NSD500系列高压变电站单元测控装置 技术说明书
5.6智能断路器控制模件NSD500-DLM 5.6.1功能：
NSD500-DLM用于需检同期的断路器的控制，可自动检同期、无压。 5.6.2.输入、输出信号：
a) 输入信号：4路单相PT信号，AC57.74V 或AC100V。
b) 输出信号：DL控制信号（2合，2分）和DL合后，分后信号（各2对），
继电器接点输出。
c) 输入、输出隔离措施：输入信号采用变压器隔离，输出信号采用继电器
隔离。
d) 输出脉宽：可定义 5.6.3抗干扰指标： a) 快速瞬变：4级 b) 抗浪涌：4级 5.6.4绝缘性能：
a) 绝缘电阻：≥50MΩ b) 绝缘强度：2000Vrms 5.6.5对外通讯口： a) CAN网络接口 b) 串行调试口 5.6.6 其它：
a) 具有标准信号自动调节功能
b) 具有在板地址拨码用以确定模件在CAN网络上的地址
c) 操作电源由中央控制单元（MCU）控制，以保证即使在DLM板上任一
元器件故障的情况下不误出口。
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5.6.7输入信号端子及接线示意图
1PT1PT2DLM21PT3PT4DL合DL分DL合DL分2625DL合后DL分后（背视）DL合后DL分后内部回路26外部接线图5.6 NSC500-DLM输入信号端子及接线示意图- 27 -
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6、 SC500系列单元测控装置控制策略
变电站是电力系统供电的关键环节，控制的安全性始终是首要考虑的问题。控制安全性包括以下两个方面的内容：
a) 控制闭锁的可靠性：变电站内设备的控制应遵循一定的原则，即五防措
施，我们设计的系统应能完全替代常规五防的功能。
b) 控制出口回路的可靠性：控制出口应具备极高的可靠性，一方面能在装
置正常工作时正确动作，另一方面应能在装置异常时不误出口。 NSD500系列单元测控装置在总结以往系统在控制方面特点的基础上，加以改进和提高，具有更高的安全性和可靠性。
6.1基于全站信息的完全实时控制闭锁
NSD500系列高压变电站单元测控装置具备直接上网的功能，在一个单元装置中可以监听到网上其余装置的以态网报文，一个单元装置就可以获得变电站内全部的状态信息，从而使完全实时控制闭锁成为可能，它包括以下几个方面的内容：
a) 控制闭锁的完备性：可以用站内任一个开关、地刀或网门等信息参与控
制闭锁。
b) 控制闭锁的实时性：单元测控单元装置的实时刷新，保证了控制闭锁的
实时性，从而提高了控制的可靠性。
c) 控制闭锁的独立性：控制闭锁逻辑存放于单元测控单元装置内，与后台
计算机系统无关，即使无后台系统也可实现全站的控制闭锁。 图6.1所示为NSD500单元测控装置控制框图。
遥控命令面板控制命令远方联锁控制闭锁逻辑当地解锁控制执行模块图6.1 NSC500单元测控装置控制框图- 28 - NSD500系列高压变电站单元测控装置 技术说明书
如图所示，NSD500单元测控装置设置了两个切换把手，分别用于切换“远方／当地”状态和“联锁／解锁”状态。当切换把手处于“远方”时，只有遥控命令被执行，当地面板的控制命令被禁止；当切换把手处于“当地”时，只有当地面板的控制命令被执行，遥控命令被禁止。“联锁／解锁”切换把手用于投／切控制闭锁功能。
6.2控制的可靠性：
NSD500系列单元测控装置在控制的可靠性方面作了着重考虑。采用了双CPU的设计思想，由MCU控制出口继电器的操作电源由DOM模件执行控制操作，从而保证了控制的绝对可靠。 图6.2所示为控制出口回路框图。
+24VMPUCANNSC500-DOMDOx24VGND图6.2 NSC500单元测控装置控制出口回路框图
6.3控制闭锁的实现
NSD500系列单元测控装置具有两种开关量输入，一种为由本装置内NSD500-DIM模件采集的开关量信号，另一种为由网络上其它装置采集的开关量
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信号。我们称这种开关量信号为虚拟开入。一台装置内的虚拟开入可根据实际需要进行配置（参见《使用说明书》）。两种开关量均可参与逻辑表达式的运算。NSD500单元测控装置采用常见的逻辑表达方式，支持“&”（与）、“｜”（或）和“（ ）”，如果逻辑表达式运算结果为TRUE（真），则表示该控制可控。
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1. 概述
NSD500系列高压变电站单元测控装置是以变电站内一条线路或一台主变为监控对象的智能监控设备。它一方面采集本间隔内的实时信号，另一方面可通过智能通讯模件与本间隔内的其他智能设备（例如保护装置）通讯，同时通过双以太网接口直接上网与站级计算机系统相连，构成面向对象的分布式变电站计算机监控系统。
NSD500装置由一个标准4U主机箱和多个扩展I/O模件组成，也可根据需要扩展一个辅助机箱用以扩展I/O。主机箱内包括了电源、智能人机接口、以太网通讯模件、CPU模件和智能通讯模件。扩展的I/O模件均为智能模件。
NSD500单元测控装置各部分功能框图见下图1.1。
双以太网接口对时信号中央控制单元(MCU)智能人机界面IED接口调试口调试口时钟同步CAN网图1 NSC500单元测控装置功能框图- 1 -
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NSD500模件功能如下表：
表1.1：NSD500系列单元测控装置模件功能一览表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 型号 NSD500-NET NSD500-CPU NSD500-IED NSD500-MMI NSD500-DIM NSD500-DOM NSD500-AIM NSD500-ACM NSD500-DLM NSD500-PTM NSD500-PWR NSD500-BB NSD500-RLY 主要功能 提供双路以太网接口 数据集成，控制闭锁 与智能设备通讯 提供当地显示及操作界面 24点开入信号采集 6个对象控制 8路直流模拟量信号采集 3CT+3PT交流输入，一条线路的交流量采集计算 智能断路器控制模件 需同期的断路器控制 智能交流电压采集模件 6PT交流输入 电源模块 提供装置电源 背板 电源、信号线连接 扩展继电器插箱 与DOM配套，扩展控制输出接点和容量 名称 双以太网接口模件 CPU模件 智能通讯模件 智能人机接口模件 智能开入采集模件 智能控制模件 智能直流采集模件 智能交流采集模件
LED
LCD
控制操作键盘
远方/当地切换开关
菜单操作键盘
图1.2 NSD500 装置正视图
调试口
联锁/解锁切换开关
NSD500测控装置的实时数据有两类，一类为本装置采集的实时数据，如接入本装置的开关量输入信号、交流信号、直流信号等；另一类为通过以太网接收到的其他装置的开关量信号，我们将这种数据称为虚拟开入。由于NSD500装置的I/O可以灵活配置，因此每个NSD500装置的有效数据的长度可能不同。表1.2给出了NSD500装置的最大测点容量。表1.3给出了每种智能I/O板对应的测点
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类型及容量。
表1.2：NSD500系列单元测控装置最大测点容量一览表
序号 1 2 3 4 5 名称 开关量输入(DI) 控制输出(DO) 脉冲量输入(PI) 模拟量输入(AI) 虚拟开入(VDI) 256 256 256 256 256
表1.3：NSD500智能I/O板对应的测点类型及容量一览表
序号 1 2 3 4 5 6 板类型 NSD500-DIM NSD500-DOM NSD500-AIM NSD500-ACM NSD500-PTM NSD500-DLM DI 24 DO 12 2 AI 8 16 16 16 PI
NSD500系列单元测控装置主要特点如下：
? 强大的网络功能
? 采用交换式以太网，支持VLAN ? 所有端口10M/100M自适应 ? 支持光纤及双绞线 ? 双网完全独立冗余配置 ? 间隔层测控单元直接上网
? 其它智能设备与间隔层测控单元共享网络通道 ? 全站数据共享，实现全站控制操作的逻辑闭锁 ? 测控单元配置灵活 ? 面向对象设计
? 采用多CPU及RTOS，处理能力强 ? 测点扩展方便
? 内部同时支持CAN及RS485网络通信 ? I/O模件可带电插拔，维护方便 ? 人机界面新颖
? 采用大屏幕汉字液晶显示器及键盘
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? 实时显示本间隔一次主接线图 ? 显示内容用户可定义 ? 采用多级密码保护 ? 安全可靠
? 所有插件按EMC四级标准设计 ? 输入、输出分开，强弱电分开 ? 采取多种隔离措施
? 可从出口继电器接点直接返读 ? 同期操作PT自动选择
? 采用软、硬件同步，对时精度达1μs
2. 主要技术指标和引用标准 2.1主要技术指标
1) 以太网（NSD500-NET）
? 接口数量：2个口，每个口光纤或双绞线可选 ? 传输距离：2000米（光纤） ? 通讯频率：光纤——100M
双绞线——10/100M自适应
2) 开关量信号输入（NSD500-DIM） ? 输入信号电平：220VDC ? 输入点数：24点/板 ? 分辨率：1ms
? 光电隔离，软硬件滤波 ? 可共阴也可共阳 ? 具有浪涌电压抑制功能
3) 直流模拟量输入（NSD500-AIM） ? 输入信号电平：0-5V或4-20mA
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? 输入点数：8点/板 ? 继电器隔离 ? 精度：0.5%
4) 交流信号输入：（NSD500-ACM） ? 输入信号：
a) 电压信号：三相四线制或三相三线制0-100V交流 b) 电流信号：三相电流或二相电流，0-1A或0-5A交流 c) 功耗：交流电压回路，每相＜0.5VA 交流电流回路，每相＜0.75VA
d) 过载能力：交流电流、电压回路1.2倍额定值，连续工作 ? 采样频率：32点/周波 ? 计算输出量：
a) 相电压（三相四线）：Ua，Ub，Uc b) 相电流： Ia，Ib，Ic c) 线电压： Uab，Ubc， Uca d) 有功功率： P e) 无功功率： Q f) 功率因数： COS∮ g) 频率： ? h) 不平衡电压： 3U0 i) 不平衡电流： 3I0 ? 采取变压器隔离 ? 精度：
a) 电压、电流、频率： 0.2%（3U0、，3I0除外） b) 其余： 0.5%
5） PT信号输入：（NSD500-PTM） ? 输入信号：六个PT电压信号
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5.4 交流量输入采集模块NSD500-ACM 5.4.1 功能：
NSD500-ACM模块用于采集站内一条线路的交流信号，并计算出相应的功率、频率等。 5.4.2 输入信号：
a) 输入电压：AC 57.74V 或100V Y、Y0、V型接法 b) 输入电流：AC 5A或1A（订货时须注明） c) 输入隔离措施：采用变压器隔离 5.4.3精度：（全相角满足如下精度） a) 电压、电流：0.2% b) 功率、功率因数：0.5% c) 频率：0.2% 5.4.4抗干扰指标： a) 快速瞬变：4级 b) 抗浪涌：4级 5.4.5 绝缘性能：
a) 绝缘电阻：≥50MΩ b) 绝缘强度：2000Vrms 5.4.6 对外通讯口： a) CAN网络接口 b) 串行调试口 5.4.7其它：
a) 每周波采样点数：≥32点 b) 自动跟踪频率变化
c) 具有在板地址拨码用以确定模件在CAN网络上的地址
d) 具有标准信号自动调节功能，没有电位器等可调节部件，参数由EEPROM
保存，掉电不丢失。
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5.4.8输入信号端子及接线示意图： ACM1ABCN1UaUbUcUnIaIa’IbIb'12IcIc'12（背视）内部回路外部接线图5.4a NSC500-ACM输入信号端子及Yo接线示意图ABCNACM11UaUbUcUnIaIa’IbIb'12IcIc'12（背视）内部回路外部接线图5.4b NSC500-ACM输入信号端子及Y接线示意图- 22 -
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ABCACM11UaUcUnIaIa’IXIX'接任意交流电流12IcIc'12（背视）内部回路外部接线图5.4c NSC500-ACM输入信号端子及V形接线示意图- 23 -
N
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5.5 交流电压信号采集模块NSD500-PTM 5.5.1 功能：
NSD500-PTM模块用于采集6路交流电压信号 5.5.2输入信号：
a) 输入信号点数：6路PT信号 b) 输入信号类型：AC57.74V 或AC100V c) 输入隔离措施：采用变压器隔离 5.5.3精度：0.2% 5.5.4抗干扰指标： a) 快速瞬变：4级 b) 抗浪涌：4级 5.5.5绝缘性能：
a) 绝缘电阻：≥50MΩ b) 绝缘强度：2000Vrms 5.5.6对外通讯口： a) CAN网络接口 b) 串行调试口 5.5.7其它：
a) 每周波采样点数：≥32点
b) 具有在板地址拨码用以确定模件在CAN网络上的地址
c) 具有标准信号自动调节功能，没有电位器等可调节部件，参数由EEPROM
保存，掉电不丢失。
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5.5.8 输入信号端子及接线示意图：
PTM11U1U1'U2U2'U3U3'U4U4'U5U5'U6U6'1212（背视）内部回路外部接线图5.5 NSC500-PTM输入信号端子及接线示意图- 25 -
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MCU(背视）I/OIEDJ41J2NETCPUJ11PWRJ1J4RXTXJ3RX16TX1612345678910111213141516CLK+CLK-CAN+CAN-T+/BT-/AR+R-12345678910111213141516T1+/B1-T1-/A1R1+R1-T2+/B2T2-/A2R+R-TXD1RXD1DTR1GND1TXD2RXD2DTR2GND2图MCU外部接线端子定义- 11 -
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4、智能人机界面（MMI）
NSD500系列单元测控装置具有一个智能面板用于显示实时数据和当地控制操作。它的主要功能如下：
1） LED显示：用于显示装置的电源和主要部件的工作状态。当装置进行控制操作时，指示所做的控制及结果情况。
2） LCD显示：用于显示实时数据、记录、配置情况等。其中可由用户自定义8幅显示画面。当地控制操作时显示按键序列。 3） 键盘：用于翻阅LCD显示画面，进行当地控制操作。 4） “远方／当地”切换开关：用于切换装置的控制方式。 5） “联锁／解锁”切换开关：用于切换控制闭锁状态 6） 调试串行口：将NSD500插箱内部的调试串行总线引出。
4.1 LED显示：
NSD500系列单元测控装置面板上有16个发光二极管，自上而下分别定义为L1-L16，其显示状态及内容如下表：
序号 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11 L12 L13 L14 L15 L16
显示内容 Vcc 控制使能 合 分 控制成功 操作条件不满足 控制超时 远方／当地 联锁／解锁 装置运行 网卡１通讯故障 网卡２通讯故障 面板通讯故障 Ｉ／Ｏ模件故障 装置配置错 装置电源故障 亮 正常 使能 合动作 分动作 成功 不满足 超时 远方 联锁 运行 故障 故障 故障 故障 错 故障 灭 故障 不使能 － － － － － 当地 解锁 － 正常 正常 正常 正常 对 正常 - 12 -
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4.2 LCD显示
LCD显示内容如下：
1） 显示实时数据：用于显示本单元采集的实时信息，包括开入状态、开出状态、模拟量和虚拟开入状态。
2） 显示操作记录：用于当地操作的记录显示，包括操作对象、操作性质和操作时间。
3） 显示装置工作状态：用于显示基本插箱、扩展插箱的模件状态，“?”表示模件故障，“.”表示模件正常。 4） 显示配置情况
5） 显示用户自定义画面：可用于显示由组态软件生成的8幅自定义画面，如单元接线图等。 4.3 按键
装置菜单系统按键布置如图3.1所示，它主要用于LCD显示内容的选择切换。
光标上移键
取消键 上翻一页键
菜单键
下翻一页键
光标左移键
图3.1 NSD500装置菜单系统按键布置图
光标右移键
确认键 光标下移键
装置操作按键布置如图3.2所示。
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图3.2 NSD500装置操作按键布置图
操作按键主要用于就地的控制操作，操作规则由组态软件决定，如2011隔离刀闸合操作的组态操作规则为“2011合确认执行”，则依次按键“2”、“0”、“1”、“1”、“合”、“ ”、“执行”，就地进行控制操作，在按“执行”键前可采用“<”（光标左移键）删除前一个按键输入，也可用“C”（取消键）删除所有输入。另外，只有在用户自定义画面上并且监控装置处于“就地”态时方可在就地进行控制操作。 4.4 切换开关
监控装置上有两把切换开关：“就地/远方”、“联锁/解锁”。它们用于控制方式的选择。“就地/远方”切换打到“远方”时可进行调度遥控、站级后台遥控；打到“就地”时只可在监控单元就地操作。“联锁/解锁”切换开关用于进行控制操作时是否进行逻辑闭锁检查。打到“联锁”位置进行逻辑闭锁检查；打到“解锁”则不进行逻辑闭锁检查。逻辑闭锁规则由组态软件决定。
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5、智能I/O模块
目前根据变电站的需要共开发了六种型号的智能I/O模块分别用于采集开关量信号输入，直流和交流模拟量输入、控制输出和同期控制输出。在今后的实际工程应用中还可根据需要增加模块类型。
5.1 开关量信号输入采集模块NSD500-DIM 5.1.1 功能
NSD500-DIM模块用于采集站内的开关量信号，例如开关、刀闸的位置接点信号、保护及各种告警信号等。 5.1.2 输入信号：
a) 输入信号点数：24点
b) 输入信号电平：220VDC（或110VDC，订货时须注明） c) 输入信号接法：共阴或共阳 d) 输入信号隔离措施：采用光电隔离
e) 输入信号门槛电平：输入信号为220V时，门槛值110V 输入信号为110V时，门槛值50V 5.1.3 SOE分辨率：≤1ms 5.1.4 抗干扰指标： a) 快速瞬变：4级 b) 抗浪涌：4级 5.1.5 绝缘性能：
a) 绝缘电阻：≥50MΩ
b) 绝缘强度：2000V 50Hz ／1分钟 5.1.6 对外通讯口 a) CAN网络接口 b) 调试串行口 5.1.7 其它
a) 具有硬件时钟同步输入接口（秒同步）
b) 具有在板地址拨码用以确定模件在CAN网络上的地址
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c) 软件滤波时间用户可定义，如不定义则缺省为50mS 5.1.8 输入端子及接线示意图：
RDIM211现场信号S1S2S32625S22S23S24SCOM220V/110V（背视）光电隔离26+(-)-(+)外部接线图5.1 NSC500-DIM模件输入端子及接线信号电源示意图- 16 -
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5.2 开关量信号输出模块NSD500-DOM 5.2.1 功能：
NSD500-DOM用于控制站内的电动刀闸和不需同期的断路器，也可以用于其它对象的控制，如变压器分接开关、风机组及保护装置远方复归等。 5.2.2 输出信号：
a) 输出点数（对象数）：12点（6个对象） b) 输出类型：继电器接点 c) 输出继电器容量：5A、30VDC d) 输出脉宽：可定义 5.2.3 抗干扰指标 a) 快速瞬变：4级 b) 抗浪涌：4级 5.2.4 绝缘性能： a) 接点间：1000Vrms b) 相邻接点间：2000Vrms c) 接点与线圈间：3000Vrms 5.2.5 对外通讯口 a) CAN网络接口 b) 串行调试口 5.2.6其它：
a) 具有在板地址拨码用以确定模件在CAN网络上的地址。
b) 操作电源由中央控制单元（MCU）控制，以保证即使在DOM板任一元
器件故障的情况下不误出口。
c) 输出接点数量和容量可以通过外扩NSD500-RLY插箱扩展。
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5.2.7 输出端子定义及接线示意图5.2
1DOM21被控对象DO1+DO1-DO2+DO2-2625DO12+DO12-（背视）内部隔离26外部接线图5.2 NSC500-DOM模件输出端子及接线示意图- 18 -
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5.3 直流模拟量输入信号采集模块NSD500-AIM 5.3.1 功能
NSD500-AIM模块用于采集站内的直流模拟信号，例如主变温度、室温、直流母线电压等经过变送器后输出的0-5V或4-20mA（0-20mA）的信号。 5.3.2 输入信号：
a) 输入信号点数：8点
b) 输入信号类型：0-5V或4-20mA（0-20mA）DC c) 输入信号隔离措施：采用继电器隔离 5.3.3 精度：0.5% 5.3.4抗干扰指标： a) 快速瞬变：4级 b) 抗浪涌：4级 5.3.5绝缘性能：
a) 绝缘电阻：≥50MΩ b) 绝缘强度：1000Vrms 5.3.6对外通讯口 a) CAN网络接口 b) 串行调试口 5.3.7其它：
a) 具有在板地址拨码用以确定模件在CAN网络上的地址 b) 信号采集周期用户可定义（＞0.5s）
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5.3.8 输入端子及接线示意图
1AIM21AI1+AI1-AI2+AI2-AI3+AI3-AI4+AI4-AI5+AI5-AI6+AI6-AI7+AI7-AI8+AI8-2625（背视）26外部接线图5.3 NSC500-AIM模件输入端子及接线示意图- 20 -
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附录1、测控装置配置表
_______________________________工程测控装置配置表
I/O 插箱 通讯 基本扩展继电智能交流开入控制断路器直流电压间隔名称 插箱 插箱 器箱 通讯 模件 模件 模件 控制 模件 模件 BB EB RLY IED ACM DIM DOM DLM AIM PTM 总 数 基本扩展继电智能交流开入控制断路器直流电压插箱 插箱 器箱 通讯 模件 模件 模件 控制 模件 模件 BB EB RLY IED ACM DIM DOM DLM AIM PTM ① IED模件用于与该间隔相关的智能设备通讯，例如保护装置等，每个IED板可提供四个串行口。
② 智能I/O模件功能如下：
ACM：用于采集一条线路的交流信号（3CT+3PT） DIM：用于采集24点开关量输入信号 DOM：用于控制6个对象的合分 DLM：用于需同期的断路器控制 AIM：用于采集8路直流模拟信号
PTM：用于采集两条母线的PT电压信号（6PT）
③ RLY：与NSD500-DOM模件配合，用以扩展输出继电器的接点数量和容量 ④ NSD500-BB：基本插箱，最多可扩展8个I/O模件 NSD500-EB：扩展插箱，最多可扩展7个I/O模件
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序号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 NSD500系列高压变电站单元测控装置 技术说明书
附录2、NSD500装置外形尺寸及安装说明
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附录3：NSD500调试口定义
NSD500装置的调试口位于装置面板上，采用D9（孔）型插头。其信号定义如下：
1 2 RXD 3 TXD 4 5 GND 6 7 8 9
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