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PAGE2多功能電力儀表用戶手冊一、產(chǎn)品簡介該系列產(chǎn)品是一種具有可編程測量、顯示、數(shù)字通訊和電能脈沖輸出等多功能智能儀表,能夠完成電量測量、電能計量、數(shù)據(jù)顯示、采集及傳輸,可廣泛應(yīng)用變電站自動化、配電自動化、智能建筑、企業(yè)內(nèi)部的電能測量、管理、考核。測量精度為0.5級,實現(xiàn)LED現(xiàn)場顯示和遠(yuǎn)程RS-485數(shù)字接口通訊,采用MODBUS-RTU通訊協(xié)議二、技術(shù)參數(shù)性能參數(shù)輸入測電壓顯示網(wǎng)絡(luò)三相三線、三相四線電壓額定值A(chǔ)C100V、400V(訂貨時請說明)過負(fù)荷持續(xù):1.2倍瞬時:2倍/10s功耗〈1VA(每相)阻抗〉300kΩ精度RMS測量,精度等級0.5電流額定值A(chǔ)C1A、5A(訂貨時請說明)過負(fù)荷持續(xù):1.2倍瞬時:2倍/10s功耗〈0.4VA(每相)阻抗〈20MΩ精度RMS測量,精度等級0.5頻率40~60Hz,精度0.1Hz功能有功、無功、視在功率,精度0.5級電能四相限計量,有功精度0.5級,無功精度2級顯示可編程、切換、循環(huán)的2、3、4排LED顯示電源工作范圍AC、DC80~270V功耗≦5VA輸出數(shù)字接口RS-485、MODBUS-RTU協(xié)議脈沖輸出2路電能脈沖輸出,光耦隔離環(huán)境工作環(huán)境-10~55℃儲存環(huán)境-20~75℃安全耐壓輸入和電源>2kV,輸入和輸出>2kV,電源和輸出>1kV絕緣輸入、輸出、電源對機殼>100MΩ外形尺寸尺寸:120*120*85mm;96*96*85mm80*80*85mm;72*72*85mm重量0.6kg三、安裝與接線3.1儀表尺寸外型代號外型尺寸(mm)開孔尺寸(mm)最小安裝距離總長(mm)水平(mm)垂直(mm)42120×120111×111120120859696×9691×919696858080*8076*768080857272*7267*677272853.2安裝方法 (1)在固定配電柜開開孔尺寸大小的孔; (2)取出儀表,松開螺絲,取下固定支架; (3)儀表由前插入安裝孔; (4)插入儀表固定支架,并擰緊螺絲固定儀表。3.3端子接線圖三相四線接線圖三相三線接線圖(注1:尺寸不同接線方式都相同)(注2:電流線星號為進線,進出線接反,電能計量到反相電能。)四、編程操作4.1進入和退出編程狀態(tài) 進入編程狀態(tài): 在測量顯示狀態(tài)時按“SET”鍵,進入輸入密碼狀態(tài),使用“←”鍵,“→”鍵輸入密碼(默認(rèn)用戶密碼為9999),再按“↓”鍵就進入編程狀態(tài)頁面。注意:如果輸入密碼按“SET”鍵后,退出到測量顯示狀態(tài),則表示輸入密碼不正確。 退出編程狀態(tài):在編程狀態(tài),SET按鍵,退出編程狀態(tài),會提示用戶選擇是否保存設(shè)置值,“yes”保存設(shè)置值,“no”不保存設(shè)置值。按“↓”鍵退出編程狀態(tài)。4.2編程操作中按鍵的使用功能鍵SET:進入菜單設(shè)置或退回上級菜單。鍵←:循環(huán)查詢顯示能數(shù)值,在菜單編程時為加鍵(0-9999)。鍵→:循環(huán)查詢顯示能數(shù)值,在菜單編程時為減鍵(9999-0)循環(huán))。確定鍵↓:進入下級菜單鍵,退出菜單確定鍵。5.3設(shè)置參數(shù)說明序號序號內(nèi)容說明顯示范圍進入菜單密碼CodE0~9999說明:輸入進入菜單的密碼,只有密碼正確才能進入菜單,出廠預(yù)設(shè)值為99991接線方式NEt3P3L、3P4L說明:3P3L三相三線接法、3P4L三相四線接法2電壓倍率Pt1~9999說明:本項設(shè)定的為線路所用PT的倍率,出廠預(yù)設(shè)定為1,如線路所用PT類型為:15kV/100V,則該項整定值為1503電流倍率Ct1~9999說明:本項設(shè)定的為線路所用CT的倍率,出廠預(yù)設(shè)定為1,如線路所用CT類型為:800A/5A,則該項整定值為1604顯示方式diSP0~99說明:0為固定自動切換顯示方式,1-99為手動切換顯示項5通信地址Addr1~247說明:儀表地址,多機通信時用于識別本機6通信波特率bAUd4800、9600說明:用于設(shè)定RS485通訊的波特率,出廠預(yù)設(shè)值為96007通信數(shù)據(jù)格式dAtAn.8.1、o.8.1、e.8.1、n.8.2說明:n.8.1無校驗位8個數(shù)據(jù)位1個停止位、o.8.1奇校驗8個數(shù)據(jù)位1個停止位、e.8.1偶校驗8個數(shù)據(jù)位1個停止位、n.8.2無校驗位8個數(shù)據(jù)位2個停止位8電能清零Eclryes、no說明:yes電能數(shù)據(jù)清0,no電能數(shù)據(jù)不變9保存參數(shù)修改值選擇SAVEyes、no說明:yes保存參數(shù)修改值,no以前參數(shù)值不變10菜單進入密碼Code0~9999說明:設(shè)置進入菜單的密碼,密碼預(yù)設(shè)值為9999五、面板說明與測量信息顯示頁面內(nèi)容說明1三相電壓分別顯示電壓Ua、Ub、Uc(3相4線)或Uab、Ubc、Uca(3相3線),單位為V,在K指示燈亮的情況下為KV。左圖中Ua=220.0V、Ub=220.3V、Uc=220.1V。在3相4線時,按“↓”鍵可進行相電壓與線電壓切換顯示。2三相電流顯示3相電流Ia、Ib、Ic單位為A。左圖中Ia=5.000A、Ib=4.998A、Ic=5.001A。3有功功率、無功功率、功率因數(shù)顯示有功功率W、無功功率Var、功率因數(shù)PF。左圖中W=3.142KW、Var=1.009KVar、PF=0.952。4第1到第4路開出信息、第1到第4路開入信、頻率顯示頻率。頻率HZ=50.00Hz。5正向有功電能顯示正有功電能值,第2排數(shù)碼管是高4位,第3排是低4位,形成一個8位值。左圖表示有功電能值為1234.56KWh。6無功電能顯示感性無功電能值,第2排數(shù)碼管是高4位,第3排是低4位,形成一個8位值。左圖表示感性無功電能值為123.45KVarh。7反向有功電能顯示反向有功電能值,第2排數(shù)碼管是高4位,第3排是低4位,形成一個8位值。左圖表示有功電能值為1.23KWh。8反向無功電能顯示容性無功電能值,第2排數(shù)碼管是高4位,第3排是低4位,形成一個8位值。左圖表示感性無功電能值為12.34KVarh。六、功能模塊6.1RS485通訊6.1.1物理層 (1)RS485通訊接口,異步半雙工模式。 (2)通訊波特率4800、9600bps可設(shè)置,出廠默認(rèn)值為9600bps。 (3)字節(jié)傳送格式:N81無校驗位8個數(shù)據(jù)位1個停止位。6.1.2通信協(xié)議Modbus-RTU本儀表提供串行異步半雙工RS485通訊接口,采用標(biāo)準(zhǔn)MODBUS-RTU協(xié)議,各種數(shù)據(jù)信息均可在通訊線路上傳送。在一條線路上可以同時連接多達64個網(wǎng)絡(luò)儀表,每個網(wǎng)絡(luò)儀表均可設(shè)定其通訊地址,通訊連接應(yīng)使用帶有銅網(wǎng)的屏蔽雙絞線,線徑不小于0.5mm2。布線時應(yīng)使通訊線遠(yuǎn)離強電電纜或其他強電場環(huán)境,推薦采用T型網(wǎng)絡(luò)的連接方式,不建議采用星形或其他的連接方式。MODBUS協(xié)議在一根通訊線上采用主從應(yīng)答方式的通訊連接方式。首先,主計算機的信號尋址到一臺唯一地址的終端設(shè)備(從機),然后,終端設(shè)備發(fā)出的應(yīng)答信號以相反的方向傳輸給主機,即:在一根單獨的通訊線上信號沿著相反的兩個方向傳輸所有的通訊數(shù)據(jù)流(半雙工的工作模式)。MODBUS協(xié)議只允許在主機(PC,PLC等)和終端設(shè)備之間通訊,而不允許獨立的終端設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換,這樣各終端設(shè)備不會在它們初始化時占據(jù)通訊線路,而僅限于響應(yīng)到達本機的查詢信號。主機查詢:查詢消息幀包括設(shè)備地址、功能代碼、數(shù)據(jù)信息碼、校驗碼。地址碼表明要選中的從機設(shè)備;功能代碼告之被選中的從設(shè)備要執(zhí)行何種功能,例如功能代碼03是要求從設(shè)備讀寄存器并返回它們的內(nèi)容;數(shù)據(jù)段包含了從設(shè)備要執(zhí)行功能的任何附加信息,校驗碼用來檢驗一幀信息的正確性,從設(shè)備提供了一種驗證消息內(nèi)容是否正確的方法,它采用CRC16的校準(zhǔn)規(guī)則。從機響應(yīng):如果從設(shè)備產(chǎn)生正常的回應(yīng),在回應(yīng)消息中有從機地址碼、功能代碼、數(shù)據(jù)信息碼和CRC16校驗碼。數(shù)據(jù)信息碼則包括了從設(shè)備收集的數(shù)據(jù):像寄存器值或狀態(tài)。如果有錯誤發(fā)生,我們約定是從機不進行響應(yīng)。我們規(guī)定在本儀表中采用的通訊數(shù)據(jù)格式:每個字節(jié)的位(1個起始位、8個數(shù)據(jù)位、無校驗、1個停止位)。數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu),即報文格式:設(shè)備地址功能代碼數(shù)據(jù)段CRC16校驗碼1個byte1個byteN個byte2個byte設(shè)備地址:由一個字節(jié)組成,在我們的系統(tǒng)中只使用了1~247,其它地址保留。每個終端設(shè)備的地址必須是唯一的,僅僅被尋址到的終端會響應(yīng)相應(yīng)的查詢。功能代碼:告訴了被尋址到的終端執(zhí)行何種功能。下表列出該系列儀表所支持的功能代碼,以及它們的功能。功能代碼功能03H讀一個或多個寄存器的值10H寫一個或多個寄存器的值數(shù)據(jù)段:包含了終端執(zhí)行特定功能所需要的數(shù)據(jù)或者終端響應(yīng)查詢時采集到的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)的內(nèi)容可能是數(shù)值、參考地址或者設(shè)置值。校驗碼:CRC16占用兩個字節(jié),包含了一個16位的二進制值。CRC值由傳輸設(shè)備計算出來,然后附加到數(shù)據(jù)幀上,接收設(shè)備在接收數(shù)據(jù)時重新計算CRC值,然后與接收到的CRC域中的值進行比較,如果這兩個值不相等,就發(fā)生了錯誤。生成一個CRC16的流程為:(1)預(yù)置一個16位寄存器為0FFFFH(全1),稱之為CRC寄存器。(2)把數(shù)據(jù)幀中的第一個字節(jié)的8位與CRC寄存器中的低字節(jié)進行異或運算,結(jié)果存回CRC寄存器。(3)將CRC寄存器向右移一位,最高位填以0,最低位移出并檢測。(4)如果最低位為0:重復(fù)第三步(下一次移位);如果最低位為1:將CRC寄存器與一個預(yù)設(shè)的固定值(0A001H)進行異或運算。(5)重復(fù)第三步和第四步直到8次移位。這樣處理完了一個完整的八位。(6)重復(fù)第2步到第5步來處理下一個八位,直到所有的字節(jié)處理結(jié)束。(7)最終CRC寄存器的值就是CRC16的值。6.1.3通信報文舉例: (1)讀數(shù)據(jù)寄存器(功能代碼03H):讀三相電流值,A相電壓218.79V,B相電壓219.79V,C相電壓220.79V,儀表地址為1。 主機讀數(shù)據(jù)幀:地址命令起始地址(高位在前)寄存器數(shù)(高位在前)校驗碼(低位在前)01H03H00H,17H00H,06H75H,CCH 儀表回應(yīng)數(shù)據(jù)幀:地址命令數(shù)據(jù)長度數(shù)據(jù)段(12字節(jié))校驗碼01H03H0CH435ACC9DH,435BCC9DH,435CCC9DH,94H,C8H(2)寫數(shù)據(jù)寄存器(功能代碼10H):設(shè)置電流變比CT=300,電壓變比PT=100,儀表地址為1。 主機寫數(shù)據(jù)幀:地址命令起始地址寄存器數(shù)字節(jié)數(shù)數(shù)據(jù)段校驗碼01H10H00H,02H00H,02H04H00H,64H,01H,2CH33H,E4H 儀表回應(yīng)數(shù)據(jù)幀:地址命令起始地址寄存器數(shù)校驗碼01H10H00H,02H00H,02HE0H,08H6.1.4Modbus通信寄存器地址表地址項目描述數(shù)據(jù)類型屬性說明0進入菜單密碼IntR/W范圍:0~99991通信波特率IntR/W2:9600bps0:4800bps通信地址范圍:1~2472電壓變比PTIntR/W范圍:1~99993電流變比CTIntR/W范圍:1~99994電參量顯視方式IntR/W參見菜單設(shè)置該項說明輸入信號接線方式80:三相三線,0:三相四線5~21保留22遙信IntR/W23、24A相電壓floatRFloat為浮點數(shù)格式,符合IEE754標(biāo)準(zhǔn)所有的數(shù)據(jù)都是一次側(cè)的數(shù)據(jù),浮點數(shù)格式詳見附加說明25、26B相電壓floatR27、28C相電壓floatR29、30AB相線電壓floatR31、32CA相線電壓floatR33、34BC相線電壓floatR35、36A相電流floatR37、38B相電流floatR39、40C相電流floatR41、42A相有功功率floatR43、44B相有功功率floatR45、46C相有功功率floatR47、48總有功功率floatR49、50A相無功功率floatR51、52B相無功功率floatR53、54C相無功功率floatR55、56總無功功率floatR57、58A相視在功率floatR59、60B相視在功率floatR61、62C相視在功率floatR63、64總視在功率floatR65、66A相功率因數(shù)floatR67、68B相功率因數(shù)floatR69、70C相功率因數(shù)floatR71、72總功率因數(shù)floatR73、74頻率floatR75、76正向有功電能floatR77、78正向無功電能floatR78、79反向有功電能floatR79、80反向無功電能floatR6.2電能計量與電能脈沖輸出數(shù)顯多功能電力儀表可提供雙向有功、雙向無功電能計量,2路電能脈沖輸出功能和RS485的數(shù)字接口來完成電能數(shù)據(jù)的顯示和遠(yuǎn)傳。集電級開路光耦繼電器的電能脈沖實現(xiàn)有功電能和無功電能的遠(yuǎn)傳,可采用遠(yuǎn)程的計算機終端、PLC、DI開關(guān)采集模塊采集儀表的脈沖總數(shù)來實現(xiàn)電能累積計量。所采用輸出方式是電能的精度檢驗的方式(國家計量規(guī)程:標(biāo)準(zhǔn)表的脈沖誤差比較方法)。(1)電器特性:脈沖采集接口的電路示意圖中VCC≤48V、Iz≤50mA。(2)脈沖常數(shù):3200imp/kWh;當(dāng)儀表累積1kWh時脈沖輸出個數(shù)為N=3200個,需要強調(diào)的是1kWh為電能的二次測電能數(shù)據(jù),在PT、CT的情況下,相對的N個脈沖數(shù)據(jù)對應(yīng)1次測電能為1kWh×電壓變比PT×電流變比CT。(3)應(yīng)用舉例:PLC終端使用脈沖計數(shù)裝置,假定在時長為t的一段時間內(nèi)采集脈沖個數(shù)為N個,儀表輸入為:10kV/100V,400A/5A,則該時間段內(nèi)儀表電能累積為:N/3200×100×80度電能。6.3開關(guān)量輸入部分開關(guān)量輸入部分:該提供4路一關(guān)量輸入功能。4路開關(guān)輸入是采用干結(jié)點電阻開關(guān)信號輸入方式,儀表內(nèi)部配備+5V的工作電源,無需外部供電。當(dāng)外部接通的時候,經(jīng)過儀表開關(guān)輸入模塊DI采集其為接通信息、顯示為1;當(dāng)外部斷開的時候,經(jīng)過儀表開關(guān)輸入模塊DI采集其為斷開信息、顯示為0。1).電氣參數(shù):開入DI:接通電阻R<500Ω;關(guān)斷電阻R>100KΩ2).寄存器:DI信息寄存器:該寄存器表示4路開關(guān)量輸入的狀態(tài)信息。DI寄存器BIT15~BIT4BIT3BIT2BIT1BIT0對應(yīng)開關(guān)端口Di4Di3Di2Di1復(fù)位無關(guān)位0000DI信息寄存器的低4位(BIT3、BIT2、BIT1、BIT0)是開關(guān)輸入狀態(tài)信息。如果寄存器內(nèi)容為00000101則表明開關(guān)輸入端口3路、1路為導(dǎo)通,4路、2路為關(guān)斷。3).應(yīng)用舉列:開關(guān)輸入功能:開關(guān)模塊具有4路開關(guān)量輸入采集功能,在采集輸入信號后,儀表面板的LED顯示其“導(dǎo)通——1”或者“關(guān)斷——0”信息,用于天關(guān)信號的本地監(jiān)視。將儀表切換到開關(guān)信息顯示狀態(tài),此時“DI”上的指示燈亮。面板的最高一排數(shù)碼管顯示開關(guān)輸入的狀態(tài)信息(DI),從左到右依次為第4路、第3路、第2路、第1路右圖表示第4路、第3路、第1路為導(dǎo)通狀態(tài),第2路為關(guān)斷狀態(tài)。通過儀表RS485數(shù)字接口,可將開關(guān)信息寄存器(DI)的信息傳輸?shù)竭h(yuǎn)程的計算機終端。6.4開關(guān)量輸出部分開關(guān)量輸出部分:4路繼電器的開關(guān)量輸出功能,可用于各種場所下的報警指示、保護控制等輸出功能。在開關(guān)輸出有效的時候,繼電器輸出導(dǎo)通,開關(guān)輸出關(guān)閉的時候,繼電器輸出關(guān)斷。1).電氣參數(shù):開出DO:AC250V1A2).寄存器:DO信息寄存器:該寄存器表示4路開關(guān)量輸出的狀態(tài)信息。DO寄存器BIT7~BIT4BIT3BIT2BIT1BIT0對應(yīng)開關(guān)端口Di4Di3Di2Di1復(fù)位無關(guān)位0000DO信息寄存器的低4位(BIT3、BIT2、BIT1、BIT0)是開關(guān)輸出狀態(tài)信息。如果寄存器內(nèi)容為11010000則表明端口1、3、4導(dǎo)通,2為關(guān)斷,所有DO信息在儀表的LED上能夠顯示。項目變量設(shè)置方法開關(guān)輸出1DO1BYTE1(1~52),報警的項目,偶數(shù)分別對應(yīng)電量地址表中相應(yīng)的26個測量電量高報警;奇數(shù)分別對應(yīng)電量地址表中相應(yīng)的26個測量電量低報警;0表示遙控方式。請查閱開關(guān)量輸出、變送輸出電量參數(shù)對照表。BYTE2(0~9999),報警極限參數(shù)是該電量參數(shù)的二次值,數(shù)據(jù)格式見附錄開關(guān)輸出2DO2開關(guān)輸出3DO3開關(guān)輸出4DO4開關(guān)輸出功能:遙控功能:主機寫數(shù)據(jù)幀:地址命令起始地址寄存器數(shù)字節(jié)數(shù)數(shù)據(jù)段校驗碼01H10H00H,16H00H,01H02H00H,06H24H,A4H 儀表回應(yīng)數(shù)據(jù)幀:地址命令起始地址寄存器數(shù)校驗碼01H10H00H,16H00H,01HE0H,0DH通過上位機向YCDO信息寄存器(16H)寫入控制信息,可控制4路開關(guān)量輸出端口的通斷,寫入1對應(yīng)端口導(dǎo)通,寫入0對應(yīng)端口關(guān)斷。如寫入2進制數(shù)00000110,表示2路、3路開關(guān)量輸出端口導(dǎo)通,1路、4路為斷開。該功能不能與開關(guān)輸出模塊的另一個越限報警輸出功能同時使用,要使用遙控功能,需將電量對象參數(shù)設(shè)為0,也就是關(guān)閉報警輸出功能,儀表在開關(guān)量輸出功能設(shè)置時第2行參數(shù)為0。右上圖在遙控狀態(tài)時表示第4路、第1路為關(guān)斷狀態(tài),第3路、第2路為導(dǎo)通狀態(tài)。開關(guān)輸出模塊的另外一個功能就是越限報警輸出。設(shè)置電參數(shù)的范圍,當(dāng)測量的電參數(shù)越過設(shè)置的范圍時候,對應(yīng)的開關(guān)輸出端口為導(dǎo)通狀態(tài),面板相應(yīng)位置顯示1,當(dāng)信號回到參數(shù)范圍以后顯示變?yōu)?。直接通過面板按鍵操作,對報警對象和報警值進行設(shè)置。開關(guān)量輸出、變送輸出電量參數(shù)對照表項目開關(guān)量輸出變送輸出對應(yīng)參數(shù)(高報警))對應(yīng)參數(shù)(低報警對應(yīng)參數(shù)(4~20mA)對應(yīng)參數(shù)(0~20mA)Ua(A相電壓)1212Ub(B相電壓)3434Uc(C相電壓)5656Uab(AB線電壓)7878Ubc(BC線電壓)910910Uca(CA線電壓)11121112Ia(A相電流)13141314Ib(B相電流)15161516Ic(C相電流)17181718Pa(A相有功功率)19201920Pb(B相有功功率)21222122Pc(C相有功功率)23242324Ps(總有功功率)25262526Qa(A相無功功率)27282728Qb(B相無功功率)29302930Qc(C相無功功率)31323132Qs(總無功功率)33343334Sa(A相視在功率)35363536Sb(B相視在功率)37383738Sc(C相視在功率)39403940Ss(總視在功率)41424142PFa(A相功率因數(shù))43444344PFb(B相功率因數(shù))45464546PFc(C相功率因數(shù))47484748PFS(總功率因數(shù))49504950F(頻率)51525152報警參數(shù)計算方法:電參數(shù)報警極限參數(shù)值的計算公式:設(shè)定值的取值和二次值額定值取值方法相同。編程實例:對于三相四線制10KV/100V;400A/5A的儀表中設(shè)置,設(shè)定值應(yīng)該寫為:設(shè)定要求報警條件量程編程設(shè)置參數(shù)一次測量程值二次測量程電參量對應(yīng)參數(shù)設(shè)定值電壓報警Ua>100V10KV100.011000Ub>110V31100Uc<80V6800電流報警Ia>400A4005.000135000Ib<360A164500Ic<40A18500功率報警Ps>12MW12MW1500251500Pa>4MW4MW50019500Pb<2MW22250功率因數(shù)報警PFs>0.911.00049900PFa>0.86643866PFs<0.5465006.5模擬量變送輸出模塊模擬量變送輸出模塊:該提供4路模擬量的變送輸出功能,每1路都可選擇26個電量參數(shù)中的任何一個進行設(shè)置,通過儀表本身的模擬量變送模塊功有,實現(xiàn)電參量的模擬變送輸出功能(0~20mA/4~20mA),其數(shù)量對應(yīng)關(guān)系可任意設(shè)置。1).電氣參數(shù):輸出0~20mA、0~20mA精度等級0.5%過載:120%有效輸出,最大電流24mA、電壓12V.負(fù)載:Rmax=400Ω2).寄存器:儀表編程鍵盤設(shè)置,實現(xiàn)4路模擬變送輸出的設(shè)置,包括選擇需變送的電量項目和滿量程20mA輸出對應(yīng)的電量參數(shù)。項目變量設(shè)置方法開關(guān)輸出1DO1BYTE1(1~52),報警的項目,偶數(shù)分別對應(yīng)電量地址表中相應(yīng)的26個測量電量高報警;奇數(shù)分別對應(yīng)電量地址表中相應(yīng)的26個測量電量低報警;0表示遙控方式。請查閱開關(guān)量輸

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