目录
- 文档版本与适用范围
- 产品概述与系统构成
- Modbus 通信参数
- 支持的功能码
- 功能码报文格式详解
- 寄存器完整地址映射
- 告警阀值与故障判断逻辑
- 远程控制操作说明
- 定时控制配置
- 特殊操作(恢复出厂、重启、远程升级)
- 通信示例与调试建议
- 已知局限与注意事项
一、文档版本与适用范围
| 版本 |
日期 |
说明 |
操作者 |
| V1.0 |
2022-04-20 |
整理归档,首次发布 |
方浩伟 |
| V1.1 |
2022-11-02 |
修改重合闸状态寄存器定义 |
方浩伟 |
| V1.2 |
2023-03-28 |
修改恢复出厂、重启、远程升级等寄存器 |
方浩伟 |
适用范围:安心智能技术股份有限公司 R3-C51 系列智能重合闸设备。本规约基于 Modbus RTU 协议,支持 0x03(读保持寄存器)和 0x06(写单个寄存器)两种功能码。适用于配电自动化、智能电网终端、光伏并网箱、基站配电等需要自动重合闸功能的场景。
适用对象:电力自动化集成商、配电柜厂商、光伏/储能系统集成工程师。照表调试、直接拼帧读写参数,省去翻原厂手册和电子档搜索时间。
二、产品概述与系统构成
R3-C51 智能重合闸是安心智能技术股份有限公司推出的智能化配电保护设备,具备以下核心功能:
- 电参量监测:实时读取 A 相电压值(0.1V 分辨率)
- 重合闸控制:支持手动/自动/远程三种模式的分合闸操作,具备 5 级循环自动重合闸
- 故障检测与告警:过压、欠压、过流、过功率、缺相、电压不平衡等多维故障判断,每个故障可独立配置”判断→分闸→锁死”三级策略
- 事件记录:最近一次故障的时间(年月日时分秒)和原因分类
- 定时控制:支持 8 组定时分合闸操作(阿德云专用定时功能)
- 硬件自诊断:计量芯片、EEPROM、时钟芯片故障状态实时查询
- 远程升级:通过 Modbus 寄存器实现固件远程更新(E 升级)
三、Modbus 通信参数
| 参数 |
值 |
说明 |
| 物理层 |
RS-485(两线制) |
A+/B- 差分信号 |
| 协议 |
Modbus RTU |
二进制帧,帧间间隔 ≥ 3.5 字符时间 |
| 从机地址 |
1 ~ 247(默认 1) |
0 为广播地址,仅可广播读取,不可广播配置 |
| 波特率 |
2400 / 4800 / 9600(默认 9600) |
寄存器 6001 可配置:0=2400, 1=4800, 2=9600, 3=9600 |
| 数据位 |
8 |
固定 |
| 停止位 |
1 |
固定 |
| 校验位 |
无校验 / 奇校验 / 偶校验(默认无校验) |
寄存器 6004 可配置:0=奇校验, 1=偶校验, 2=无校验 |
| CRC |
CRC-16(多项式 A001) |
低字节在前,高字节在后 |
注意:凡是包含 2 个字节的帧数据(CRC 除外),均是高字节在前、低字节在后。修改波特率或校验位后需重启设备生效。
四、支持的功能码
| 功能码 |
名称 |
作用 |
| 0x03 |
读保持寄存器 |
读取一个或多个保持寄存器的当前值 |
| 0x06 |
写单个寄存器 |
向单个保持寄存器写入参数配置或控制指令 |
异常响应:当功能码或寄存器非法时,设备返回异常帧,功能码最高位置 1(即 0x83 或 0x86),异常码如下:
| 异常码 |
名称 |
含义 |
| 01 |
非法功能码 |
请求帧的功能码未定义(如使用了 0x10 等功能码) |
| 02 |
非法寄存器 |
请求帧的寄存器地址未定义或超出范围 |
| 03 |
非法寄存器值 |
寄存器值或寄存器数量不符合定义的格式 |
五、功能码报文格式详解
5.1 读保持寄存器(0x03)
| 请求帧 |
响应帧(正常) |
| 帧格式 |
值/范围 |
字节数 |
示例 |
说明 |
帧格式 |
值/范围 |
字节数 |
示例 |
说明 |
| 地址码 |
0~247 |
1 |
01 |
从站 1 |
地址码 |
0~247 |
1 |
01 |
从站 1 |
| 功能码 |
0x03 |
1 |
03 |
读寄存器 |
功能码 |
0x03 |
1 |
03 |
读寄存器 |
| 起始地址(高) |
0~0xFF |
1 |
13 |
0x1388=5000 |
返回字节数 |
2×N |
1 |
04 |
2 个寄存器=4 字节 |
| 起始地址(低) |
0~0xFF |
1 |
88 |
分合闸状态 |
数据(高)第1寄存器 |
0~0xFF |
1 |
00 |
值高字节 |
| 寄存器数量(高) |
0~0x7D |
1 |
00 |
读1个 |
数据(低)第1寄存器 |
0~0xFF |
1 |
04 |
=手动合闸 |
| 寄存器数量(低) |
1~125 |
1 |
01 |
1 个寄存器 |
数据(高)第2寄存器 |
0~0xFF |
1 |
— |
— |
| CRC(低) |
— |
1 |
— |
计算 |
数据(低)第2寄存器 |
0~0xFF |
1 |
— |
— |
| CRC(高) |
— |
1 |
— |
计算 |
CRC(低+高) |
— |
2 |
— |
计算 |
示例:读从站 1 的分合闸状态(寄存器 0x1388,即 5000),读 1 个寄存器。
请求: 01 03 13 88 00 01 [CRC16]
响应: 01 03 02 00 04 [CRC16] → 00 04 = 手动合闸
5.2 写单个寄存器(0x06)
| 帧格式 |
值/范围 |
字节数 |
示例 |
说明 |
| 地址码 |
0~247 |
1 |
01 |
从站 1 |
| 功能码 |
0x06 |
1 |
06 |
写单个寄存器 |
| 寄存器地址(高) |
0~0xFF |
1 |
17 |
0x1770=6000 |
| 寄存器地址(低) |
0~0xFF |
1 |
70 |
通讯地址 |
| 寄存器值(高) |
0~0xFF |
1 |
00 |
高字节 |
| 寄存器值(低) |
0~0xFF |
1 |
05 |
新地址=5 |
| CRC(低+高) |
— |
2 |
— |
计算 |
说明:0x06 请求帧与正常响应帧内容完全一致,共 8 字节(含 CRC)。
示例:将从站地址从 1 改为 5。
请求: 01 06 17 70 00 05 [CRC16]
响应: 01 06 17 70 00 05 [CRC16] → 修改成功,下次上电新地址生效
5.3 异常响应帧
| 帧格式 |
值/范围 |
字节数 |
说明 |
| 地址码 |
0~247 |
1 |
从站地址 |
| 功能码 |
0x80 + 请求功能码 |
1 |
如请求 0x03 → 异常码 0x83 |
| 异常码 |
01 / 02 / 03 |
1 |
见上表异常码定义 |
| CRC(低+高) |
— |
2 |
计算 |
示例:读取不存在的寄存器地址 0x2000。
请求: 01 03 20 00 00 01 [CRC16]
响应: 01 83 02 [CRC16] → 功能码 0x83 表示 0x03 异常,异常码 02 = 非法寄存器
六、寄存器完整地址映射
6.1 电参量(只读,功能码 0x03)
| 16进制地址 |
十进制地址 |
数据项 |
读写 |
数值范围 |
类型 |
字节 |
单位 |
| 0x0004 |
4 |
A 相电压 V1 |
R |
0 ~ 65535 |
word |
2 |
0.1V |
6.2 重合闸状态(只读,功能码 0x03)
| 16进制地址 |
十进制地址 |
数据项 |
读写 |
数值范围与含义 |
类型 |
字节 |
单位 |
| 0x1388 |
5000 |
分合闸状态 |
R |
0=手动分闸, 1=指令分闸, 2=故障分闸, 3=掉电分闸, 4=手动合闸, 5=指令合闸, 6=自动合闸, 7=指令锁死(需解锁后才能合闸), 8=故障(初始化或设备故障), 9=机构挂锁, 10=定时分闸, 11=定时合闸, 14=干接点分闸, 15=干接点合闸, 16=手动模式分闸, 17=手动模式合闸 |
word |
2 |
— |
| 0x1389 |
5001 |
总分闸次数 |
R |
0 ~ 65535 |
word |
2 |
次 |
| 0x138A |
5002 |
总合闸次数 |
R |
0 ~ 65535 |
word |
2 |
次 |
| 0x138B |
5003 |
故障状态查询 |
R |
位映射(bit=1 有告警):bit0=A相过压, bit1=B相过压, bit2=C相过压, bit3=A相欠压, bit4=B相欠压, bit5=C相欠压, bit6=A相过流, bit7=B相过流, bit8=C相过流, bit9=A相过功率, bit10=B相过功率, bit11=C相过功率, bit12=A相缺相, bit13=B相缺相, bit14=C相缺相, bit15=电压不平衡 |
word |
2 |
— |
| 0x138E |
5006 |
短路告警 |
R |
0=无告警, 1=有告警(读取后自动清空) |
word |
2 |
— |
6.3 重合闸事件记录(只读,功能码 0x03)
| 16进制地址 |
十进制地址 |
数据项 |
读写 |
数值范围与含义 |
类型 |
字节 |
单位 |
| 0x14B4 |
5300 |
(上1次)故障时间:年月 |
R |
高字节=年(00~99),低字节=月(1~12) |
word |
2 |
年月 |
| 0x14B5 |
5301 |
(上1次)故障时间:日时 |
R |
高字节=日(1~31),低字节=时(0~23) |
word |
2 |
日时 |
| 0x14B6 |
5302 |
(上1次)故障时间:分秒 |
R |
高字节=分(0~59),低字节=秒(0~59) |
word |
2 |
分秒 |
| 0x14B7 |
5303 |
(上1次)故障原因 |
R |
0=过压(任一相过压), 1=欠压(三相全欠压), 2=过流(任一相过流), 3=过功率(任一相过功率), 4=缺相(单相表缺相即断电), 5=相间不平衡 |
word |
2 |
— |
6.4 基础配置(读写,功能码 0x03/0x06)
| 16进制地址 |
十进制地址 |
数据项 |
读写 |
数值范围 |
默认值 |
类型 |
字节 |
| 0x1770 |
6000 |
通讯地址 |
R/W |
1 ~ 247(0 是广播地址) |
1 |
word |
2 |
| 0x1771 |
6001 |
通讯波特率 |
R/W |
0=2400, 1=4800, 2=9600, 3=9600 |
2(9600) |
word |
2 |
| 0x1774 |
6004 |
校验位 |
R/W |
0=奇校验, 1=偶校验, 2=无校验 |
2(无校验) |
word |
2 |
6.5 时钟配置(读写,功能码 0x03/0x06)
| 16进制地址 |
十进制地址 |
数据项 |
读写 |
格式说明 |
类型 |
字节 |
| 0x17D4 |
6100 |
当前时间:年月 |
R/W |
高字节=年(00~99),低字节=月(1~12) |
word |
2 |
| 0x17D5 |
6101 |
当前时间:日时 |
R/W |
高字节=日(1~31),低字节=时(0~23) |
word |
2 |
| 0x17D6 |
6102 |
当前时间:分秒 |
R/W |
高字节=分(0~59),低字节=秒(0~59) |
word |
2 |
6.6 网络参数(读写,功能码 0x03/0x06)
| 16进制地址 |
十进制地址 |
数据项 |
读写 |
数值范围 |
默认值 |
类型 |
字节 |
| 0x1900 |
6400 |
资产管理编码 |
R/W |
客户自定义管控编码,低字节在前 |
— |
string |
22 |
| 0x190B |
640B |
客户编号 |
R/W |
寄存器预留 |
— |
string |
4 |
| 0x190D |
640D |
厂家代号 |
R/W |
寄存器预留 |
— |
string |
4 |
6.7 告警阀值(读写,功能码 0x03/0x06)
| 16进制地址 |
十进制地址 |
数据项 |
读写 |
数值范围/含义 |
默认值 |
类型 |
字节 |
单位 |
| 0x19C8 |
6600 |
过压故障配置 |
R/W |
bit0=判断使能, bit1=分闸使能, bit2=锁死使能 |
— |
word |
2 |
— |
| 0x19C9 |
6601 |
过压值 |
R/W |
1000 ~ 4500 |
2800 |
word |
2 |
0.1V |
| 0x19CA |
6602 |
过压恢复值 |
R/W |
1000 ~ 4500 |
2750 |
word |
2 |
0.1V |
| 0x19CB |
6603 |
过压判断时间 |
R/W |
5 ~ 600 |
60 |
word |
2 |
秒 |
| 0x19CC |
6604 |
过压恢复稳定时间 |
R/W |
5 ~ 600 |
60 |
word |
2 |
秒 |
| 0x19CD |
6605 |
欠压故障配置 |
R/W |
bit0=判断使能, bit1=分闸使能, bit2=锁死使能 |
— |
word |
2 |
— |
| 0x19CE |
6606 |
欠压值 |
R/W |
50 ~ 4000 |
1150 |
word |
2 |
0.1V |
| 0x19CF |
6607 |
欠压恢复值 |
R/W |
50 ~ 4000 |
1200 |
word |
2 |
0.1V |
| 0x19D0 |
6608 |
欠压判断时间 |
R/W |
5 ~ 600 |
60 |
word |
2 |
秒 |
| 0x19D1 |
6609 |
欠压恢复判断时间 |
R/W |
5 ~ 600 |
60 |
word |
2 |
秒 |
| 0x19D5 |
660D |
合闸后稳定判断时间 |
R/W |
5 ~ 600(满足时间后故障次数清零) |
60 |
word |
2 |
秒 |
6.8 自动重合闸循环间隔(读写,功能码 0x03/0x06)
| 16进制地址 |
十进制地址 |
数据项 |
读写 |
数值范围 |
默认值 |
类型 |
字节 |
单位 |
| 0x19D7 |
660F |
循环1:自动重合间隔时间 |
R/W |
60 ~ 3600 |
60 |
word |
2 |
秒 |
| 0x19D9 |
6611 |
循环2:自动重合间隔时间 |
R/W |
60 ~ 3600 |
90 |
word |
2 |
秒 |
| 0x19DB |
6613 |
循环3:自动重合间隔时间 |
R/W |
60 ~ 3600 |
1800 |
word |
2 |
秒 |
| 0x19DD |
6615 |
循环4:自动重合间隔时间 |
R/W |
60 ~ 3600 |
2700 |
word |
2 |
秒 |
| 0x19DF |
6617 |
循环5:自动重合间隔时间 |
R/W |
60 ~ 3600 |
3600 |
word |
2 |
秒 |
说明:5 级循环自动重合闸,故障分闸后按循环1→循环2→循环3→循环4→循环5 的间隔逐步递增自动重合。每次成功合闸并稳定(合闸后稳定判断时间满足)后,循环次数清零。
6.9 远程控制(功能码 0x03/0x06)
| 16进制地址 |
十进制地址 |
数据项 |
读写 |
数值范围与含义 |
默认值 |
类型 |
字节 |
| 0x1A91 |
6801 |
自动重合闸开关 |
R/W |
0=关闭, 1=使能 |
0 |
word |
2 |
| 0x1A92 |
6802 |
远程分合闸指令 |
W |
0x03=分闸锁死(锁写 0x23 清除锁死动作), 0x13=分闸不锁死, 0x23=分闸解锁, 0x33=合闸(同时清除自动合闸失败标志) |
— |
word |
2 |
6.10 硬件故障状态(只读,功能码 0x03)
| 16进制地址 |
十进制地址 |
数据项 |
读写 |
数值范围与含义 |
类型 |
字节 |
| 0x1AF4 |
6900 |
硬件故障状态 |
R |
bit0=计量芯片故障, bit1=板卡EEPROM故障, bit2=主板EEPROM故障, bit3=时钟芯片故障(bit=1 有故障) |
word |
2 |
6.11 定时控制配置(读写,功能码 0x03/0x06)
注意:此功能为阿德云专用定时,通用应用中谨慎使用。
| 16进制地址 |
十进制地址 |
数据项 |
读写 |
数值范围与含义 |
类型 |
字节 |
| 0x1B58 |
6D00 |
定时控制开关 |
R/W |
0=关闭, 1=使能 |
word |
2 |
| 0x1B59 ~ 0x1B60 |
6D01 ~ 6D08 |
定时操作时间 1~8 |
R/W |
高字节=时(0~23), 低字节=分(0~59) |
word |
2 |
| 0x1B61 ~ 0x1B68 |
6D09 ~ 6D10 |
定时操作 1~8 |
R/W |
0=无操作, 1=定时分闸, 2=定时合闸 |
word |
2 |
6.12 经纬度与设备型号(读写,功能码 0x03/0x06)
| 16进制地址 |
十进制地址 |
数据项 |
读写 |
说明 |
类型 |
字节 |
| 0x1B80 |
6E00 |
经度 |
R/W |
ASCII 字符,低字节在前。如 “123.56789” 占 9 字符 + 填充 |
string |
16 |
| 0x1B88 |
6E08 |
纬度 |
R/W |
ASCII 字符,低字节在前 |
string |
16 |
| 0x1B90 |
6E10 |
设备型号 |
R/W |
ASCII 字符,低字节在前。如 “AD-R2” |
string |
16 |
6.13 特殊功能寄存器(仅写,功能码 0x06)
| 16进制地址 |
十进制地址 |
数据项 |
读写 |
写入值 |
说明 |
类型 |
字节 |
| 0x703A |
28730 |
特殊功能 |
W |
0x0053=定时配置恢复出厂, 0x0054=自动重合配置恢复出厂 |
仅内部使用 |
word |
2 |
| 0xF205 |
61957 |
恢复出厂设置 |
W |
0x0042 |
全局恢复出厂 |
word |
2 |
| 0xF206 |
61958 |
设备重启 |
W |
0x0043 |
软件复位重启 |
word |
2 |
| 0xF300 |
62208 |
远程 E 升级命令 |
W |
0x3901=开始远程升级, 0x3902=远程升级数据, 0x3903=结束远程升级 |
固件远程更新 |
word |
2 |
| 0xF301 ~ 0xF380 |
62209 ~ 62336 |
升级数据包 |
W |
数据包编号(0开始)、数据长度、升级数据1~128 |
F301=包编号, F302=数据长度, F303~F380=128 个数据字 |
word |
— |
七、告警阀值与故障判断逻辑
R3-C51 对每种故障类型提供三级独立控制策略,通过位映射配置:
| Bit |
功能 |
说明 |
| bit0 |
判断使能 |
为 1 时启用该故障的检测判断 |
| bit1 |
分闸使能 |
为 1 时检测到故障后自动分闸 |
| bit2 |
锁死使能 |
为 1 时分闸后锁定,需手动或远程解锁才能重新合闸 |
典型配置示例:
- 仅告警不分闸:bit0=1, bit1=0, bit2=0 → 写入值 0x0001
- 告警+分闸不锁死:bit0=1, bit1=1, bit2=0 → 写入值 0x0003
- 告警+分闸+锁死:bit0=1, bit1=1, bit2=1 → 写入值 0x0007
八、远程控制操作说明
远程分合闸指令(寄存器 6802)操作流程:
| 指令值 |
操作 |
说明 |
| 0x33 |
合闸 |
执行合闸操作,同时清除自动合闸失败标志 |
| 0x13 |
分闸(不锁死) |
执行分闸,允许后续自动/手动合闸 |
| 0x03 |
分闸锁死 |
执行分闸并锁定,必须发送 0x23 解锁后才能合闸 |
| 0x23 |
分闸解锁 |
清除锁死状态,恢复合闸能力 |
# 远程合闸
请求: 01 06 1A 92 00 33 [CRC16]
# 远程分闸不锁死
请求: 01 06 1A 92 00 13 [CRC16]
# 远程分闸锁死
请求: 01 06 1A 92 00 03 [CRC16]
# 分闸解锁
请求: 01 06 1A 92 00 23 [CRC16]
九、定时控制配置
R3-C51 支持 8 组定时操作,每组可独立配置分闸或合闸。典型应用场景:峰谷电价时段自动切换、夜间自动断电、定时负载投切。
配置步骤:
- 写定时操作时间 1~8(寄存器 6D01~6D08),格式:高字节=时(0~23),低字节=分(0~59)
- 写定时操作 1~8(寄存器 6D09~6D10),0=无操作, 1=定时分闸, 2=定时合闸
- 写定时控制开关(寄存器 6D00),1=使能
十、特殊操作
10.1 恢复出厂设置
请求: 01 06 F2 05 00 42 [CRC16]
说明: 全局恢复出厂,所有配置参数回到默认值。操作后设备自动重启。
10.2 设备重启
请求: 01 06 F2 06 00 43 [CRC16]
说明: 软件复位,设备重新启动。不影响已保存的配置参数。
10.3 远程升级流程
- 发送开始升级命令:01 06 F3 00 39 01 [CRC16]
- 发送升级数据包(多帧,每帧 128 个数据字):
- F301 写入数据包编号(从 0 开始递增)
- F302 写入数据长度
- F303~F380 写入升级数据内容
- 所有数据包发送完毕后,发送结束升级命令:01 06 F3 00 39 03 [CRC16]
- 设备自动校验升级包完整性并重启应用新固件
十一、通信示例与调试建议
11.1 读取 A 相电压
请求: 01 03 00 04 00 01 [CRC16]
响应: 01 03 02 08 98 [CRC16] → 0x0898=2200 → 220.0V
11.2 读取分合闸状态与故障
请求: 01 03 13 88 00 04 [CRC16] # 读 5000~5003 共 4 个寄存器
响应: 01 03 08 00 04 00 05 00 03 00 00 [CRC16]
# 5000=0x0004=手动合闸
# 5001=0x0005=分闸 5 次
# 5002=0x0003=合闸 3 次
# 5003=0x0000=无故障告警
11.3 读取最近一次故障记录
请求: 01 03 14 B4 00 04 [CRC16] # 读 5300~5303 共 4 个寄存器
响应: 01 03 08 16 06 0F 0E 20 2D 00 02 [CRC16]
# 5300=0x1606→2022年6月
# 5301=0x0F0E→15日14时
# 5302=0x202D→32分45秒
# 5303=0x0002→故障原因=过流
11.4 修改通讯地址和波特率
# 改地址为 5
请求: 01 06 17 70 00 05 [CRC16]
# 改波特率为 9600
请求: 01 06 17 71 00 02 [CRC16]
# 修改后需重启设备生效
十二、已知局限与注意事项
- 功能码限制:本设备仅支持 0x03 和 0x06,不支持 0x10(批量写)。如需批量修改多个寄存器,需逐条发送 0x06 指令。
- 广播限制:广播地址 0 仅可用于读取数据(0x03),不可用于配置写入(0x06)。
- 波特率/校验位修改:修改后需重启设备或重新上电才能生效,不会立即生效。
- 通讯地址修改:修改后需重启设备生效,避免在线修改导致通讯中断。
- 网络参数(资产管理编码等):为 ASCII 字符串格式,低字节在前。写入时需注意字节序。
- 短路告警:读取后自动清空,适合轮询监测。如果读取间隔过长可能漏报。
- 远程升级:升级过程中请勿断电,否则可能导致设备变砖。
- 定时控制:此功能为阿德云专用定时,非通用 Modbus 标准功能。
- 恢复出厂设置:特殊寄存器 0xF205 写入 0x0042 后设备自动重启,所有参数恢复默认。
- 设备重启:寄存器 0xF206 写入 0x0043 后立即重启,通讯中断约 3~5 秒。