Модуль аналоговых входов WB-MAI11
This is the approved revision of this page, as well as being the most recent.
Эта страница описывает снятое с производства устройство WB-MAI11, описание нового WB-MAI6.
Назначение
Модуль ввода аналоговый WB-MAI11 предназначен для:
- измерения напряжения;
- измерения тока;
- измерения сопротивления по двухпроводной и трехпроводной схемам;
- измерения температуры с помощью термопар или термометров сопротивления;
- измерения сигнала с ратиометрических датчиков или переменных резисторов;
- подключения сигналов типа «сухой контакт» и «открытый коллектор».
Режим входа выбирается при конфигурировании прибора. Подключение дополнительных внешних нагрузочных/подтягивающих резисторов не требуется. Прибор позволяет подключить одновременно до 22 различных датчиков.
Управление модулем производится с контроллера или ПК по шине RS-485 командами по протоколу Modbus.
Технические характеристики
Параметр | Значение |
---|---|
Питание | |
Напряжение питания | 9 – 28 В |
Потребляемая мощность | 0.2 Вт |
Каналы измерения | |
Число каналов | 11 дифференциальных либо 22 однополярных |
Измерение напряжения | −2 – 2 В в дифференциальном режиме
0 – 2 В в однополярном режиме |
Измерение тока | 0 – 20 мА |
Измерение сопротивления | 0 – 5000 Ом |
Типы поддерживаемых термопар | K |
Типы поддерживаемых термометров сопротивления | Pt50, Pt100, Pt500, Pt1000, 50П, 100П, 500П, 1000П, 50М, 100М, 500М, 1000М, Ni100, Ni500, NI1000 |
Погрешность при измерении напряжения | ±0.2 % |
Погрешность при измерении тока | ±0.2 % |
Базовая погрешность при измерении сопротивления | ±0.05 % |
Клеммники и сечение проводов | |
Рекомендуемое сечение провода с НШВИ | 0.35 – 1 мм2 — одинарные, 0.35 – 0.5 мм2 – сдвоенные провода |
Длина стандартной втулки НШВИ | 8 мм |
Момент затяжки винтов | 0.2 Н∙м |
Управление | |
Интерфейс управления | RS-485 |
Изоляция интерфейса | Гальванически развязанный от измерительных цепей |
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 | ~3 c |
Условия эксплуатации | |
Температура воздуха | От −40 до +80 °С |
Относительная влажность | До 98 %, без конденсации влаги |
Гарантийный срок | 2 года |
Срок службы | 5 лет |
Габариты | |
Ширина, DIN-юнитов | 6 |
Габаритные размеры (Д x Ш х В) | 106 x 90 x 58 мм |
Масса (с коробкой) | 190 г |
Общий принцип работы
WB-MAI11 имеет 11 универсальных входов. Каждый вход по очереди подключается к АЦП для измерения входных сигналов.
Разрядность АЦП составляет 16 бит. Каждый канал оборудован ФНЧ первого порядка для защиты от ВЧ помех. Для повышения точности при измерении медленно меняющихся сигналов поддерживается оверсемплинг (до 50) и дополнительный цифровой ФНЧ первого порядка. Они настраиваются через регистры Modbus или через веб-интерфейс контроллера Wiren Board.
АЦП измеряет в дифференциальном режиме (например, для термопар, термометров сопротивления по трёхпроводной схеме) или в однополярном режиме (например, для сигналов 4-20 мА или 0-1 В).
Сигналы тока (4-20 мА) измеряются с помощью встроенных в прибор шунтирующих резисторов в 100 Ом. Для измерения термометров сопротивления по двух- и трёхпроводной схеме используются встроенные прецизионные источники тока 250 мкА.
На каждый из 11 клеммных блоков выведены выход 5В и сигнальная земля. Для всех каналов они объединены внутри устройства.
Выход 5В используется для питания внешних датчиков (например, датчиков тока на эффекте Холла) и для подключения ратиометрических датчиков (например, положения заслонки).
ВНИМАНИЕ: измерительные входы P и N выдерживают напряжение не более 5 В и не защищены от перенапряжения и переполюсовки.
Интерфейс RS-485 и вход питания гальванически изолирован от измерительных каналов. Каналы не изолированы друг от друга.
Для корректного детектирования отсутствия термопары К-типа, входные фильтрующие конденсаторы разряжаются кратковременными (несколько мкс) импульсами с помощью встроенных резисторов 100 Ом. Стоит иметь это в виду, если вместо термопары будет подключаться другой источник ЭДС. Разрядка конденсаторов производится только в режиме «Стандартные датчики» при выборе одной из поддерживаемых термопар. В базовых режимах разрядка не выполняется.
При использовании двухпроводной схемы измерения сопротивления, сопротивление проводов, соединений, контактов, клемм включается в результат измерения. Если это возможно, то для термисторов с низким сопротивлением рекомендуем использовать более точную трёхпроводную схему.
При использовании трехпроводной схемы измерения сопротивления, сопротивление проводов практически не влияет на результат измерения при условии, что все провода до датчика одинаковые. Абсолютное влияние сопротивления проводов на конечный результат составляет 0.003Rw в отличие от 2Rw (Rw — сопротивление одного провода до датчика) в двухпроводной схеме. Сопротивления проводов, подключенных к INxP и INxN должны быть максимально близкими друг к другу. Разница сопротивлений проводов суммируется с измеряемым сопротивлением, т. е. абсолютное влияние разницы сопротивлений на конечный результат составляет |Rw1-Rw2|.
При измерении сопротивления через измерение тока WB-MAI11 может измерять сопротивления в широком диапазоне: от 150 Ом до 1 МОм, поэтому в этом режиме можно подключать NTC-термисторы. Следует учитывать, что чем меньше сопротивление NTC, тем больше ток в цепи и самонагрев NTC. Поэтому устройство искусственно снижает частоту опроса входа в зависимости от текущего сопротивления NTC для уменьшения самонагрева. Возможно подключение двух NTC к одному входу, но в этом случае скорость опроса снижается, т. к. во время опроса одного, ток идет через оба NTC, что влечет увеличение времени простоя для компенсации самонагрева. Для повышения точности измерения высоких сопротивлений не рекомендуется увеличивать установленный по умолчанию data rate — 20 SPS.
Монтаж
Монтаж устройства в шкаф
WB-MAI11 монтируется на стандартную DIN-рейку шириной 35 мм и занимает ширину 6 DIN-модулей.
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 в статье Заземление устройств Wiren Board и подключение контактов GND и iGND.
Рекомендуем для монтажа использовать гибкие многожильные провода с обжатием концов втулочными наконечниками (НШВИ — наконечник штыревой втулочный изолированный).
При снятии изоляции провод должен зачищаться ровно по длине гильзы (можно зачистить больше, а потом откусить выступающий излишек). Для обжима (опрессовывания) используйте пресс-клещи (кримпер, «обжимка»). При монтаже обжатый наконечником провод не разрушается винтовым зажимом и надежно фиксируется.
Не прикладывайте чрезмерное усилие при завинчивании клеммы — это приводит к разрушению винтового разъема.
Схемы подключения входов
Возможные комбинации датчиков для одного входа
К одному входу возможно подключение двух датчиков со следующими ограничениями:
- Если канал INxP выключен, канал INxN также должен быть выключен
- Если канал INxP имеет дифференциальный тип, настройки для канала INxN игнорируются
- Канал INxN не может иметь дифференциальный тип
- Если канал INxP настроен на режим измерения тока, то и канал INxN также должен быть настроен на измерение тока либо отключен
- Если канал INxP настроен на режим измерения сопротивления или напряжения, канал INxN также должен быть настроен на измерение сопротивления или напряжения
- Если канал INxP настроен на режим измерения сопротивления через измерение тока, то и канал INxN также должен на этот режим или отключен
Настройки канала INxP имеют приоритет над настройками канала INxN. Если вышеперечисленные условия не выполняются, настройки канала INxN игнорируются и канал отключается. В таблице 2 приведены возможные комбинации датчиков для одного входа.
Схема подключения канала INxP | Возможная схема подключения канала INxN | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Схема 1 | Схема 2 | Схема 3 | Схема 4 | Схема 5 | Схема 6 | Схема 7 | Схема 8 | |
Схема 1
Измерение напряжения в дифференциальном режиме |
||||||||
Схема 2
Измерение напряжения |
V | V | V | |||||
Схема 3
Измерение тока |
V | |||||||
Схема 4
Подключение термопары |
||||||||
Схема 5
Подключение датчиков «сухой контакт» и измерение сопротивления по двухпроводной схеме |
V | V | V | |||||
Схема 6
Подключение ратиометрических датчиков |
V | V | V | |||||
Схема 7
Измерение сопротивления по трехпроводной схеме |
||||||||
Схема 8
Измерение сопротивления через измерение тока |
V |
Настройка
Описание режимов работы устройства
Устройство позволяет для каждого входа настроить следующие режимы работы:
- Измерение напряжения ратиометрического датчика (в однополярном режиме)
- Измерение напряжения (в дифференциальном или однополярном режиме)
- Измерение сопротивления (в дифференциальном или однополярном режиме)
- Измерение тока (только в однополярном режиме)
- Измерение сопротивления через измерение тока (только в однополярном режиме)
В таблице 3 приведено полное описание всех возможных режимов работы. Данные режимы являются «базовыми», измерение сигналов со стандартных датчиков основано на них.
В регистры «тип датчика» (0xX400, 0xX401) для каждого входа могут быть занесены коды из таблицы 3 либо из таблицы 4. Для измерения нестандартных величин можно выбрать тип входа и диапазон измерения вручную из таблицы 3 .
Тип
измеряемого сигнала |
Режим входа | Код
HEX |
Код
DEC |
Описание | Коэффициент
усиления |
Диапазон измерения | Погрешность | Формат
выходных данных |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Ратиометрические датчики.
Результат в процентах от выходного напряжения клеммы 5В. |
Однополярный | 0x0000 | 0 | Измерение напряжения с ратиометрических датчиков (схема на рис. 6). | 1 | 0...(+5V) | ±0.1 % | % · 100 |
2 | 0...(+5V / 2) | |||||||
4 | 0...(+5V / 4) | |||||||
Дифференциальный | 0x0100 | 256 | Измерение напряжения с ратиометрических датчиков в дифференциальном режиме от −5 до 5 В (схема на рис. 1). | 1 | ± (+5V) | ±0.1 % | ||
2 | ± (+5V / 2) | |||||||
4 | ± (+5V / 4) | |||||||
Измерение
напряжения |
Однополярный | 0x0001 | 1 | Измерение напряжения в однополярном режиме от 0 до 2 В (схема на рис. 2) | 1 | 0...2048 мВ | ±(0.2 % + 100 мкВ) | мкВ |
2 | 0...1024 мВ | |||||||
4 | 0...512 мВ | |||||||
Дифференциальный | 0x0101 | 257 | Измерение напряжения в дифференциальном режиме от −2 до 2 В (схема на рис. 1)
Измерение напряжения с термопары (схема на рис. 4) |
1 | ± 2048 мВ | ±(0.2 % + 30 мкВ) | ||
2 | ± 1024 мВ | |||||||
4 | ± 512 мВ | |||||||
8 | ± 256 мВ | |||||||
16 | ± 128 мВ | |||||||
32 | ± 64 мВ | |||||||
64 | ± 32 мВ | |||||||
128 | ± 16 мВ | |||||||
Измерение
сопротивления |
Однополярный | 0x0002 | 2 | Измерение сопротивления по двухпроводной схеме (схема на рис. 5.1)
Подключение датчиков типа «сухой контакт» (схема на рис. 5.2) |
1 | 0...5000 Ом | (±0.05 % + 0.3 Ом) | Ом · 100 |
2 | 0...2550 Ом | |||||||
4 | 0...1275 Ом | |||||||
1 | 0...5100 Ом | |||||||
2 | 0...2550 Ом | |||||||
4 | 0...1275 Ом | |||||||
Дифференциальный
(трехпроводная схема) |
0x0102 | 258 | Измерение сопротивления по трехпроводной схеме (схема на рис. 7) | 1 | 0...5000 Ом | ±(0.05 % + 0.15 Ом) | ||
2 | 0...2550 Ом | |||||||
4 | 0...1275 Ом | |||||||
Измерение
тока |
Однополярный | 0x0003 | 3 | Измерение тока от 0 до 20 мА (схема на рис. 3) | 1 | 0...20.48 мА | ±(0.2 % + 1мкА) | нА |
2 | 0...10.24 мА | |||||||
4 | 0...5.12 мА | |||||||
Измерение сопротивления
через измерение тока в цепи |
Однополярный | 0x0004 | 4 | Измерение сопротивления NTC-термистора (схема на рис. 8)
Ток в цепи идет только в момент опроса текущего входа, во время опроса остальных входов ток не идет, в отличие от режиме «измерение тока», где ток идет всегда. |
1 | 200 Ом .. 250 кОм | ±3 % в конце диапазона
±1,5% в середине диапазона ±0.5% в начале диапазона |
Ом |
2 | 500 Ом .. 500 кОм | |||||||
4 | 1200 Ом .. 1 МОм |
Типы поддерживаемых стандартных датчиков
Поддерживаемые типы стандартных датчиков приведены в таблице 4. При использовании стандартных датчиков значения регистров 0xX40 А и 0xX40 В (коэффициент усиления) игнорируется. Стандартные датчики имеют код 0x1XXX
.
Код датчика
HEX |
Код датчика
DEC |
Описание | Коэффициент
усиления |
Формат
сырых данных |
Формат
пересчитанных данных |
Погрешность | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Термоэлектрические преобразователи
Режим работы — измерение напряжения с термопары (схема на рис. 4) | ||||||||
0x1000 | 4096 | ТХА (K) | 32 | мкВ | °C · 10 | ±(0.8 °С + 0.2% · Δt) | ||
Примечание: Δt - разница между измеряемой термопарой температурой и температурой WB-MAI, если термопара подключена напрямую к входу WB-MAI11 без удлинения проводов. | ||||||||
Термометры сопротивления по двухпроводной схеме
Режим работы — измерение сопротивления по двухпроводной схеме (схема на рис. 5.1) | ||||||||
0x1100 | 4352 | Pt 50 (α = 0,00385 °C -1) | 4 | Ом · 100 | °C · 10 | ±1.5 °С | ||
0x1101 | 4353 | Pt 100 (α = 0,00385 °C -1) | 4 | ±0.8 °С | ||||
0x1102 | 4354 | Pt 500 (α = 0,00385 °C -1) | 2 | ±0.2 °С | ||||
0x1103 | 4355 | Pt 1000 (α = 0,00385 °C -1) | 1 | ±0.15 °С | ||||
0x1110 | 4368 | 50П (α = 0,00391 °C -1) | 4 | ±1.5 °С | ||||
0x1111 | 4369 | 100П (α = 0,00391 °C -1) | 4 | ±0.8 °С | ||||
0x1112 | 4370 | 500П (α = 0,00391 °C -1) | 2 | ±0.2 °С | ||||
0x1113 | 4371 | 1000П (α = 0,00391 °C -1) | 1 | ±0.15 °С | ||||
0x1120 | 4384 | 50М (α = 0,00428 °C -1) | 4 | ±1.4 °С | ||||
0x1121 | 4385 | 100М (α = 0,00428 °C -1) | 4 | ±0.7 °С | ||||
0x1122 | 4386 | 500М (α = 0,00428 °C -1) | 4 | ±0.2 °С | ||||
0x1123 | 4387 | 1000М (α = 0,00428 °C -1) | 2 | ±0.14 °С | ||||
0x1130 | 4400 | Ni 100 (α = 0,00617 °C -1) | 4 | ±0.5 °С | ||||
0x1131 | 4401 | Ni 500 (α = 0,00617 °C -1) | 2 | ±0.13 °С | ||||
0x1132 | 4402 | Ni 1000 (α = 0,00617 °C -1) | 1 | ±0.1 °С | ||||
Примечание: без учёта сопротивления проводов и контактов | ||||||||
Термометры сопротивления по трехпроводной схеме
Режим работы – измерение сопротивления по трехпроводной схеме (схема на рис. 7) | ||||||||
0x1200 | 4608 | Pt 50 (α = 0,00385 °C -1) | 4 | Ом · 100 | °C · 10 | ±(0.6 + Rw · 0.02 Ом-1 )°С | ||
0x1201 | 4609 | Pt 100 (α = 0,00385 °C -1) | 4 | ±(0.33 + Rw · 0.01 Ом-1 )°С | ||||
0x1202 | 4610 | Pt 500 (α = 0,00385 °C -1) | 2 | ±(0.14 + Rw · 0.002 Ом-1 )°С | ||||
0x1203 | 4611 | Pt 1000 (α = 0,00385 °C -1) | 1 | ±(0.13 + Rw · 0.001 Ом-1 )°С | ||||
0x1210 | 4624 | 50П (α = 0,00391 °C -1) | 4 | ±(0.6 + Rw · 0.02 Ом-1 )°С | ||||
0x1211 | 4625 | 100П (α = 0,00391 °C -1) | 4 | ±(0.33 + Rw · 0.01 Ом-1 )°С | ||||
0x1212 | 4626 | 500П (α = 0,00391 °C -1) | 2 | ±(0.14 + Rw · 0.002 Ом-1 )°С | ||||
0x1213 | 4627 | 1000П (α = 0,00391 °C -1) | 1 | ±(0.13 + Rw · 0.001 Ом-1 )°С | ||||
0x1220 | 4640 | 50М (α = 0,00428 °C -1) | 4 | ±(0.6 + Rw · 0.02 Ом-1 )°С | ||||
0x1221 | 4641 | 100М (α = 0,00428 °C -1) | 4 | ±(0.31 + Rw · 0.01 Ом-1 )°С | ||||
0x1222 | 4642 | 500М (α = 0,00428 °C -1) | 4 | ±(0.13 + Rw · 0.002 Ом-1 )°С | ||||
0x1223 | 4643 | 1000М (α = 0,00428 °C -1) | 2 | ±(0.12 + Rw · 0.001 Ом-1 )°С | ||||
0x1230 | 4656 | Ni 100 (α = 0,00617 °C -1) | 4 | ±(0.23 + Rw · 0.006 Ом-1 )°С | ||||
0x1231 | 4657 | Ni 500 (α = 0,00617 °C -1) | 2 | ±(0.09 + Rw · 0.0013 Ом-1 )°С | ||||
0x1232 | 4658 | Ni 1000 (α = 0,00617 °C -1) | 1 | ±(0.08 + Rw · 0.0006 Ом-1 )°С | ||||
Примечание: Rw - сопротивление каждого провода. Должны использоваться одинаковые провода одинаковой длины для подключения к клеммам P и N. | ||||||||
Датчики с токовым выходом
Режим работы — измерение тока от 0 до 20 мА (схема на рис. 3) | ||||||||
0x1300 | 4864 | от 0 до 5 мА | 4 | нА | 0 мА = нижняя граница (регистры 0xX408 / 0xX409)
5 мА = верхняя граница (регистры 0xX40A / 0xX40B) |
±0.25 % | ||
0x1301 | 4865 | от 0 до 20 мА | 1 | нА | 0 мА = нижняя граница (регистры 0xX408 / 0xX409)
20 мА = верхняя граница (регистры 0xX40A / 0xX40B) |
±0.25 % | ||
0x1302 | 4866 | от 4 до 20 мА | 1 | нА | 4 мА = нижняя граница (регистры 0xX408 / 0xX409)
20 мА = верхняя граница (регистры 0xX40A / 0xX40B) |
±0.25 % | ||
Датчики с выходом «напряжение» в однополярном режиме
Режим работы — измерение напряжения в однополярном режиме от 0 до 2 В (схема на рис. 2) | ||||||||
0x1400 | 5120 | от 0 до 1 В | 2 | мкВ | 0 В = нижняя граница(регистры 0xX408 / 0xX409)
1 В = верхняя граница (регистры 0xX40A / 0xX40B) |
±0.2 % | ||
Примечание: входы WB-MAI в этом режиме имеют низкий импеданс (50мкА подтяжку к верху), чтобы обнаруживать входы, к которым ничего не подключено. Обратитесь к производителю для отключения. | ||||||||
Датчики с выходом «напряжение» в дифференциальном режиме
Режим работы — измерение напряжения в дифференциальном режиме от −2 до 2 В (схема на рис. 1) | ||||||||
0x1500 | 5376 | от -50 до 50 мВ | 32 | мкВ | -50 мВ = нижняя граница(регистры 0xX408 / 0xX409)
50 мВ = верхняя граница (регистры 0xX40A / 0xX40B) |
±0.2 % | ||
Датчики контактные (сухие)
Режим работы — измерение сопротивления по двухпроводной схеме (схема на рис. 5.3) | ||||||||
0x1600 | 5632 | Сухой контакт | 1 | Ом · 100 | 0 — датчик разомкнут или отсутствует
1 — датчик замкнут |
|||
NTC термисторы
Режим работы — измерение сопротивления через измерение тока (схема на рис. 8) | ||||||||
0x1700 | 5888 | NTC 10k (B = 3988 K) | 1 - 4 (авто) | Ом | °C · 10 | Ниже -40 °С: ±1 °С
От -40 до -20 °С: ±0.5 °С Выше -20 °С: ±0.25 °С |
Примеры конфигурации устройства
В таблице 5 приведено несколько примеров конфигурации устройства. Адреса регистров приведены для канала № 1. Для использования других каналов адреса следует пересчитать в соответствии с таблицей 6.
В таблице заполнены только те ячейки, которые влияют на конфигурацию входа для измерения сигналов с указанных датчиков. В остальные регистры конфигурации следует записать «0».
Адрес регистра | Примеры конфигураций для некоторых датчиков | |||
---|---|---|---|---|
Измерение температуры
термопарой K-типа (подключена к входу IN1). Схема на рис. 4 |
Измерение температуры
термометров сопротивления Pt1000 по трехпроводной схеме (подключен к входу IN1). Схема на рис. 7 |
Измерение сигнала с
датчика с токовым выходом 4–20 мА (подключен к входу IN1P). Схема на рис. 3 |
Измерение температуры
NTC-термистором 10 кОм, B = 3988 K. Схема на рис. 8 | |
Регистры конфигурации | ||||
0x1400 | 0x1000 | 0x1203 | 0x1302 | 0x1700 |
0x1401 | ||||
0x1402 | 20 | 20 | 20 | 20 |
0x1403 | ||||
0x1404 | 0 | 0 | 0 | 0 |
0x1405 | ||||
0x1406 | ||||
0x1407 | ||||
0x1408 | 100 | |||
0x1409 | ||||
0x140A | 800 | |||
0x140B | ||||
Регистры измеренных значений | ||||
0x1500 | Напряжение на термопаре, мкВ | Сопротивление датчика, Ом · 100 | Ток, нА | Сопротивление датчика, Ом |
0x1502 | ||||
0x1504 | Температура спая, °C · 10 | Температура датчика, °C · 10 | 100 - при токе 4 мА; 800 - при токе 20 мА
если значение не в диапазоне [100..800], датчик неисправен или отсутствует |
Температура датчкика, °C · 10 |
0x1505 | ||||
0x1506 | ||||
0x1507 |
Представление в веб-интерфейсе контроллера Wiren Board
Настройка модуля через веб-интерфейс
Выполните начальное конфигурирование через web-интерфейс:
- настройте порт,
- добавьте устройство,
- выберите шаблон WB-MAI11,
- и укажите modbus-адрес.
После этого вы сможете настроить каналы устройства.
Описание параметров
В зависимости от выбранного вида входного сигнала будут доступны параметры:
- Sampling Time, ms (Data rate в wb-mqtt-serial < 2.52.0) — время семплирования, т.е. накопления данных внутри АЦП. Все каналы опрашиваются последовательно, поэтому общее время измерения всех каналов — это сумма времени опроса включенных каналов. Время опроса каждого канала рассчитывается по формуле
Sampling_Time * Number_of_measurements
. Чем больше значение параметра в миллисекундах, тем выше точность измерения. По умолчанию: 50 мс. - Number of measurements — количество измерений подряд. Чем больше число, тем медленнее, но точнее измерения. По умолчанию: 0, но оно приравнивается к 1 — одно измерение.
- Lowpass filter time, ms — фильтр нижних частот, характерное время. Можно использовать для снижения влияния шума в сигнале с датчиков на инерционных системах. По умолчанию: 0 — отключен. Максимально возможное значение — 65 000 мс.
- Minimum value и Maximum value — значения используются для пересчета показаний стандартных сигналов с датчиков в физическую величину. Параметры доступны для стандартных сигналов. Подробнее о пересчете значений в физическую величину.
- Gain — коэффициент усиления. Чем больше значение, тем меньший по амплитуде сигнал можно измерить. Увеличение коэффициента сокращает диапазон измеряемых значений. Если диапазон сигнала неизвестен — оставьте значение
Auto
, коэффициент усиления будет подобран автоматически.
Выбор типа датчика или измерения
По умолчанию в MAI11 все каналы отключены и перед работой нужно выбрать для каждого канала вид измеряемого сигнала. Для удобства настройки мы добавили возможность указать тип подключенного датчика или его выходного сигнала. При указании типа подключенного датчика измеренные значения будут автоматически пересчитаны в физическую величину, а при выборе датчика с типовым сигналом (4–20 мА, 0-1 В и т.п.) вы сможете указать параметры пересчета в настройках канала.
- Перейдите Settings → Configs → Serial Device Driver Configuration.
- Выберите serial-порт, к которому подключено устройство и найдите его в списке устройств.
- В разделе Channels выберите нужный вход (Input X) и укажите тип подключенного датчика. Если датчика нет в списке и у него нетиповой сигнал, то выберите одно из пользовательских измерений.
Например, подключим терморезистор Pt100 по трехпроводной схеме к каналу 1.
- Подключите датчик к клеммам
P
иN
по схеме на рисунке 7. - Выберите канал, к которому подключен терморезистор, например, Input 1.
- В поле Input 1 выберите тип датчика — 3-wire RTD Pt 100 (α = 0.00385 °C⁻¹).
- Сохраните настройки.
Еще один пример — пользовательское измерение напряжения на клемме P
канала 1.
- Подключите датчик с выходом напряжения в диапазоне от 0 до 2 В к клемме
P
по схеме на рисунке 2. - Выберите канал, к которому подключен датчик, например, Input 1.
- В поле Input 1 выберите тип датчика — IN_P: single-ended voltage measurement from 0 to 2 V.
- При выборе этого вида измерения внизу появится дополнительное поле IN_N, в нашем примере установите значение в
disabled
. Подробнее о назначении поля IN_N, читайте в разделе Подключение двух датчиков к одному каналу. - Сохраните настройки.
Подключение двух датчиков к одному каналу
В зависимости от схемы подключения датчика вы можете подключить до двух датчиков на один канал. В списке видов измеряемых сигналов такие позиции начинаются с IN_P
— здесь указывается датчик, подключенный к клемме P
выбранного канала.
После выбора значения в поле Input X ниже появится новое поле IN_N
, в котором вы можете указать тип датчика, подключенного к клемме N
или отключить опрос этой клеммы, установив disabled
.
Если доступно подключение двух датчиков к одному каналу, веб-интерфейс автоматически подберет возможные комбинации после выбора первого датчика (IN_P). Также возможные комбинации можно посмотреть в таблице 2.
Для примера рассмотрим настройку четвертого канала MAI11, к которому подключены два датчика:
- Клемма P — датчик «Сухой контакт».
- Клемма N — датчик с резистивным выходом.
Схему подключения можно посмотреть на рисунке 5.3.
Настроим получение значений с датчиков в веб-интерфейсе:
- В настройках устройства выберите четвертый канал — Input 4.
- В поле Input 4 укажите IN_P: dry contact sensor.
- В появившемся внизу поле IN_N выберите two-wire resistance measurement.
- После выбора значений сохраните настройки, для этого нажмите на кнопку Save в левом верхнем углу.
В веб-интерфейсе, на вкладке Devices вы сможете посмотреть полученные с датчиков значения, они будут начинаться с имени канала IN 4
и клемм P
и N
.
Пересчет измеренных значений в физическую величину
Для удобства пользователя программное обеспечение MAI11 может пересчитывать измеряемые значения в физическую величину.
При явном указании типа подключенного датчика (терморезистор, термопара и т.п.) измеряемое значение будет пересчитано автоматически. А при выборе одного из типовых сигналов — параметры пересчета нужно указать в настройках канала, для этого в полях Minimum value и Maximum value указываются значения физической величины, которые соответствуют минимальному и максимальному значениям диапазона.
Например, подключим датчик тока SCT-013-015 с диапазоном 0–30 А и выходным сигналом 0-1 В:
- Подключите датчик к клемме
P
канала 1 по схеме на рисунке 2. - Выберите канал, к которому подключен датчик тока, например,
Input 1
. - В поле Input 1 выберите тип выходного сигнала датчика — IN_P: 0-1 V sensor.
- Укажите значения физической величины на границах диапазона:
Minimum value = 0
иMaximum value = 30
. То есть при сигнале 0 В у нас 0 А, а при сигнале 1 В — 30 А. Все промежуточные значения будут рассчитаны пропорционально. - Сохраните настройки.
Так как вы выбрали тип сигнала с приставкой IN_P
, то можете опционально подключить и второй датчик к клемме N
, для этого укажите его настройки в поле IN_N. В нашем примере мы отключим измерения на клемме N
, установив в поле IN_N значение disabled
. Подробнее про подключение двух датчиков к одному каналу.
Список поддерживаемых датчиков и пользовательских измерений
Для удобства настройки мы добавили предустановленные параметры для большинства популярных датчиков: терморезисторов, термопар, ратиометрических сенсоров и датчиков с типовым выходом. Если вашего датчика нет в списке или у него нетиповой выход, то вы можете выбрать одно из пользовательских измерений.
Терморезисторы, подключенные по двухпроводной схеме:
- 2-wire RTD Pt 50 (α = 0.00385 °C⁻¹)
- 2-wire RTD Pt 100 (α = 0.00385 °C⁻¹)
- 2-wire RTD Pt 500 (α = 0.00385 °C⁻¹)
- 2-wire RTD Pt 1000 (α = 0.00385 °C⁻¹)
- 2-wire RTD 50P (α = 0.00391 °C⁻¹)
- 2-wire RTD 100P (α = 0.00391 °C⁻¹)
- 2-wire RTD 500P (α = 0.00391 °C⁻¹)
- 2-wire RTD 1000P (α = 0.00391 °C⁻¹)
- 2-wire RTD 50M (α = 0.00428 °C⁻¹)
- 2-wire RTD 100M (α = 0.00428 °C⁻¹)
- 2-wire RTD 500M (α = 0.00428 °C⁻¹)
- 2-wire RTD 1000M (α = 0.00428 °C⁻¹)
- 2-wire RTD Ni 100 (α = 0.00617 °C⁻¹)
- 2-wire RTD Ni 500 (α = 0.00617 °C⁻¹)
- 2-wire RTD Ni 1000 (α = 0.00617 °C⁻¹)
Терморезисторы, подключенные по трехпроводной схеме:
- 3-wire RTD Pt 50 (α = 0.00385 °C⁻¹)
- 3-wire RTD Pt 100 (α = 0.00385 °C⁻¹)
- 3-wire RTD Pt 500 (α = 0.00385 °C⁻¹)
- 3-wire RTD Pt 1000 (α = 0.00385 °C⁻¹)
- 3-wire RTD 50P (α = 0.00391 °C⁻¹)
- 3-wire RTD 100P (α = 0.00391 °C⁻¹)
- 3-wire RTD 500P (α = 0.00391 °C⁻¹)
- 3-wire RTD 1000P (α = 0.00391 °C⁻¹)
- 3-wire RTD 50M (α = 0.00428 °C⁻¹)
- 3-wire RTD 100M (α = 0.00428 °C⁻¹)
- 3-wire RTD 500M (α = 0.00428 °C⁻¹)
- 3-wire RTD 1000M (α = 0.00428 °C⁻¹)
- 3-wire RTD Ni 100 (α = 0.00617 °C⁻¹)
- 3-wire RTD Ni 500 (α = 0.00617 °C⁻¹)
- 3-wire RTD Ni 1000 (α = 0.00617 °C⁻¹)
Датчики с типовыми выходами:
- 4-20 mA sensor
- 0-20 mA sensor
- 0-5 mA sensor
- 0-1 V sensor
- -50 to 50 mV sensor
Ратиометрические сенсоры:
- voltage measurement from ratiometric sensor — сенсоры, у которых на выходе только положительное напряжение
- differential voltage measurement from ratiometric sensor — сенсоры, у которых на выходе может быть отрицательное и положительное напряжение
Измерение сопротивления по двух- и трехпроводной схемам:
- two-wire resistance measurement — двухпроводная схема подключения
- three-wire resistance measurement — трехпроводная схема подключения
Прочие датчики:
- Thermocouple type K (ТХА) — термопары К-типа
- dry contact sensor — датчики с выходом «сухой контакт»
- NTC thermistor 10k (B = 3988 K) — NTC термисторы
Пользовательские измерения:
- current measurement — измерения тока от 0 до 20 мА
- single-ended voltage measurement from 0 to 2 V — измерение положительного напряжения от 0 до 2 В
- voltage measurement in differential mode from -2 to 2 V — измерение напряжения от −2 до 2 В
- resistance measurement using current measurement — измерение сопротивления через измерение тока
Работа по Modbus
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
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
Все modbus-регистры устройства разделены на три группы:
- Параметры устройства
- Настройка измерительных каналов
- Измеренные значения
Карта регистров приведена в таблице 6. «X» в адресе регистра — номер входа от 1 до 11 (от 0x1 до 0xB).
Адрес HEX | Адрес DEC | Тип | Чтение/запись | Значение по умолчанию | Формат | Назначение |
---|---|---|---|---|---|---|
Параметры устройства | ||||||
0x006E | 110 | holding | RW | 96 | baud rate / 100 | Скорость порта RS-485, делённая на 100. Допустимые скорости: 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 |
0x006F | 111 | holding | RW | 0 | 0, 1, 2 | Настройка бита чётности порта RS-485. Допустимые значения: 0 — нет бита чётности (none), 1 — нечётный (odd), 2 — чётный (even) |
0x0070 | 112 | holding | RW | 2 | 1, 2 | Количество стоп-битов порта RS-485. Допустимые значения: 1, 2 |
0x0078 | 120 | holding | RW | 0 | отличное от 0 | Рестарт. Запись в регистр вызывает перезагрузку МК без сохранения состояния |
0x0080 | 128 | holding | RW | 1 | Modbus-адрес устройства | |
0x00C8 – 0x00CE | 200 – 206 | input | R | {'M','A','I',0,0,0} | Сигнатура | |
0x00DC – 0x00F1 | 220 – 241 | input | R | __date__ __time__ | Дата сборки прошивки | |
0x00FA – 0x010D | 250 – 269 | input | R | строка, null-terminated | Версия прошивки | |
0x010A – 0x010F | 266 – 271 | input | R | Уникальный идентификатор (S/N) | ||
Настройка измерительных каналов | ||||||
0xX400 | 4096·X + 1024 | holding | RW | 0 | Таблица 3, таблица 4 | Тип датчика, подключенного к каналу INxP либо к INx в дифференциальном режиме (см. таблицы 3 и 4) |
0xX401 | 4096·X + 1025 | holding | RW | 0 | Таблица 3, таблица 4 | Тип датчика, подключенного к каналу INxN (см. таблицы 3 и 4) |
0xX402 | 4096·X + 1026 | holding | RW | 0 | 0, 20, 45, 90, 175, 330, 600, 1000 | Data rate для каналов INxP либо INx в дифференциальном режиме, SPS. 0 — канал выключен |
0xX403 | 4096·X + 1027 | holding | RW | 0 | 0, 20, 45, 90, 175, 330, 600, 1000 | Data rate для каналов INxN, SPS. 0 — канал выключен |
0xX404 | 4096·X + 1028 | holding | RW | 0 | 0 - 50 | Число непрерывных измерений для каналов INxP либо INx в дифференциальном режиме |
0xX405 | 4096·X + 1029 | holding | RW | 0 | 0 – 50 | Число непрерывных измерений для каналов INxN |
0xX406 | 4096·X + 1030 | holding | RW | 0 | 0 - 65000 | Характерное время lowpass-фильтра для каналов INxP либо INx в дифференциальном режиме, мс |
0xX407 | 4096·X + 1031 | holding | RW | 0 | 0 - 65000 | Характерное время lowpass-фильтра для каналов INxN, мс |
0xX408 | 4096·X + 1032 | holding | RW | 0 | 16-bit signed int | Нижняя граница диапазона измерения активного датчика для каналов INxP либо INx в дифференциальном режиме |
0xX409 | 4096·X + 1033 | holding | RW | 0 | 16-bit signed int | Нижняя граница диапазона измерения активного датчика для каналов INxN |
0xX40A | 4096·X + 1034 | holding | RW | 1000 | 16-bit signed int | Верхняя граница диапазона измерения активного датчика для каналов INxP либо INx в дифференциальном режиме |
0xX40B | 4096·X + 1035 | holding | RW | 1000 | 16-bit signed int | Верхняя граница диапазона измерения активного датчика для каналов INxN |
0xX40C | 4096·X + 1036 | holding | RW | 0 | 0 (авто), 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 | Коэффициент усиления для каналов INxP либо INx в дифференциальном режиме |
0xX40D | 4096·X + 1037 | holding | RW | 0 | 0 (авто), 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 | Коэффициент усиления для каналов INxN |
Измеренные значения | ||||||
0xX500 | 4096·X + 1280 | input | R | 0 | 32-bit signed int | Измеренное значение для канала INxP либо дифференциального канала INx |
0xX502 | 4096·X + 1282 | input | R | 0 | 32-bit signed int | Измеренное значение для канала INxN |
0xX504 | 4096·X + 1284 | input | R | 0 | 16-bit signed int | Пересчитанное в физическую величину значение для канала INxP либо дифференциального канала INx |
0xX505 | 4096·X + 1285 | input | R | 0 | 16-bit signed int | Пересчитанное в физическую величину значение для канала INxN |
0xX506 | 4096·X + 1286 | input | R | 1 | 16-bit signed int | Текущий коэффициент усиления для канала INxP либо дифференциального канала INx |
0xX507 | 4096·X + 1287 | input | R | 1 | 16-bit signed int | Текущий коэффициент усиления для канала INxN |
0x0600 | 1536 | input | R | 0 | 16-bit signed int | Напряжение на клеммах +5V, мВ |
0x0601 | 1537 | input | R | 0 | 16-bit signed int | Температура внутри устройства, °C·100 |
Служебные регистры | ||||||
0xC400-0xC40D,
0xC500-0xC507 |
Регистры настроек и данных служебного канала, закороченного на землю. Описание см. в таблице выше. | |||||
0x0602 | 1538 | input | R | 0 | 32-bit signed int | Сдвиг температуры 2-W, P, x1, °C · 1/65536 |
0x0604 | 1540 | input | R | 0 | 32-bit signed int | Сдвиг температуры 2-W, N, x1, °C · 1/65536 |
0x0606 | 1542 | input | R | 0 | 32-bit signed int | Сдвиг температуры 2-W, P, x2, °C · 1/65536 |
0x0608 | 1544 | input | R | 0 | 32-bit signed int | Сдвиг температуры 2-W, N, x2, °C · 1/65536 |
0x060a | 1546 | input | R | 0 | 32-bit signed int | Сдвиг температуры 2-W, P, x4, °C · 1/65536 |
0x060c | 1548 | input | R | 0 | 32-bit signed int | Сдвиг температуры 2-W, N, x4, °C · 1/65536 |
0x060e | 1550 | input | R | 0 | 32-bit signed int | Сдвиг температуры 3-W, °C · 1/65536 |
0x0610 | 1552 | input | R | 0 | 16-bit unsigned int | Длительность цикла опроса входов, мс |
0x0611 - 0x626 | 1553 - 1574 | input | R | 0 | 16-bit unsigned int | Период опроса каналов (в порядке IN1P, IN1N, ..., IN11N), мс (с версии прошивки 1.3.0) |
Так как каждый вход поддерживает и дифференциальный (схемы на рис. 1, 4, 7) и однополярный режим (схемы на рис. 2, 3, 5, 6) работы, то тип датчика задается для входов INxP и INxN в отдельности в соответствующих регистрах 0xX400 и 0xX401, где X — номер входа от 1 до 11 в шестнадцатеричной системе счисления (от 0x1 до 0xB).
Если для канала установлен автоматический коэффициент усиления, скорость опроса канала может быть снижена из-за необходимости производить несколько измерений для подбора коэффициента усиления.
Для однополярного режима работы канала доступны только коэффициенты усиления 1, 2 и 4.
Если для входа INxP установлен дифференциальный режим, значение регистров конфигурации входов INxN игнорируются. Для входов INxN может быть установлен только однополярный режим.
Начиная с версии прошивки 1.3.0 доступны регистры периода опроса в отдельности для каждого канала: это позволяет узнать фактический период опроса канала с учетом компенсации самонагрева (для датчиков NTC).
Обновление прошивки и сброс настроек
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:
- Обновление прошивки
- Настройка параметров подключения
- Modbus-адрес: узнать, сбросить или изменить
- Обновление загрузчика
Узнать о выходе новой версии прошивки можно в Журнале изменений в прошивке.
Известные неисправности
Ревизии устройства
Номер партии (Batch №) указан на наклейке на боковой поверхности корпуса или на печатной плате.
Ревизия | Партии | Дата выпуска | Отличия от предыдущей ревизии |
---|---|---|---|
1.5 | v1.5D, v1.5E, v1.5F | 01.2022 - 09.2022 |
|
1.5 | v1.5A - v1.5C | 07.2021 - 12.2021 |
|
1.4 | v1.4A(1-3) - ... | 02.2021 - 06.2021 |
|
Изображения и чертежи устройства
Corel Draw 2018 (шрифт — Ubuntu): Файл:WB-Library.cdr.zip
Visio:
- Устройства Wiren Board: Файл:WB-Visio-Lib.cdr.zip.
- Щиты, автоматы, контакторы и прочее от стороннего разработчика.
Corel Draw PDF: Файл:WB-MAI11.cdr.pdf
Габаритный чертеж модуля (DXF): Файл:WB-MAI11.dxf.zip
Габаритный чертеж модуля (PDF): Файл:WB-MAI11.dxf.pdf