开关量输入通道3(测控系统 实例)
PAU-600 系列微机综合保护测控装置
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杭州国网南瑞科技有限公司
技 术 使 用 说 明 书
第一章 系统综述
一、保护简介
PAU-600 型微机环网保护测控装置，是在广大国内用户要求的基础上，采用国际先进的 DSP 芯片研制的集保护、远动、通讯于一体的负荷类保护。该系统适用于 10kV 及以下电压等级变电 站、电厂等电力二次设备；具有保护、遥测、遥信、遥控功能，实现了少人值班功能。 该系统自投入市场以来，以其外型美观、运行稳定、功能完善、采样准确、开入精确、开出 正确、通讯可靠而深受用户的好评。该系统采用分层分布式控制模式，装置可以集中组屏，也可 分散安装于开关柜的二次仪表室中。 在通讯系统中，各装置可通过现场总线直接连接微机进行通讯，也可与通讯管理机进行通 讯，将采集到的各种信息通过通讯管理机上传给微机监控系统；同Байду номын сангаас通讯管理机把接收到的各种 命令传送到所对应的装置中。控制设备层以站内一次设备为测控对象，面向对象，综合分析变电 站对信息的采集、处理及控制要求，分布式配置小型化、高可靠性的微机保护和测控装置。各装 置相对独立，可与变电站层设备通讯，实现变电站综合自动化。 600 系列保护测控装置带有通讯功能，可满足大的环网柜以及简易型的中置柜的保护测控要 求。
二、保护特点
1．汉字显示：该装置采用大屏幕液晶直接显示电流、电压、功率等所需的电气量，并且将保护 动作的各种信息显示在屏幕上，并记录其动作时间及大小。 ２． 指示明确：保护装置上有八个指示灯，可以指示保护装置的工作状态、监视元件的状态及 对断路器的跳合位监视。 ３． 操作方便：保护装置的保护投退、定值整定、数据查询、开入检测、开出试验等都可在保护 装置的面板上直接操作，大大提高了操作的方便性。 ４． 保密性强：保护装置的保护投退、定值整定、开出试验等设计到数据改动及继电器的开出都 需要输入密码，从而大大提高了操作的安全性。 ５． 定值整定：所有的保护定值都通过操作菜单直接整定，在微机上及监控微机上进行定值整定 都需要输入操作密码及权限，保证了整定值的安全性。 ６． 开出操作：按照图纸对应的继电器回路，所有的继电器开出都可通过面板直接开出操作，但 都需要输入其相应的密码。 ７． 数据显示：保护装置所采集到的：测量电流、线电压、有功功率、无功功率、功率因数、频 率等电气量都集中显示在液晶屏上。
前向通道后向通道
直通工作方式是指两个寄存器的控制信号全部接固定的有效电平，使数字量直接进 入D/A转换器进行转换，不需单片机参与控制
单片机原理及接口技术
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7. 前向和后向通道接口技术
二、电压输出电路 DAC0832电流输出型转换器两种电压输出电路。根据输出设备需要的信号极性选择。 1、单极性输出电路
7.4.7
信号调理电路
集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路.当理想运放外 部接入不同的元件形成负反馈时，称线性应用，可以实现比例、加法、减法、积分、微 分等模拟运算。
反相放大器
同相比例运算器
测量放大器
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单片机原理及接口技术
7. 前向和后向通道接口技术
二阶有源低通滤波器
隔离放大
单片机原理及接口技术
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7. 前向和后向通道接口技术
单片机原理及接口技术
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7. 前向和后向通道接口技术
7.4 传感器及信号调理电路
传感器是将能够感受到得及规定的被测量按照一定的规律将其转换成可用输出信号 的器件或装置。由敏感元件和转换元件组成。其中敏感元件是指传感器中能直接感受被 测量（输入量）的部分，转换元件是指传感器中将敏感元件感受的被测量转换成适于传 输或测量的电信号部分。由于传感器的输出信号一般都很微弱，存在非线性等因素，因 此需要有信号调理与转换电路对其进行放大、运算后，才能由计算机处理。
2、数字通道
数据锁存——锁存数据总线输出信号 光电隔离——防止现场干扰
单片机原理及接口技术
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7. 前向和后向通道接口技术
7.2
7.2.1
DMP3200系列保护测控装置使用说明书
DMP3200系列保护测控装置使用说明书DMP3200系列保护测控装置使用说明书南京磐能电力科技股份有限公司Nanjing PANENG Technology Development Co.,Ltd.中国·南京目录简述： (1)1 技术特点 (1)1.1主要特点 (1)1.2保护测控功能 (2)1.3人机交互 (2)1.4运行监视 (2)1.5通信 (2)1.6安装 (2)1.7现场免维护 (3)1.8独特性设计 (3)2 系统结构图 (4)3 主要技术参数 (4)3.1额定参数 (4)3.2技术性能 (5)3.3定值误差 (5)3.4整组动作时间及误差 (5)3.5测量系统 (5)3.6环境要求 (5)3.7绝缘性能 (6)3.8机械性能 (6)3.9电磁兼容性能 (6)4 硬件配置 (6)4.1机箱结构 (6)4.2电源模件 (7)4.3交流模件 (7)4.4 CPU模件 (7)4.5操作板模件 (8)4.6开入开出模件 (8)4.7背板模件 (8)4.8液晶显示模件 (9)5 使用说明 (9)5.1 装置介绍 (9)5.2 菜单操作 (10)5.3 实时信息功能说明 (17)5.4 保护功能说明 (19)5.5 远动功能说明 (19)5.6 通信功能说明 (20)5.6 口令功能说明 (20)5.7 装置接地说明 (20)6 用户安装调试说明 (21)7 订货须知 (23)8 储存及保修 (24)8.1存储条件 (24)8.2保修 (24)简述：DMP3200系列成套微机保护测控装置是用高性能32位单片机，根据“一个设备（一个间隔）一个装置”的原则开发出来的保护测控一体化装置。
装置密封性好、抗干扰、抗震动能力强，可满足35kV及以下电压等级各设备的保护和监控需求，为35kV及以下电压等级小型变电站、10kV开闭所、办公设施等电力客户提供最优性能价格比的成套保护测控装置。
可安装在开关柜上，也可集中组屏。
RTU
RTU（远程测控终端），英文全称 Remote Terminal Unit，中文全称为远程终端控制系统，负责对现场信号、工业设备的监测和控制。
其中包括：开关量输入单元、开关量输出单元、模拟量输入单元、模拟量输出单元、脉冲量输入单元、脉冲量输出单元、数字量输入单元。
开关量输入单元：对现场各种开关信号的采集，现场信号可以是继电器触点开关（无源），也可以是电压信号，还可以是电流信号。
由于采用光隔离器件，可以抵抗现场各种干扰，能够在强电场、强磁场、多尘埃、潮湿环境下正常工作。
开关量输出单元：用于遥控远端设备的开停、声光、告警等。
模拟量输入单元：采用模拟开关及光电隔离技术，将现场各种模拟信号采集进来，既可以是4-20mA、0-10mA标准模拟信号；也可以是非标准模拟信号，如交流220V等，A/D板采用智能A/D变换和利用软件技术，可抗工频50Hz干扰，射频干扰等，A/D变换精度高达14位。
模拟量路路隔离，可以用于不同的地电位设备同时采集。
模拟量输出单元：用于PID调节方式下的各种自控系统。
脉冲量输入单元：采集脉冲信号的频率，带光隔。
采集信号的频率范围为0～20MHz。
数字量输入单元：接收各种串行数据信号。
可以是RS485接口，RS232，RS422接口，或V11，V28等各种波特率下的异步串行数据。
也可以采集64K同步数据。
RUT具有的特点是：1：通讯距离较长 2：用于各种恶劣的工业现场 2：模块结构化设计，便于扩展。
4：在具有遥信、遥测、遥控领域的水利，电力调度，市政调度等行业广泛使用。
RTU 产品目前与无线设备，工业TCP/IP产品结合使用，正在发挥越来越大的作用。
PLC 一般主要用于工厂车间流水线的控制，而RTU 在国外主要用于室外应用，恶劣环境中，比如在一些无人值守的站点。
RTU具有梯形图和C语言编程，屏幕组态软件编程。
与PLC相比特点1：运算能力强2：可带液晶显示，就地显示和控制3：模拟量采集能力强最多24路4：掉电保护程序不丢失5：多种通讯方式拨号，数传，RS485RTU(Remote Terminal Unit)是构成企业综合自动化系统的核心装臵，通常由信号输入/出模块、微处理器、有线/无线通讯设备、电源及外壳等组成，由微处理器控制，并支持网络系统。
第一章 计算机控制系统概述
3.按照控制方式分类
按照控制方式的不同，计算机控制系统 可分为开环控制系统和闭环控制系统。
第三节 计算机控制系统中的计算机
（1）一台SCC计算机可监督多台DDC或模拟调节器， 而一台DDC可控制多个回路和参数，使多台DDC或模拟调节 器能协调工作。
（2）当系统中模拟调节器或DDC控制器出了故障，可 用SCC系统代替调节器进行调节，提高了系统的可靠性。
四、集散控制系统
集散控制系统（Total Distributed Control—TDC） 也称为分布式控制系统或分散式控制系统（Distributed Control System—DCS），采用了分散控制、集中操作、 分级管理、分而自治和综合协调的设计原则，形成具有层 次化体系结构的分级分布式控制。
③实时控制输出：根据控制决策，适时地 对执行机构发出控制信号，完成控制任务。
计算机 控制系统
硬件：计算机、接口电路、外围 设备和生产对象等组成。
软件：系统程序和应用程序
一、计算机控制系统的硬件组成
主机
过程通道
硬件
I/O接口 常用外部设备
操作控制台
计算机控制系统的硬件组成
1 .主机
主机，即我们说的计算机，是整个系统的核心部分， 它的功能、性能直接影响到系统的优劣。 单片机 PLC 工业PC
PROFIBUS (process field bus 过程现场总线)
HATR总线（可寻址远程传感器数据网络）
FF总线（基金会现场总线）
2.按照控制规律分类
（1）数字程序和顺序控制 （2）比例积分微分控制（PID控制） （3）最小拍控制 （4）复杂规律的控制 （5）智能控制 ……
（1）程序和顺序控制
PID控制是现在应用最广、最为广大工程 技术人员熟悉的技术。PID控制结构简单、参 数容易调整，因此，无论模拟调节器或者数 字调节器，多数使用PID调节规律。
HK-PCI847开关量输入及继电器输出卡使用说明书
HK-PCI847开关量输入及继电器输出卡使用说明书北京华控技术有限责任公司阅读指南：1．对于初次使用工控板卡的用户，我们希望您能从第一章开始仔细阅读本说明书。
2．具有同类产品使用经验，希望快速进入实用的用户，在注意到接线端子的布置，输入信号要符合量程设置，使用出厂默认值的情况下，可以直接跳到第四章阅读板卡的硬件安装和附带光盘上的软件安装部分，正确安装后，可以启动我们在光盘上提供的测试程序检测板卡的工作状态。
HK-PCI847开关量输入及继电器输出卡使用说明书第一章概述HK-PCI847接口卡适用于486、586、PⅡ、PⅢ系列的原装机、兼容机和工控机。
该卡可广泛应用于工业过程控制系统以及实验室开关状态变化输入输出。
8路继电器输出状态回读。
HK-PCI847接口卡安装使用方便，程序编制简单。
其I/O信号均由卡上的37芯D型插头与外部设备连接。
第二章主要技术参数2.1PCI局部总线性能：2.1.1总线宽度32位，同步工作频率可达到33MHz，最高传输速率为132MB／S2.1.2使用方便，能够实现自动配置，实现设备的即插即用2.1.3提供数据和地址奇偶校验功能，保证了数据的完整性和准确性；2.2数字量输入输出部分：2.2.1DI：8路，差分输入，信号范围5-48V电平2.2.2DO：共8路继电器接点输出，4路常开型，4路一开一闭带中心触点型，触点容量：250V AC/3A，30VDC/3A2.2.3隔离电压500V2.3使用环境要求：2.3.1工作温度：10℃～40℃2.3.2相对湿度：0％～95％（不凝露）2.3.3存贮温度：－55℃～＋85℃第三章元件位置图、信号输出插座和开关跳线选择定义3.1插座接口定义：插座接口定义见表1。
表1插座接口定义插座引脚号信号定义插座引脚号信号定义1DIN1－20DIN1＋2DIN2－21DIN2＋3DIN3－22DIN3＋4DIN4－23DIN4＋5DIN5－24DIN5＋6DIN6－25DIN6＋7DIN7－26DIN7＋8NO127DIN8－9COM128DIN8＋10NC129未用11NO230NO512COM231COM513NC232NO614NO333COM615COM334NO716NC335COM717NO436NO818COM437COM819NC4注：COMX为继电器中间结点，NOX为常开点，NCX为常闭点。
IDCB说明书
目录综述第一章 IDCB系列前端命名方式及基本型号介绍1. 命名方式82. IDCB前端基本技术指标92.1 IDCB-1A电流量测量前端92.2 IDCB-1B电流量测量前端102.3 IDCB-1C直流模拟量测量前端102.4 IDCB-4C/4E直流模拟量测量前端102.5 IDCB-7A测量前端112.6 IDCB-7B测量前端112.7 IDCB-2A开关量测量前端112.8 IDCB-2B开关量测量前端122.9 IDCB-2C开关量测量前端122.10 IDCB-6A模拟量输出前端123. 前端工作环境及其它技术指标12第二章 MODBUS网络1. MODBUS总线概述132. IDCB系列MODBUS网络132.1 IDCB系列MODBUS网络技术指标142.2 IDCB系列RS485/MODBUS前端选型表153. IDCB远程I/O的MODBUS网络组网153.1 组网方式153.1.1 单向配置网络153.1.2 双向配置网络163.2 IDCB 网络与计算机的连接173.2.1 通过RS485通讯卡的连接173.2.2 通过标准串口的连接183.3 IDCB网络和DCS系统的连接193.3.1 方式一(直接通讯)系统配置图203.3.2 方式二(通过上位机实现)系统配置图20第三章 CANBUS网络1. CAN总线概述212. CAN总线的优势213. IDCB系列CANBUS网络223.1 IDCB远程CANBUS设备选型表223.2 IDCB远程CANBUS网络技术指标223.3 IDCB远程I/O的CANBUS网络组网233.3.1 组网方式233.3.1.1 单向配置网络233.3.1.2 双向配置网络243.3.2 IDCB网络与计算机的连接243.3.2.1 通过CAN通讯卡的连接243.3.2.2 通过标准串口的连接263.3.3 CANBUS网络和DCS系统的连接273.3.3.1 方式一(直接通讯)系统配置图273.3.3.2 方式二(通过上位机实现)系统配置图28 第四章 PROFIBUS-DP网络1. PROFIBUS现场总线介绍292. PROFIBUS-DP303. IDCB远程I/O PROFIBUS-DP网络产品系列313.1 DP系列前端主要技术指标313.2 IDCB远程I/O DP系列前端选型表313.3 总线说明323.3.1 电气特性323.3.2 总线连接器333.3.3 总线电缆343.3.4 接地，屏蔽353.3.5 总线终端器353.4 IDCB远程I/O PROFIBUS-DP网络与DCS系统的通讯36第五章前端的结构与安装1. 前端的结构381.1 前端外形及机械尺寸381.2 LED指示392. 前端的安装402.1注意事项402.2 机械安装402.3 配线412.3.1 通讯线接入412.3.2 电源线接入42 第六章直流模拟量测量前端1. 型号分类432. 工作原理433. 测量精度443.1 电流与电压443.2 热电阻453.3 热电偶454. 直流模拟量前端主要技术指标454.1 IDCB-1A电流量测量前端454.2 IDCB-1B电流量测量前端464.3 IDCB-1C直流模拟量测量前端464.4 IDCB-4C/4E直流模拟量测量前端474.5 IDCB-7A测量前端484.6 IDCB-7B测量前端485. 现场显示485.1 LED指示485.2 LCD显示486. 测量与接线496.1 IDCB-1A电流量测量前端496.2 IDCB-1B电流量测量前端496.3 IDCB-1C模拟量测量前端50 6.4 IDCB-4C/4E模拟量测量前端 516.4.1 直流电压的测量与接线516.4.2 直流电流的测量与接线526.4.3 热电偶信号的测量与接线526.4.4 三线制热电阻的测量与接线536.4.5 两线制热电阻测量接线546.5 IDCB-6A模拟量输出前端54 第七章开关量测量前端1. 开关量前端型号分类562. 工作原理563.主要技术指标573.1 IDCB-2A/DR开关量测量前端573.2 IDCB-2A/DP开关量测量前端583.3 IDCB-2B/2C开关量测量前端584. 现场显示584.1 LED显示584.2 LCD显示595. 开关量输入/输出接线605.1 开关量测量前端的端子配置605.2 开关量输入/输出接线61第八章前端组态1. 显示面板示意图622. 按键功能定义633. 测量状态显示及操作634. 设置状态显示及操作64第九章远程I/O与DCS系统的通讯1. 方式1：直接通讯(推荐方式)692. 方式2: 基于上位机+标准串口的通讯方式 703. 方式3: 基于上位机+以太网的通讯方式714. 方式4: 通过IDCB-232智能转换器实现725. 方式5: 专用网关方式726. 方式一与方式二两种通讯方式的比较736. 1 两种方式的相同点736. 2 区别736. 2.1 可靠性746. 2.2 实时性746. 2.3 经济性75 附录一 Modbus通讯协议一、Modbus 协议简介761. 在Modbus网络上转输762. 在其它类型网络上转输763. 查询—回应周期77二、两种传输方式781. ASCII模式782. RTU模式79三、Modbus消息帧791. ASCII帧792. RTU帧803. 地址域804. 如何处理功能域815. 数据域816. 错误检测域827. 字符的连续传输82四、错误检测方法831. 奇偶校验832. LRC检测833. CRC检测 84综述欢迎使用IDCB分布式智能数据采集网络（IDCB远程I/O）系列产品，IDCB远程I/O是基于现场总线的新一代分布式测控网络，可完成分散在工业现场的各类信号的测量、处理及部分控制任务，提供生产过程与设备的各种信息。
数字式控制器
2.3.2.3. SLPC可编程控制器的
软件部分
包括系统程序和功能模块: 系统程序用于保证整个控制器正 常运行，这部分用户是不能调用的 功能模块提供了各种功能，用户 可以根据需要选用，以构成用户程 序，功能模块以指令形式提供
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武汉工程大学电气信息学院测控教研室 武汉工程大学电气信息学院
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武汉工程大学电气信息学院测控教研室 武汉工程大学电气信息学院
— 过程控制仪表及装置 — — 控制仪表和计算机控制装置 —
过程输入通道
开关量输入通道
开关量输入通道将多个开关输入信号转换成能被计算 机识别的数字信号。 开头量指的是在控制系统中电接点的通与断，或者逻 辑电平为“1”与“0”这类两种状态的信号。 开关量输入通道常采用电耦合器件作为输入电路进行 隔离传输。
U CC U CC MV ( R2 / R1 ) R2 MV I0 MV R3 R1 R3 250
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Байду номын сангаас
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武汉工程大学电气信息学院测控教研室 武汉工程大学电气信息学院
— 过程控制仪表及装置 — — 控制仪表和计算机控制装置 —
(4) 开关量输入和输出通道
SLPC控制器有六个开关量输入和 输出通道，它们既可以当作输入也 可以当作输出，由使用者设定。开 关量输入输出通道都经过高频变压 器隔离
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武汉工程大学电气信息学院测控教研室 武汉工程大学电气信息学院
— 过程控制仪表及装置 — — 控制仪表和计算机控制装置 —
人／机联系部件
正面板测量值和给定值显示器，输 出电流显示器，运行状态（自动／ 串级／手动）切换按钮、给定值增 ／减按钮和手动操作按钮等，还有 一些状态显示灯。侧面板有设置和 指示各种参数的键盘、显示器。
开关量记录仪带通讯
一、概述YK－214LCD系列开关量记录仪，采用先进的微电脑芯片及技术，对现场开光量信号进行测量显示、存储及通讯，可以采用128*64宽温液晶显示或4排LED数码管显示。
（用液晶显示请书面说明）YK-214LCD系列开关量仪表具有6路开关量输入，并能根据系统时间把开关量的打开、关闭时间记录下来。
用来记录设备的开关停次数与开关时间，通过按键浏览记录数据。
每路开关量可以记录950组数据，数据包含开关量动作的时间（年月日）、状态。
仪表内置硬件时钟，停电不影响时钟运行。
YK-214LCD记录仪可根据客户要求做成脉冲信号，TTL电平信号输入的记录仪，可带RS232或RS485的通讯接口与PLC，计算机等现场工业设备连接构成工业测控系统。
仪表内部带有可充电电池供时钟运行，仪表长期不使用时建议每六个月通电24小时使电池充电。
二、主要技术指标1·输入信号：无源开关量接点，脉冲信号，TTL电平等2·显示方式：4排LED高亮度数码显示，宽温蓝屏白字高亮LCD显示屏。
3·报警输出：仪表可以带多达16个继电器报警输出，220V/3A。
（订货说明）4·通讯输出：隔离通讯接口RS485/RS232（标准Modbus-RTU通讯协议）波特率1200～9600bps内部自由设定5·工作环境：温度0～50℃湿度<85％RH6·电源：开关电源85～265V AC或DC24V 功耗4W以下7·外形尺寸：160×80×120mm(盘装横式) 80×160×120mm（盘装竖式）320×120×270mm（台式）四、操作说明I、按键说明■—在设置状态和浏览状态下，按该键选择要查看参数。
En—在设置状态时，用于存贮参数的新设定值并选择下一个设定参数。
▢—在设置状态时，用于增加设定值。
或查询报警状态。
▼—在设置状态时，用于减少设定值。
基于MCGS的配电室测控系统
基于MCGS的配电室测控系统1 运行环境本系统是根据天津乐仁堂制药厂变电室的需求而设计的一套供电微机监测系统。
该单位变电室分高压间、低压间和管理室。
高压近线经主变压器降至380V 后送至低压间。
通过低压间的配电柜供给生产需求。
其主要用于制剂厂房、制剂冷冻、锅炉房、照明等厂房和设备，共有18套配电柜。
其中有56路开关量，68路仪表。
2 系统的组成经过实地的考察与策划，以及可实现性的论证。
提出了该系统的方框图如图1下：高压进线经主变压器分为1 000kV和800kV两路，后又经过降压降至380V 后送至两个低压间，通过低压间配电柜供厂房、动力、照明使用。
本系统采用4块PMAC9900标准电力监测仪来监测该用电系统的相电压、相电流、总功率、总电度、功率因数等电能参数。
用64块“银燕”AR-1电流变送器仪表来采集各配电柜的电流，以便用微机来监测。
因此，该系统从仪表采样，采用电流转换电压模块，将0A~5A的电流信号转换为0V~5V的标准电压信号。
同时采用交直流变换模块，将电压信号也转换为0V~5V的标准电压信号。
将该采集得的信号作为数据引至微机，再由MCGS工控组态软件来实现对采集数据的存储、转换、处理、显示及报表打印。
3 硬件组成3.1 工控机采用IBM原装Personal Computer 3000GL工控机，配有大屏幕监视器。
通过RS232/485适配器与仪表连接。
监视器实时显示低压间供电设备的运行情况3.2 模拟输入卡模拟输入卡采用研华PCL-813接口卡，本设备用于MCGS操作和读写接口卡的数据PCL-813模拟输入卡是一个32通道的模拟输入卡。
PCL-813板卡使用16位连续的的地址空间，也可以为其它的外部装置和接口板卡设置专属地址。
3.3 PMAC9900标准电力监测仪本系统中采用4块PMAC9900标准电力监测仪，主要是用来测量本系统主电路的电能参数，接在1# 、2# 受总柜。
此仪表有三个电压输入口，六个电流输入口。