测量额定电流 DC 15A
测量电流范围 DC -5A ～ +15A
电流测量精度  0.5级
数据输出接口 RS-485    9600bps   8位无校验
数据通信协议 MODBUS  RTU
正常工作温度 -30℃～80℃
极限存储温度 -40℃～85℃
安全隔离电压 被测光伏导线与外壳地、接线端子间  5000VAC
过载能力 瞬间(<200ms)额定电流5倍不损坏

七、电流传感器连接说明
         MH-PVJK2监测主机的智能传感器接口可支持1-2个电流传感器，主机软件支持最多24路电流监测。如果连接一个电流传感器，电流传感器地址设为1；如果连接两个电流传感器，电流传感器地址分别要设为1和2；24通道的排序为先排地址为1的电流传感器序号，1号电流传感器规定为12路传感器，排序为1-12号；再接着排地址为2的电流传感器，序号13-24号。
两个电流传感器都是RS485总线制的，可以采用级联方式，传感器设计了左右两个相同的4线接口，可以很方便的级联。
 八、监测主机指示灯说明
监测主机上有四个指示灯，指示说明如下：
1、RUN   绿色   运行指示灯，主机通电运行正常，此灯闪动；当主机没有连接智能传感器时，此灯是常灭闪，如果连接好传感器并能正确从传感器读出数据，此灯是常亮闪；可凭此灯的闪动状况判别智能传感器是否连接好。
2、ALM   红色   报警指示灯，当启动了报警，有报警产生时，此灯亮。
3、TX    黄色   主机数据上传发送指示灯，当监测主机正确收到命令后，往后台发送数据时，此灯亮。
4、RX    黄色   只要RS485总线上有数据传输，此灯就会亮，可以凭RX灯的闪动情况来判断总线活动。
 九、监测主机MODBUS-RTU通信协议说明
        特别提示：本产品支持一次最多读取40个寄存器。
1、本装置串行通信完全遵循标准MODBUS-RTU协议规约，数据格式、硬件时序以及数据帧结构都完全符合MODBUS协议，只要利用我们的配置专用软件或红外手持机配置装置的地址、通信波特率和数据格式，就能进行快速无误的通信。
数据定义：  见寄存器数据对照表
例1、读485串行通信参数：
    命令：   01      03     00 41      00 01       CRC       
            地址   功能码   开始地址  寄存器个数  CRC校验
    响应： 01    03    02        02 02           CRC     
          地址 功能码 字节数     参数          CRC校验
     读出参数为0202H，表示测控装置波特率为9600 bps，数据格式为1,8,1偶校验

•  功能码03H：读寄存器，读测量数据和参数      
数据定义：  见寄存器数据对照表
例2、读第一路电流数据：
    命令：   01      03     01 08      00 01       CRC       8字节
            地址   功能码   开始地址   寄存器个数  CRC校验
    响应： 01    03    02       00 20     CRC      7字节
          地址 功能码 字节数   电流数据   CRC校验
     读出第一路电流数据为：0.32A (32/100)   

•  功能码10H：写寄存器
数据定义：见寄存器数据对照表。
   例5、预置报警参数(将1号测控装置过压报警阀值设为800V)
命令：  01   10      0042      0001       02      1f40        CRC
          地址  功能码  开始地址  寄存器数量 字节数   800.0V    CRC校验
   响应：  01     10        0042       0001         CRC
          地址   功能码   开始地址   寄存器数量    CRC校验

十、装置参数设定
   1、装置地址和串口设置是寄存器0040H、0041H，数据定义见附件数据表。
   2、通过对地址为 0060H的寄存器进行设置，可以选择启用或关闭各类报警。
   3、各项报警参数出厂时已经设为最佳值，一般不需要修改，特殊情况要
      修改的参见附件数据表。
   4、报警条件不满足后，装置会自动退出报警，如果不能马上撤除报警条件。
      而要取消报警输出，可以禁止对应的报警项目或禁止所有报警，报警条件
      撤除后再重新启用报警。
   5、通道设置寄存器是0048H-005FH共24个寄存器，不用的通道可以把相应的寄存器设置为0来关闭该通道，设置为关闭的通道计算平均值时不包括在内，也不会对该通道报警。
   6、电流异常报警主要用于监测电池板性能不良，当平均电流大于设定值时（默认值3A）,可以启动电流异常报警。报警规则为：当某一路电流低于平均值一半或高于平均值1.5倍并连续保持五分钟时，产生报警。

十一、使用注意事项
1、请确保接入的工作电源在规定的范围内。
2、 确保通信接口接入标准RS485网络,外接RS485网络线建议采用120欧屏蔽双绞线，要求所有屏蔽层都连接好并在适当的位置一点接地。
3、数据上传接口的G端子是通信电源地，一般不需要连接，干扰特别严重的地方可以用单独的线把每个节点连通，但千万不能用接了大地的屏蔽层连接这个端子，不良的接地会反而干扰通信。
4、监测主机上的接大地端子是雷击过电压泄放端子，请安装时一定连接好。
5、使用环境应无导电尘埃和无腐蚀金属及破坏绝缘的气体存在。
6、非专业人员请勿拆卸本产品。
7、如果连接装置的RS485网络线有室外部分，请做好网络线的防雷处理。

连带责任。

附件二
监控主机数据上传RS-485网络施工建议
在光伏电站现场，汇流箱监控装置监测到的数据必须通过信号线传输到后台，由于信号线的设计施工不规范，经常造成通信中断或时断时续；为保证数据传输稳定正常，给出如下信号线施工建议：
1、 信号线的选择
信号线建议使用特性阻抗120Ω的RVVP屏蔽双绞线，截面积选用0.75mm2以上，如果最远距离超过500米，建议截面积选用1mm2以上；信号线最好购买正规厂家的标准线，市面上一些杂牌的信号线由于材质差，直流电阻大，特性阻抗也没法保障。
2、 网络拓扑结结构
RS-485一般采用手牵手的总线拓扑结构，最好不要采用星型拓扑结构。如果因为现场走线原因要有分支线，那分支线既T头越短越好，一般不要超过30米。后台采集设备（通信管理机）应该位于网络的一端，不要置于中间形成主干的T型分布或多头分布。
3、 信号线的连接
信号线在网络施工过程中建议不在室外或箱外进行连接，手牵手的连接点建议选在汇流箱内的接线端处，连接点最好焊接后接入接线端子。特殊情况一定要在室外接头的，请一定要进行焊接连接，包括屏蔽层也要进行焊接连接，并做好绝缘和防水处理。
4、 屏蔽层的处理
信号线的屏蔽层主要用来抗干扰，光伏电站现场一般会在汇流箱内把屏蔽层连接并接入箱体的接地端，这种接法是错误的，正确的接法是在汇流箱内把屏蔽层进行手牵手焊接连接，但不能接入箱体接地端，整个网络屏蔽层连接好后，可选择在数据采集终端处将屏蔽层一点接地。
监控主机上有一个RS-485的GND端子，那是RS-485信号地端，千万不能将屏蔽层接入此连接端。

附件三
后台设备采集汇流箱智能监控装置数据注意事项
汇流箱智能监测装置要稳定可靠的把数据传到后台，除了规范的信号线施工外，网络调试和后台采集设备的调试也是必不可少的，在调试过程中需要注意如下注意事项：
1、 串行通信三要素
节点地址、波特率、数据格式是串行通信的三要素，有一个要素不对都不能进行通信，请确保后台采集设备与汇流箱监控装置串口设置一致。
2、 采集时序及命令间隔
后台采集设备在发送命令前，请保持发送状态1mS，以稳定总线状态；命令发送完后，也要保持发送高电平状态1mS，以保证总线不受干扰；之后，请尽快进入接收状态，以免汇流箱监控装置响应后同时占用总线造成不能通信。
两个采集命令之间的时间间隔非常重要，以波特率选用9600bps为例，如果一次采集24个寄存器数据，命令和返回的数据总字节数为 8+53=61B，按每字节传输时间1.2mS计算，传输时间就要73mS，加上间隔和汇流箱监控装置的命令响应时间，一次通信的总时间在200mS左右，为保证稳定可靠的传输，建议两次采集命令的间隔不能小于0.5S，最好设置为1S。    
3、 空载干扰
在开始调试前，先不启动后台采集设备，观察汇流箱监控装置的RX指示灯，如果常亮或有闪动，可判别此网络存在严重干扰，必须进行网络匹配调试和其他抗干扰测试。
4、 偏置电阻
汇流箱监控装置的数据上传接口内部设计了上下拉偏置电阻，阻值为47K,如果网络调试时要进行外置偏置电阻调试，请参考这个阻值计算。
5、 终端匹配电阻
在信号线的终端处，由于阻抗不连续，会产生信号反射，当反射信号大到一定的程度就会严重影响正常通信，解决的办法是在网络的两端加120Ω匹配电阻，以减小反射信号。一般通信距离大于100米就要加匹配电阻。值得注意的是，一些500米以上的网络不加匹配电阻调试时可能也能通信，但网络工作在不稳定状态，当外界条件发生变化时（如温度），就可能出现通信故障，建议通信距离较长时，一定要做好匹配电阻。
6、 接地
因为接地引起的通信不稳定也是经常发生的，主要是接地错误引起。要严格区分RS485信号地和大地，不能把连接了大地的屏蔽层接入RS485信号地接线端。