KS200 SF6微水密度在线监测系统
技术问题：转1001
主要功能：
（1）在线监测SF6气体湿度、密度与温度；
（2）在线监测气体泄漏与泄漏报警；
（3）可按预设值或用户给定值自动启动低压报警和闭锁装置
（4）预留RS-485/CAN总线通讯接口；
（5）通过后台软件自动绘制状态变化趋势图；
（6）可选大屏幕液晶显示器现场显示实时数据，具备屏幕保护和声控显示功能；
（7）手持遥控器设置报警与闭锁门限值和显示方式；
（8）全密封，抗干扰，适用于室外和低温环境；
产品特点：
（1）高精度与高可靠性
变送器采用了进口高稳定性传感器，传感器经变送器内部电路的修正、补偿，其输出线性度好，精度高；变送器外部结构也更适于高频电场环境下的测量，它与电路处理部分融为一体，以减少干扰耦合，提高电路*工作的稳定性和可靠性。
（2）实现在线监测监控和状态检修
该变送器可*挂线运行。其配备的RS-485通讯接口，可将监测数据实时上传至监控中心。当被测气体指标超标时，监测器将自动按事先设定的门限上传报警或闭锁信号至远方监控中心，或直接启动报警、闭锁装置。上位机软件可按设定的时间和频率，采样存储监测数据，并按需要将上述数据自动绘制成变化趋势图，供观察分析之用。
SF6气体综合在线监测技术的应用，可以实现断路器的状态监测，有利于及时掌握设备的运行状态，保障电力系统的安全稳定运行，使状态检修得以实现，减少检修费用和停电时间，从而提高管理水平。
变送器技术指标
测量参数
露点范围： -50…+20℃ Td/f
压力范围： 0…+10bar
温度范围： -40…+80℃
计算参数
转化为20 °C标准条件下的参数
微水值： 10…20000ppm
压力值(密度)：1 ...12 bar
SF6混合密度: 0 ...100 kg/m3
输出参数有: PPM20（20℃下微水）、P20（20℃下压力，密度）、T（℃）、Td（露点）、P（压力）、Tdatm（常压露点）、密度（㎏/m³）
精度
露点精度： ±3℃ Td
压力值(密度)精度：±0.1% FS
温度精度：±1℃
传感器响应时间:
露点传感器: 2S(20℃)
压力传感器: <0.5S(20℃)
工作环境
变送器工作温度：-40...+80℃
过载安全压力： 20 bar
相对湿度： 0~100RH%
被测气体： SF6,SF6/N2混合气
输出
通讯方式： RS485
通讯协议： ModBus RTU
传输速度： 9600bps
一般参数
工作电压: 18…36VDC
功 率: <3W
重 量：361g
防护等级： IP65
外壳材质：不锈钢
接头材质：不锈钢
电气接头：M12连接器
机械接口: M30*1.5
密封方式： O型圈（33*2.5mm）
漏气率： ≤10-9Pa·m3/s（氦气检测）
额定充气压力： 0.6MPa abs
安装三通
工程安装
本项目主要分为三个工程阶段进行：系统与SF6设备对接、系统电路连接、系统调试。
铺设电缆
当工控机、变送器和屏柜的安装位置确定后，将电缆线铺设到位。
1）屏柜：屏柜需要一路220VAC工作电源，布线时应该将220V电源引到屏柜（3×1电缆线）。屏柜与变送器之间需要布置一根4×0.5屏蔽电缆线（当变送器数量较多时，需要将变送器分为多个组，每组必须有一个变送器与屏柜通过4×0.5屏蔽电缆线连接）。
2）工控机及通信服务器：工控机与通信服务器安装与屏柜内。工控机与服务器通过网线连接。
3）变送器：变送器与屏柜通过4×0.5的电缆线连接。
变送器安装
1、需要的材料：
（1） 电缆:选择RVVP4*0.5规格的电缆。用冷压端子进行接线，如图1。
图1
（2） 波纹管：使用3/8＂规格的金属波纹管（护套管），连接方式如图 2
图2
（3） 需要的工具：扳手（根据自封阀接头尺寸选择）、压线剪、剥线剪、一字螺丝刀、绝缘胶带和无尘布。
图3
2、电气接线和波纹管安装
⑴电气接线：根据图4和表1进行接线。如果断路器/GIS设备是接地的，可不接第5根线（大地线）。
| 1 | 电源正极 （+24 VDC） |
| 2 | 电源负极（GND） |
| 3 | RS485A |
| 4 | RS485B |
| 5 | 屏蔽线，接大地（如高压设备与地相连，可不接） |
图4 M12连接器
表1 、接线表
⑵把电气接头打开，如图5所示。根据电气接头的接线孔标示进行接线。接完线后用绝缘胶带把电缆包扎好，这可以起到防止电缆在晃动时跟金属接头摩擦导致电缆脱皮造成短路，如图6所示。
图5
图6
⑶把电气接头和波纹波链接好，如图7所示。
图7
⑷后把电气接头拧到变送器的电气插座上，如图8所示 。
图8
3、三通的安装
⑴变送器和三通气室之间在出厂时已涂了紧固螺纹胶，防止在设备振动时发生变送器松动。并且已经检过漏。所以在安装时，不要去拧动变送器和三通气室连接的地方，标签所示。见图
图9
⑵不建议在O-ring密封圈上涂抹润滑硅脂，因为硅脂会吸水使得微水测量出现偏差。
用无尘布擦拭掉O-ring密封圈和自封阀公头上的灰尘。如图所示
图10
⑶把变送器朝下安装；母头对准公头，轻轻地推进去，使得公头穿过O-ring密封圈；然后再用手来拧接头，当手拧不动时换扳手把接头拧紧。如图所示
⑷把电气接头安装到变送器的电气插座上，如图所示 。
安装工控机及上位机软件
工控机安装在控制柜中（应该在控制柜中预留位置），并安装相关后台软件。
系统调试
系统全部安装完毕后，由技术人员对整个系统进行调试、设置。其中包括：通信测试，现场温度、湿度、密度等参数的校准
(1) 获取地址
获取(TX):
| 地址 | 功能码 | 起始寄存器地址 | 寄存器个数 | 校验码 | |||
| 1 Byte | 1 Byte | 2 Bytes | 2 Bytes | 2Bytes | |||
| 00 | 03 | 66 | 00 | 00 | 01 | L CRC | H CRC |
应答(RX):
| 地址 | 功能码 | 数据长度 | 地址 | 校验码 | ||
| 1 Byte | 1 Byte | 1 Byte | 2Bytes | 2Bytes | ||
| Address | 03 | 02 | H Addr | L Addr | L CRC | H CRC |
Error(RX):
| 地址 | 错误码 | 异常码 | 校验码 | |
| 1 Byte | 1 Byte | 1 Byte | 2Bytes | |
| Address | 83 | 01/02/03/04 | L CRC | H CRC |
异常码：
01：功能码错误
02：起始地址错误，或者起始地址加上寄存器数量超出范围
03：寄存器数量错误
04：读取寄存器错误
例：
TX：00 03 66 00 00 01 9B 53
RX：01 03 02 00 01 79 84
l 出厂时地址缺省值：0x01
(2) 设定地址
设定(TX):
| 旧地址 | 功能码 | 寄存器地址 | 新地址 | 校验码 | |||
| 1 Byte | 1 Byte | 2 Bytes | 2 Bytes | 2Bytes | |||
| Address | 06 | 66 | 00 | H | L | L CRC | H CRC |
应答(RX):
| 旧地址 | 功能码 | 寄存器地址 | 新地址 | 校验码 | |||
| 1 Byte | 1 Byte | 2 Bytes | 2 Bytes | 2Bytes | |||
| Address | 06 | 66 | 00 | H | L | L CRC | H CRC |
Error(RX):
| 地址 | 错误码 | 异常码 | 校验码 | |
| 1 Byte | 1 Byte | 1 Byte | 2Bytes | |
| Address | 86 | 01/02/03/04 | L CRC | H CRC |
异常码：
01：功能码错误
02：寄存器地址错误
03：寄存器数量错误
04：写入寄存器错误
例：
TX：01 06 66 00 00 02 16 83
RX：01 06 66 00 00 02 16 83
(3) 读取测量参数和计算参数
读取(TX):
| 地址 | 功能码 | 起始寄存器地址 | 寄存器个数 | 校验码 | |||
| 1 Byte | 1 Byte | 2 Bytes | 2 Bytes | 2Bytes | |||
| Address | 04 | 00 | 00 | 00 | 08 | L CRC | H CRC |
应答(RX):
| 地址 | 功能码 | 数据长度 | 数据 | |||||||||||
| 1 Byte | 1 Byte | 1 Byte | 8 *2 Bytes | |||||||||||
| Address | 04 | 10 | H 压力 | L 压力 | H 温度 | L 温度 | H 密度 | L 密度 | H P20 | L P20 | H 露点 | L 露点 | H PPM | L PPM |
| 数据 | 校验码 | ||||
| 8 *2 Bytes | 2Bytes | ||||
| H 对应大气压下的露点 | L 对应大气压下的露点 | H 对应 20℃下的PPM | L 对应 20℃下的PPM | L CRC | H CRC |
Error(RX):
| 地址 | 错误码 | 异常码 | 校验码 | |
| 1 Byte | 1 Byte | 1 Byte | 2Bytes | |
| Address | 84 | 01/02/03/04 | L CRC | H CRC |
异常码：
01：功能码错误
02：起始地址错误，或者起始地址加上寄存器数量超出范围
03：寄存器数量错误
04：读取输入寄存器错误
例：
TX：01 04 00 00 00 08 F1 CC
RX：01 04 10 04 01 07 26 02 7A 04 07 F8 2F 03 F5 F8 23 03 EF 2E 65
压力：0x0401
温度：0x0726
密度：0x027A
P20： 0x0407
露点： 0xF82F
PPM： 0x03F5
对应大气压下的露点： 0xF823
对应 20℃的PPM： 0x03EF
压力：
Pressure = ( Pressure High | Pressure Low ) / 1000 Bar
Pressure High = 0x04
Pressure Low = 0x01
Pressure = 0x0401 / 1000 = 1.025 Bar
若使用单位为MPa时,
Pressure = 0x0401 / 10000 = 0.1025 MPa
温度：
若( Temperature High | Temperature Low ) <= 0x7FFF,
Temperature = ( Temperature High | Temperature Low ) / 100 ℃
反之,
Temperature = ( Temperature High | Temperature Low – 0xFFFF ) / 100 ℃
Temperature High = 0x07
Temperature Low = 0x26
Temperature = 0x0726 / 100 = 18.30 ℃
密度：
Density = ( Density High | Density Low ) / 100 ㎏/m³
Density High = 0x02
Density Low = 0x7A
Density = 0x027A / 100 = 6.34 ㎏/m³
对应20℃下的压力：
P20 = ( P20 High | P20 Low ) / 1000 Bar
P20 High = 0x04
P20 Low = 0x07
P20 = 0x0407 / 1000 = 1.031 Bar
若使用单位为MPa时,
P20 = 0x0407 / 10000 = 0.1031 MPa
露点：
若( Td High | Td Low ) <= 0x7FFF,
Td = ( Td High | Td Low ) / 100 ℃
反之,
Td = (Td High | Td Low – 0xFFFF ) / 100 ℃
Td High = 0xF8
Td Low = 0x2F
Td = ( 0xF82F – 0xFFFF) / 100 = -20.00 ℃
PPM：
PPM = PPM High | PPM Low
PPM High = 0x03
PPM Low = 0xF5
PPM = 0x03F5 = 1013
对应大气压下的露点：
若( Td(atm) High | Td(atm) Low ) <= 0x7FFF,
Td(atm) = ( Td(atm) High | Td(atm) Low ) / 100 ℃
反之,
Td(atm) = ( Td(atm) High | Td(atm) Low – 0xFFFF ) / 100 ℃
Td(atm) High = 0xF8
Td(atm) Low = 0x23
Td(atm) = ( 0xF823 – 0xFFFF ) / 100 = -20.12 ℃
对应 20℃下的PPM：
PPM20 = PPM20 High | PPM20 Low
PPM20 High = 0x03
PPM20 Low = 0xEF
PPM20 = 0x03EF = 1007
l 返回的温度, 露点，对应大气压下的露点为2字节有符号整数，压力，密度，对应20℃下的压力，PPM，对应 20℃下的PPM为2字节无符号整数。
l 压力和对应20℃下的压力用压力表示，若转换成相对压力，减去当地大气压。
