Smart X96-5S 在智能微电网里的软件集成 —— 告警、复费率和 SOE 事件

智能微电网项目选电能质量分析仪，硬件能力只是一半，另一半是软件集成能不能把告警、复费率、事件记录这些功能用起来。这篇从开发者角度讲 Smart X96-5S 的软件对接要点。

数据采集层：一次轮询拿全参数

微电网监控需要持续采集一组参数，软件轮询周期建议 1~2 秒：

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POLL_INTERVAL = 1.0  # 秒

def poll_cycle(client):
    data = {
        "timestamp": now(),
        "voltages": read_three_phase(client, REG_VOLTAGE),
        "currents": read_three_phase(client, REG_CURRENT),
        "power": client.read_long(REG_ACTIVE_POWER),
        "frequency": client.read_float(REG_FREQUENCY),
        "pf": client.read_float(REG_POWER_FACTOR),
        "thd_v": client.read_float(REG_THD_V),
        "thd_i": client.read_float(REG_THD_I),
    }
    save_to_timeseries_db(data)
    return data

所有数据落到时序数据库，做趋势分析和越限判断。

24 通道越限告警的软件配置

Smart X96-5S 硬件支持 24 通道越限告警，但阈值要在软件侧或设备本地配置。典型配置：

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ALARM_THRESHOLDS = {
    "voltage_high":  253.0,   # 过压, V
    "voltage_low":   198.0,   # 欠压, V
    "current_over":  100.0,   # 过流, A
    "thd_v_high":    5.0,     # 电压THD越限, %
    "thd_i_high":    8.0,     # 电流THD越限, %
    "freq_high":     50.5,
    "freq_low":      49.5,
    "unbalance":     2.0,     # 三相不平衡, %
}

def check_alarms(data):
    triggered = []
    for param, threshold in ALARM_THRESHOLDS.items():
        value = data[param.split("_")[0]]
        if abs(value - threshold) > ABS_THRESHOLD:
            triggered.append((param, value, threshold))
    return triggered

告警既可以在设备本地硬件触发（DO 输出或内部记录），也可以在 EMS 软件侧做二次判断。生产环境建议两层都做：设备本地快速响应，EMS 侧做长期趋势和通知。

SOE 事件记录读取

Smart X96-5S 内置 30 条 SOE（Sequence of Events）事件记录。软件侧要定期拉取：

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SOE_BASE = 0x0200  # 事件寄存器基址

def read_soe_log(client):
    events = []
    for i in range(30):
        addr = SOE_BASE + i * 4
        seq = client.read_register(addr)
        timestamp = client.read_long(addr + 1)
        event_code = client.read_register(addr + 3)
        events.append({
            "seq": seq,
            "time": timestamp,
            "code": event_code,
        })
    return [e for e in events if e["seq"] != 0xFFFF]  # 过滤空记录

SOE 带毫秒级时间戳，是故障溯源的关键数据。软件侧按时间排序，结合波形记录，可以还原事件全过程。

复费率配置

Smart X96-5S 支持一套复费率方案，最多 6 个时区、10 个时段。软件配置接口：

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TOU_CONFIG = {
    "time_zones": 6,
    "time_periods": 10,
    "periods": [
        {"start": "00:00", "end": "08:00", "tariff": "valley"},
        {"start": "08:00", "end": "22:00", "tariff": "peak"},
        {"start": "22:00", "end": "24:00", "tariff": "valley"},
    ]
}

def write_tariff_config(client, config):
    """写入复费率时段配置"""
    for i, period in enumerate(config["periods"]):
        start_min = to_minutes(period["start"])
        end_min = to_minutes(period["end"])
        client.write_register(REG_TOU_START[i], start_min)
        client.write_register(REG_TOU_END[i], end_min)
        client.write_register(REG_TOU_TARIFF[i], tariff_id(period["tariff"]))

不同时段电量分别累计，EMS 读取后做峰谷电费核算。

DI/DO 联动

设备带数字量输入输出，软件侧编程：

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def on_di_change(client, di_state):
    """数字输入状态变化回调"""
    if di_state == TRIPPED:
        client.write_single_coil(RELAY_DO, ALARM_ON)  # 触发DO输出
        log_event("breaker_tripped")
        notify_ems("断路器跳闸")

DO 可以直接驱动外部告警灯或联动其他设备，不用 EMS 远程发指令，本地响应更快。

L 型号扩展：温度和漏电

Smart X96-5S-L 多两路安全监测数据：

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def read_safety(client):
    return {
        "temperature": client.read_float(REG_TEMP),
        "residual_current": client.read_float(REG_RCD),
    }

def check_safety(data):
    if data["temperature"] > 70:
        trigger_alarm("overtemp", data["temperature"])
    if data["residual_current"] > 300:  # mA
        trigger_alarm("leakage", data["residual_current"])

温度超限预警电缆过热，漏电超限预警人身安全。这两路数据直接进告警链路。

微电网监控软件集成架构

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Smart X96-5S ──Modbus──> 采集服务 ──> 时序数据库
                              │
                              ├──> 告警引擎(越限/SOE/温度/漏电)
                              ├──> 复费率电量统计
                              ├──> 波形存储(事件触发)
                              └──> SCADA/EMS平台展示