Модуль дискретных и счётных входов WB-MCM8

From Wiren Board
This is the approved revision of this page, as well as being the most recent.
Other languages:
Модуль WB-MCM8
Модуль WB-MCM8
Модуль WB-MCM8
Плата WB-MCM8

Купить в интернет-магазине

Назначение

8-канальный модуль дискретных и счётных входов WB-MCM8 предназначен для подключения сигналов типа «сухой контакт» и «открытый коллектор» — кнопки, герконы и т.д. для контроля состояния и подсчета количества срабатываний. А также приборов с импульсными выходами — для учёта воды, электричества, газа и т. д. Также к модулю можно подключить до трёх квадратурных энкодеров типа AB или до двух типа ABZ.

При подключении выключателей без фиксации модуль может распознавать до четырёх типов нажатий и передавать события нажатий на контроллер по Modbus.

Меры безопасности

Во время монтажа, эксплуатации и технического обслуживания устройства следует соблюдать требования документов: ГОСТ 12.3.019-80, «Правила эксплуатации электроустановок потребителей», «Правила охраны труда при эксплуатации электроустановок» и других нормативных документов, действующих на объекте.

Любые подключения производить при отключенном питании. Не допускать попадание влаги на контакты клемм и внутренние элементы.

Физический доступ к устройству должен быть разрешен только квалифицированному обслуживающему персоналу.

Технические характеристики

Параметр Значение
Питание
Напряжение питания 9 – 28 В постоянного тока
Потребляемая мощность 0.1 Вт
Входы
Количество входов 8
Тип входов «Сухой контакт», групповая изоляция.

Напряжение на входе около 12 В (4.5 В до версии v1.1C) постоянного тока. Ток при замыкании входа около 2 мА.

Функции
  • Счет сигналов (0..2^32-1)
  • Вход «сухой контакт»
  • Счет различных типов нажатий при использовании режима входов как кнопки для детектирования нажатий
Частота и длительность импульсов Не более 9 Гц (не менее 50 мс) при настройках по умолчанию

До 3.1 кГц (не менее 0.2 мс) при записи 0 в регистр параметра времени антидребезга

Индикация
Индикация питания и обмена данными Зеленый светодиод Status (расположен под поверхностью верхней наклейки)
Индикация замыкания входов Красно-оранжевые светодиоды 1 – 7 (расположены под поверхностью верхней наклейки)

Для канала 8 индикация не предусмотрена.

Управление
Интерфейс управления RS-485
Изоляция интерфейса Неизолированный
Протокол обмена данными Modbus RTU, адрес задается программно, заводские настройки указаны на наклейке
Параметры интерфейса RS-485 Задаются программно, по умолчанию:

скорость — 9600 бит/с; данные — 8 бит; бит чётности — нет (N); стоп-биты — 2

Готовность к работе после подачи питания ~2 c
Условия эксплуатации
Температура воздуха От −40 до +80 °С
Относительная влажность До 95 %, без конденсации влаги
Климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69 O2.1*
Гарантийный срок 2 года
Срок службы 5 лет
Клеммники и сечение проводов
Рекомендуемое сечение провода с НШВИ, мм2 0.75 — 1 для входов управления, 2.5 — для силовых входов
Длина стандартной втулки НШВИ, мм 8
Момент затяжки винтов, Н∙м 0.2
Габариты
Ширина, DIN-юнитов 2
Габаритные размеры (Д x Ш x В) 36 x 90 x 58 мм
Масса (с коробкой) 90 г

Общий принцип работы

Индикация

Индикация модуля WB-MCM8

В модуле есть индикаторы, которые помогут определить его состояние без подключения к контроллеру:

  • S — статус обмена по Modbus: загорается при подаче низковольтного питания на модуль и мигает в момент опроса по шине RS-485. В устройствах с включенными событиями Быстрого Modbus ⚡ индикатор мигает более часто чем при стандартном опросе по очереди, так как опрос событий происходит быстрее. В режиме загрузчика редко мигает. При загрузке новой прошивки перестает менять свое состояние.
  • 1–7 — состояние входов: горит — вход замкнут. Индикатора для восьмого входа нет.

Входы

Цифровые входы DI (первая версия, с напряжением на входах ~4.5 В)

Входы WB-MCM8 работают по принципу «сухой контакт» — замыкание входа на землю ignd вызывает срабатывание входа. Есть индикация состояния входов с 1 по 8 и статуса устройства на лицевой крышке. При поступлении импульса на вход WB-MCM8 загорается соответствующий светодиод, изменяется значение состояния входа, а также увеличивается значение счетчика срабатываний этого входа. Значения всех счетчиков срабатываний записываются в энергонезависимую память устройства. Разрядность счетчиков — 32 бит.

Для каждого входа можно изменить параметр времени антидребезга. Начиная с версии прошивки 1.2.0, доступно измерение частоты импульсов на входе. Максимальная измеряемая частота достигается при выставлении параметра времени антидребезга в 0 и зависит от ревизии устройства — от ~1.2 до ~3.2 кГц.

Распознавание типов нажатий

Распознавание типов нажатий появилось в прошивке 1.3.2. В этом режиме измерения частоты входного сигнала не происходит. Модуль может распознавать четыре типа нажатий: короткое, длинное, двойное, короткое, а затем длинное.

Обработку нажатий можно использовать на контроллере, куда по Modbus передаются специальные счётчики для каждого типа нажатий.

Параметры распознавания нажатий можно изменять в настройках.

Пример правила с обработкой счётчиков нажатий

Работа с энкодерами

Пример диммирования лампы с помощью WB-MCM8, энкодера AB и диммера WB-MDM3

Поддержка энкодеров появилась в прошивке 1.5.0. К входам WB-MCM8 можно подключить двух- и трёх контактные квадратурные энкодеры типов AB и ABZ. Это могут быть как обычные механические энкодеры имеющие рукоятку для управления, скажем, яркостью освещения, так и точные оптические энкодеры для отслеживания перемещения объектов.

Всего доступно три канала, которые состоят из клемм, расположенных на одной клеммной колодке. Схему подключения смотрите в разделе Монтаж.

При подключении любого типа энкодера к входам модуля, настройте для каждого входа параметр Время подавления дребезга. Значение зависит от типа энкодера и подбирается экспериментально, обычно достаточно установить 5 мс.

AB энкодеры

AB энкодер

Энкодеры AB можно использовать для управления чем-то, например, для регулировки яркости освещения.

К модулю подключается три провода: A, B, GND. Положение вала доступно в канале Положение энкодера и может быть в диапазоне от −2147483648 до 2147483647. При достижении одной из границ, знак значения будет изменён на противоположный и отсчёт будет продолжен.

Часто в таких энкодерах есть выход Switch, который замыкается на GND при нажатии на вал — его можно подключить на любой свободный вход модуля и обрабатывать как обычную кнопку.

Канал Положение энкодера доступен для записи — так вы можете установить начальное значение.

ABZ энкодеры

ABZ энкодер

Энкодеры типа ABZ часто используются на производстве для отслеживания перемещения объектов.

К модулю такой энкодер подключается четыре провода: A, B, Z, GND. Для пользователя доступно два канала с данными и один параметр настройки.

Количество импульсов на один оборот — характеристика энкодера, влияет на поведение значения угла внутри оборота энкодера. Значение можно взять с корпуса энкодера, там будет что-то вроде: 100P/R, 2000P/R и т.п.

Угол внутри оборота — показывает количество шагов, которые сделал вал энкодера. По нему можно судить о направлении вращения. В момент прихода импульса по каналу Z оно принимает новое значение по алгоритму:

  • если вращение в сторону увеличения — обнуляется.
  • если вращение в сторону уменьшения — устанавливается равным параметру Количество импульсов на один оборот.

Количество оборотов — показывает количество полных оборотов энкодера. Значение, в зависимости от направления вращения, увеличивается или уменьшается на одну единицу в момент прихода импульса по каналу Z.

Значения каналов Угол внутри оборота и Количество оборотов могут доступны для записи, а сами значения могут быть в диапазоне от −32768 до 32767. При достижении одной из границ, знак будет изменён на противоположный и отсчёт будет продолжен.

Монтаж

Общие рекомендации

WB-MCM8 монтируется на стандартную DIN-рейку шириной 35 мм и занимает пространство в 2 DIN-модуля.

Клеммный блок «V+ GND A B» с шагом 3.5 мм служит для подключения питания и управления по шине RS-485. Для стабильной связи с устройством важно правильно организовать подключение к шине RS-485, читайте об этом в статье Физическое подключение шины RS-485.

Если устройства, подключенные к шине RS-485, питаются от разных источников питания, их клеммы GND должны быть соединены, подробнее.

Срабатывание дискретных входов происходит при их замыкании на землю iGND. Возникающий ток невелик (~2 мА), так что тип кнопки или выключателя может быть любым. Также не играет роли длина и сечение кабеля. Но для предотвращения наводок от близко расположенных силовых линий лучше использовать витую пару и подключать землю iGND ко второй жиле пары. Подробнее про подключение клемм iGND/GND.

Модуль должен эксплуатироваться при рекомендованных условиях окружающей среды и удовлетворять требованиям электробезопасности при его установке.

Пример подключения счётчиков и кнопок

На рисунке Пример монтажа WB-MCM8 показан пример монтажа модуля WB-MCM8.

В примере ко входам 3 и 6 подключены два счетчика расхода воды с выходом «сухой контакт», а ко входу 7 — выключатель без фиксации. Всего можно подключить до восьми устройств.

Если вы планируете не только измерять расход воды, но и реагировать на аварии, то рекомендуем использовать специализированный модуль WB-MWAC.

Пример подключения энкодеров

Примеры подключения энкодеров к WB-MCM8

К модулю WB-MCM8 можно подключить до трёх энкодеров AB и до двух энкодеров ABZ.

При работе с энкодерами, модуль делится на три канала, которые представляют собой набор клемм в рамках одного клеммника. Свободные клеммы можно использовать для других типовых задач: подсчёт импульсов или обработка нажатий.

В примерах мы подключаем энкодеры к первому каналу, но вы можете комбинировать их как угодно.

При подключении энкодеров к входам модуля, не забудьте уменьшить значение антидребезга, подробнее читайте в разделе Работа с энкодерами.

Каналы работы с энкодером
Вход WB-MCM8 Канал для
подключения
энкодера
Сигнал
1 1 A
2 B
3 Z
iGND GND (G)
4 2 A
5 B
6 Z
iGND GND (G)
7 3 A
8 B
iGND GND (G)

Представление в веб-интерфейсе контроллера Wiren Board

Элементы управления и индикации модуля WB-MCM8 в веб-интерфейсе контроллера Wiren Board

Выбор шаблона

Чтобы устройство появилось на вкладке Устройства в веб-интерфейсе контроллера Wiren Board, добавьте новое serial-устройство и выберите шаблон WB-MCM8.

Управление устройством и просмотр значений

В веб-интерфейсе вы можете управлять выходами устройства и просматривать полученные с него значения. Список отображаемых каналов можно изменить через настройки устройства, доступные на странице выбора шаблона.

В веб-интерфейсе вы можете просматривать полученные с него значения. Список отображаемых каналов можно изменить через настройки устройства, доступные на странице выбора шаблона.

Переключатели Input 1 ­— Input 8 показывают текущее состояние входов реле и недоступны для изменения.

Счетчики Input 1 counter­ — Input 8 counter считают все замыкания входов на iGND и предназначены для подсчета импульсов с выходов других устройств, например, водяных счетчиков. Значения счетчиков Input counter хранится в энергонезависимой памяти и сохраняются после сброса питания.

Для обработки нажатий кнопок есть счетчики типов нажатий. Они доступны в режиме Счёт и детектирование нажатий. Значения счетчиков нажатий хранятся в оперативной памяти устройства и обнуляются после сброса питания.

Настройка

Настройка антидребезга в веб-интерфейсе контроллера Wiren Board

Способы настройки

  1. Указать параметры в веб-интерфейсе контроллера Wiren Board. Перейдите на страницу настройки serial-устройств, выберите порт, найдите или добавьте устройство и измените параметры. Если нужный параметр отсутствует в шаблоне, его можно задать через пользовательские параметры.
  2. Записать настройки в Modbus-регистры модуля из консоли контроллера с помощью утилиты modbus­_client.
  3. Eсли нет контроллера Wiren Board, используйте компьютер с преобразователем интерфейсов USB-RS485.

Мы постоянно совершенствуем наши устройства, поэтому, если вы не нашли описанных в документации настроек — обновите прошивку устройства и программное обеспечение контроллера.

Антидребезг

Для любого из входов вы можете настроить фильтр антидребезга в параметре Время подавления дребезга. Возможные значения от 0 до 100 мс, значение по умолчанию — 50 мс.

Энкодеры

Устройство имеет 3 канала обработки сигналов энкодера. Для каждого канала выбирается режим работы. Если выбран не 0 режим и канал активирован на работу с энкодером то независимые регистры режимов работы входов игнорируются. в режиме двухпроводного подключения вход для сигнала Z остается в режиме входа и управляется своим регистром выбора режима.

Первые два канала могут быть настроены в режим трехпроводного подключения. В этом режиме необходимо задать количество импульсов на один оборот. Если это не сделать то при переходе через оборот когда появляется сигнал Z счетчик положения вала внутри оборота будет работать в отрицательных значениях.

Счетчики замыканий и нажатий

Для счета замыканий входов на землю есть счетчики Input X counter­. Они доступны во всех режимах и предназначены для подсчета импульсов и обработки сигналов «сухой контакт».

В режиме работы по mapping-матрице доступны счетчики типов нажатий:

  • Single Press Counter — одиночных коротких,
  • Long Press Counter — длинных,
  • Double Press Counter — двойных коротких,
  • Shortlong Counter — коротких, а затем длинных.

Они считают не замыкания входов, а распознанные типы нажатий, и предназначены для обработки нажатий кнопок.

Счетчики Counter и Single Press Counter похожи по выполняемой функции, но отличаются принципом обработки замыкания:

  • счетчик Counter срабатывает сразу после замыкания входа с учетом времени подавления дребезга, которое можно настроить,
  • счетчик Single Press Counter срабатывает, если было зафиксировано короткое нажатие и не было второго нажатия. Время срабатывания складывается из длительности короткого нажатия и времени ожидания второго нажатия.

Поэтому при использовании счетчика Single Press Counter для счета дискретных сигналов, возможно придется уменьшить время ожидания второго нажатия. Рекомендуем для счета импульсов и срабатываний геркона использовать Input Counter, а для работы с кнопками — счетчики нажатий кнопок.

Значения счетчиков замыканий Input X counter­ хранится в энергонезависимой памяти и сохраняются после сброса питания.

Значения счетчиков нажатий хранятся в оперативной памяти и обнуляются при сбросе питания.

Счёт и детектирование нажатий

С прошивки 1.6.0 для этого режима доступна отправка событий . При выборе режима Счет и детектирование нажатий, вы сможете настроить передачу счётчиков нажатий на контроллер. Как это работает, смотрите в разделе Распознавание типов нажатий.

Доступны настройки:

Диаграмма генерации событий для типов нажатий. Антидребезг здесь отключён
Счётчики нажатий для первого входа в веб-интерфейсе контролера Wiren Board
  • Время длинного нажатия (мс) — время в мс, которое разделяет длинные и короткие нажатия. Если нажатие длится больше указанного времени, оно считается длинным, иначе — коротким.
  • Время ожидания второго нажатия (мс) — время в мс, которое создает «окно» указанной длительности после завершения короткого нажатия. Если второе нажатие попадет в это окно, нажатие будет считаться двойным, иначе — одиночным.
  • Время подавления дребезга (мс) — время в мс, в течение которого сигнал на входном клеммнике должен иметь неизменный уровень, после чего он будет зафиксирован и обработан алгоритмом распознавания нажатий. При работе с нажатиями, значение должно быть в 5-10 раз меньше, чем время ожидания второго нажатия.
  • Период опроса для каждого счётчика — чтобы обрабатывать нажатия программно на контроллере, включите опрос нужных счётчиков и настройте период опроса по инструкции.

Детектирование двойных вносит задержку на детектирование одиночных. Например, при настройке по умолчанию (300 мс) событие одиночного нажатия произойдет через 300 мс после отпускания кнопки. Если вам не нужны двойные и короткие, а затем длинные нажатия, то Время ожидания двойного нажатия нужно установить на 0 мс. Тогда событие одиночного нажатия произойдет сразу после отпускания кнопки.

Распознавание нажатий выполняется после подавления дребезга. Это означает, что при настройке Время подавления дребезга по умолчанию (50 мс) любые нажатия длительностью менее 50 мс будут игнорироваться. Точно так же это влияет на скорость реакции при отпускании кнопки: отпускание будет зафиксировано через 50 мс после фактического отпускания кнопки. Время подавления дребезга следует подбирать к конкретной кнопке таким образом, чтобы вносимая задержка была минимальной, но не было ложных срабатываний, например, двойное нажатие вместо одиночного.

Работа по Modbus

Настройка Modbus-модулей и обновление прошивок

Устройства Wiren Board управляются по протоколу Modbus RTU. На физическом уровне подключаются через интерфейс RS-485.

Поддерживаются все основные команды чтения и записи одного или нескольких регистров. Смотрите список доступных команд в описании протокола Modbus.

Настроить параметры модуля можно в веб-интерфейсе контроллера Wiren Board, или через сторонние программы.

Параметры порта по умолчанию

Значение
по умолчанию
Название параметра
в веб-интерфейсе
Параметр
9600 Baud rate Скорость, бит/с
8 Data bits Количество битов данных
None Parity Бит чётности
2 Stop bits Количество стоповых битов

В актуальной версии прошивки устанавливать параметр Stop bits необязательно — устройство будет работать без ошибок и в случае, когда количество стоповых битов не совпадает с настройками Modbus-мастер.

Для ускорения отклика устройств рекомендуем поднять скорость обмена до 115 200 бит/с, см. Настройка параметров обмена данными

Modbus-адрес

Modbus-адрес, установленный на производстве. Слева наклейка на верхней крышке устройства, справа — на боковой стенке

Каждое устройство на линии имеет уникальный адрес в диапазоне от 1 до 247. Адрес устройства, установленный на заводе, указан на наклейках, расположенных на верхней крышке и сбоку. На заводе устройствам Wiren Board в одной партии присваиваются разные адреса, поэтому в вашем заказе, скорее всего, адреса не будут повторяться.

О том, как узнать, изменить или сбросить Modbus-адрес устройства, читайте в статье Modbus-адрес устройства Wiren Board.

Карта регистров

Карта регистров WB-MCM8

Расширение Быстрый Modbus

Начиная с версии прошивки 1.6.0 устройство поддерживает расширение Быстрый Modbus. События для входов доступны только в режиме Счёт и детектирование нажатий.

О Быстром Modbus

Быстрый Modbus добавляет стандартному протоколу Modbus новые полезные функции: быстрое сканирование устройств Wiren Board на шине RS-485 и опрос событий.

Дополнительные возможности активируются специальной командой с мастера. Поэтому устройства Wiren Board можно без проблем использовать с любым сторонним оборудованием.

Не все регистры устройства поддерживают генерацию событий, смотрите карту регистров. Регистры с событиями отмечены молнией ⚡. Подробнее читайте на странице Быстрый Modbus.

Обновление прошивки и сброс настроек

Обновление прошивок устройств (24:08)

При обновлении прошивки устройства пользовательские настройки удаляются. Если вы задавали настройки в веб-интерфейсе контроллера, то они будут автоматически восстановлены при первом опросе устройства. В устройствах Wiren Board, выпущенных с 2019 года, можно обновлять прошивку по протоколу Modbus. Это даёт возможность устранять найденные в прошивке ошибки на месте монтажа, а иногда и добавлять новые функции, если это возможно технически.

Инструкции:

Узнать о выходе новой версии прошивки можно в Журнале изменений в прошивке.

Известные неисправности

Список известных неисправностей

Ревизии устройства

Номер партии (Batch №) указан на наклейке на боковой поверхности корпуса или на печатной плате.

Ревизия Партии Дата выпуска Отличия от предыдущей ревизии
1.2 v1.2O/1, v1.2P, v1.2Q - ... 01.2024 - ...
  • Версия платы с МК v4.4 c незначительными внутренними изменениями
1.2 v1.2D - v1.2O 09.2022 - 01.2024
  • Другой вид серийных номеров (изменена микросхема eeprom)
1.2 v1.2A, v1.2B, v1.2C 02.2022 - 08.2022
  • На микроконтроллерной плате новой ревизии
1.1 v1.1I 02.2022
  • На микроконтроллере GD32, исправлена программная ошибка ERRMCM01
1.1 v1.1H 06.2021 - 01.2022
  • На микроконтроллере GD32; партия подвержена программной ошибке ERRMCM01
1.1 1.1D - v1.1G 01.2020 - 05.2021
  • Напряжение на входах типа «сухой контакт» стало ~12 В
  • Увеличена максимальная частота работы входов до 3.1 кГц (для прошивок начиная с 1.2.0)
1.1 1.1A - 1.1C до 12.2019
  • Первая версия: с разъемными клеммниками DEGSON, напряжение на входах типа «сухой контакт» ~4.5 B

Изображения и чертежи устройства

Габаритные размеры модулей в корпусе 2 DIN

Corel Draw 2018 (шрифт — Ubuntu): Файл:WB-Library.cdr.zip

Visio:

  1. Устройства Wiren Board: Файл:WB-Visio-Lib.cdr.zip.
  2. Щиты, автоматы, контакторы и прочее.

SVG: Файл:WB-MCM8.svg.zip

Габаритный чертеж модуля (DXF): Файл:WB-MCM8.dxf.zip

Габаритный чертеж модуля (PDF): Файл:WB-MCM8.dxf.pdf

База УГО для AutoCAD Electrical: Файл:Wirenboard-AE-base.zip