WB-MAP12E Multi-channel Modbus Power Meter: различия между версиями
(не показано 26 промежуточных версий 4 участников) | |||
Строка 9: | Строка 9: | ||
{{Wbincludes:MAP Purpose}} | {{Wbincludes:MAP Purpose}} | ||
Отличие счетчика WB-MAP12E от WB-MAP12H | Отличие счетчика WB-MAP12E от WB-MAP12H - возможность измерения пиковых значений тока и напряжения в определенном интервале времени; счетчики WB-MAP12E не поддерживают измерение амплитуд гармоник тока и напряжения, а также коэффициентов нелинейных искажений. | ||
== Технические характеристики== | == Технические характеристики== | ||
Строка 45: | Строка 45: | ||
всплесков напряжений и токов | всплесков напряжений и токов | ||
| от 300 мкс | | от 300 мкс | ||
|- | |- | ||
|Температурный коэффициент сопротивления резисторов токовых входов | |Температурный коэффициент сопротивления резисторов токовых входов | ||
Строка 59: | Строка 56: | ||
== Общий принцип работы == | == Общий принцип работы == | ||
{{Wbincludes:MAP Work}} | {{Wbincludes:MAP Work}} | ||
{{Wbincludes:MAP power down}} | {{Wbincludes:MAP power down}} | ||
Строка 69: | Строка 65: | ||
{{Wbincludes:MAP Connection RS485 + Hight Voltage + Single-phase}} | {{Wbincludes:MAP Connection RS485 + Hight Voltage + Single-phase}} | ||
===Подключение токовых трансформаторов === | ===Подключение токовых трансформаторов === | ||
{{Wbincludes:MAP Transformers Connection}} | {{Wbincludes:MAP Transformers Connection}} | ||
==== | ==== Подключение к правильной фазе ==== | ||
{{Wbincludes: | {{Wbincludes:MAP Transformers Correct connection}} | ||
==== Проверка правильности подключения ==== | ==== Проверка правильности подключения ==== | ||
Строка 83: | Строка 78: | ||
== Настройка == <!--T:18--> | == Настройка == <!--T:18--> | ||
{{Wbincludes:MAP CT Configuration}} | {{Wbincludes:MAP CT Configuration}} | ||
== Индикация == | == Индикация == | ||
Строка 103: | Строка 87: | ||
== Представление в веб-интерфейсе контроллера Wiren Board == | == Представление в веб-интерфейсе контроллера Wiren Board == | ||
[[File:WB-MAP12E.png|300px|thumb|right|Элементы индикации счетчика WB-MAP12E в веб-интерфейсе | [[File:WB-MAP12E.png|300px|thumb|right|Элементы индикации счетчика WB-MAP12E в веб-интерфейсе]] | ||
=== Выбор шаблона === | === Выбор шаблона === | ||
Строка 116: | Строка 100: | ||
{{Wbincludes:Modbus}} | {{Wbincludes:Modbus}} | ||
=== Карта регистров === | === Карта регистров === | ||
Строка 128: | Строка 107: | ||
[[WB-MAP12E_Data_Registers|Таблица Modbus-регистров измеряемых и вычисляемых величин]]. | [[WB-MAP12E_Data_Registers|Таблица Modbus-регистров измеряемых и вычисляемых величин]]. | ||
[[Power_Meter_WB- | [[Power_Meter_WB-MAP12H_Control_Registers|Таблица управляющих Modbus-регистров для счётчиков электроэнергии WB-MAP12E]]. | ||
{{Wbincludes:Firmware update}} | |||
{{ | |||
== Известные неисправности == | == Известные неисправности == | ||
[[WB- | [[WB-MAP12H:_Errata |Список известных неисправностей]] | ||
== Ревизии устройства == | == Ревизии устройства == | ||
{{Wbincludes:Revision}} | |||
|- | |||
|v1.7 | |||
|v1.7O, v1.7O/2, v1.7P - ... | |||
|01.2022 - ... | |||
| | |||
*на микроконтроллере GD32; | |||
*на токовых входах использованы резисторы с улучшенным ТКС (50ppm вместо 200ppm) | |||
|- | |||
|v1.7 | |||
|v1.7N/E1, v1.7N/E2 | |||
|12.2021 - 01.2022 | |||
| | |||
*на микроконтроллере GD32 | |||
|- | |||
|v1.7 | |||
|v1.7H/E - v1.7M/E | |||
|09.2020 - 11.2021 | |||
| | |||
*первая ревизия | |||
|- | |||
|} | |||
== Изображения и чертежи устройства == | == Изображения и чертежи устройства == | ||
Строка 145: | Строка 141: | ||
{{Wbincludes:CDR lib}} | {{Wbincludes:CDR lib}} | ||
''' | '''Corel Draw PDF:''' [[File:WB-MAP12E.cdr.pdf]] | ||
'''Autocad 2013 DXF:''' [[File:WB-MAP12E.dxf.zip]] | '''Autocad 2013 DXF:''' [[File:WB-MAP12E.dxf.zip]] | ||
'''Autocad PDF:''' [[File:WB-MAP12E.pdf]] | '''Autocad PDF:''' [[File:WB-MAP12E.pdf]] | ||
Версия 12:05, 2 мая 2022
Назначение
Многоканальный счётчик электроэнергии (измеритель параметров электрической сети) предназначен для энергоменеджмента и мониторинга качества электропитания. В том числе технологического учёта электроэнергии в многоквартирных домах и офисных зданиях, для мониторинга потребителей в дата-центрах и умных офисах. Использование внешних разъёмных трансформаторов тока позволяет производить монтаж системы без отключения потребителей. Для активной энергии измеритель обеспечивает класс точности 0.5S. Для реактивной энергии — класс точности 1.
Отличие счетчика WB-MAP12E от WB-MAP12H - возможность измерения пиковых значений тока и напряжения в определенном интервале времени; счетчики WB-MAP12E не поддерживают измерение амплитуд гармоник тока и напряжения, а также коэффициентов нелинейных искажений.
Технические характеристики
Измеряемые параметры
Счетчик WB-MAP обеспечивает измерение множества параметров электрической сети, таких как:
- среднеквадратичные значения тока и напряжения (Urms)
- мощность (активная, реактивная, полная, кажущаяся) и коэффициент мощности
- энергия прямая и обратная (активная, реактивная, кажущаяся, неактивная)
- суммарные значения мощностей и энергий при подключении трехфазных нагрузок
- амплитуда всплесков напряжения и тока. Ширина измеряемых пиков — от 300 мкс, определяется фильтрами на входах, значения пиков обновляются периодически, период настраивается (минута по умолчанию)
- углы фазовых сдвигов, частота и тд.
Амплитудные значения токов и напряжений измеряются счётчиком несколько тысяч раз в секунду. Значения энергий и мощностей обновляются в регистрах Modbus мгновенно, а среднеквадратичные (rms) напряжения и токи, частота сети, фазовые углы усредняются за несколько периодов и обновляются в регистрах Modbus примерно три раза в секунду.
Полный список измеряемых параметров приводится на странице Счетчики WB-MAP: измеряемые параметры и погрешности, их названия в веб-интерфейсе Wiren Board В счетчике могут поддерживаться некоторые из списка, в зависимости от модификации.
Измерители обеспечивают класс точности измерений 0.5S для активных мощности и энергии и класс точности 1 для реактивных мощности и энергии.
Относительные погрешности измерений для классов точности определяются в зависимости от значений измеряемой величины и типов нагрузки, подробнее см. Счетчики WB-MAP: классы точности и погрешности.
Метрологические и технические характеристики измерителей параметров электрических сетей WB-MAP приведены в Описании типа.
Характеристики
Параметр | Значение |
---|---|
Питание | |
Напряжение питания | 5.5-28 В постоянного тока (интерфейсная часть)
90-510 В переменного тока (измерительная часть) |
Допустимое напряжение на клеммах L1, L2, L3 | 1200 V в течение 10 мс |
Потребляемая мощность максимальная | 1.3 Вт |
Потребляемая мощность средняя | 0.9 Вт |
Клеммники и сечение проводов | |
Рекомендуемое сечение провода с НШВИ | для входов управления: 0.35 – 1 мм2 — одинарные, 0.35 – 0.5 мм2 — сдвоенные провода,
для силовых входов: до 2.5 мм2 — одинарные, до 1.5 мм2 — сдвоенные провода |
Длина стандартной втулки НШВИ | 8 мм |
Момент затяжки винтов | для входов управления: 0.2 Н∙м, для силовых выходов: 0.5 Н∙м |
Каналы измерения | |
Число каналов | 12 однофазных либо 4 трехфазных |
Длительность измеряемых
всплесков напряжений и токов |
от 300 мкс |
Температурный коэффициент сопротивления резисторов токовых входов | 50PPM (ранее: 200PPM до партии v1.7N/E2 включительно) |
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 | ~2 c |
Условия эксплуатации | |
Температура воздуха | От -40 до +80 °С |
Относительная влажность | До 92%, без конденсации влаги |
Климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69 | O2.1* |
Гарантийный срок | 2 года |
Срок службы | 16 лет |
Габариты | |
Ширина, DIN-юнитов | 6 |
Габаритные размеры (Д x Ш х В) | 106 x 90 x 58 мм |
Масса (с коробкой) | 215 г |
Общий принцип работы
Питание счетчика
Счётчик имеет два источника питания:
- Питание от фазных напряжений (может отсутствовать в некоторых модификациях). Достаточно напряжения на любой из фаз.
- Питание от интерфейсной части.
Измерительная часть счётчика питается от любого источника питания. Но для обмена данными по Modbus надо запитать интерфейсную часть (клеммы V+ и GND).
При отсутствии напряжения на всех фазах верно измеряются только значения токов (Irms) с токовых трансформаторов.
Работа при провалах и прерываниях напряжения
Накопленные значения энергии сохраняются при отключении питания счетчика.
Монтаж
Инструкция по монтажу счетчиков MAP
Устройство монтируется на стандартную DIN-рейку шириной 35 мм. На странице Монтаж многоканальных счётчиков электроэнергии WB-MAP в щите содержится краткая пошаговая инструкция по монтажу счетчиков MAP. Перед ее выполнением рекомендуем ознакомиться с описанием этапов монтажа ниже.
Подключение интерфейсной части
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.
Подключение высоковольтной части
Обязательно соедините клемму PE с защитным заземлением, а клемму N с нейтралью.
Подключите к клеммнику высоковольтной части счетчика три фазы, нейтраль и защитное заземление. Для удобства монтажа рекомендуем подключать фазы через автомат, номинал которого выбирается по сечению используемого провода.
Если защитное заземление (PE) не подключено, то при случайном появлении фазного напряжения на проводах одного из токовых трансформаторов, напряжение появится и на остальных проводах трансформаторов. Тогда как при подключенном защитном заземлении сработает УЗО, или сгорят резисторы на входах токовых трансформаторов.
Фазы L1 (A), L2 (B) и L3 (C) должны быть подключены в правильном порядке в соответствии с подписями к контактам.
При подключении трех фаз, фазовые углы (Voltage angle) будут следующими: фаза L1 — 0°, фаза L2 — ~120°, фаза L3 — ~-120°, или 0/-120/+120 соответственно, порядок фаз для работы счетчика не важен.
Подключение счетчика в однофазных сетях
Подключите фазный проводник ко входу L1. В однофазной сети будут верны показания для фазы L1. Измерение векторной суммы энергий и мощностей (SV) будет недоступно.
Входы счётчика высокоомные, поэтому на неиспользуемых входах Lx может возникнуть наводка, которую устройство примет за напряжение и измерит. Чтобы этого избежать, соедините неиспользуемые входы с нейтральным проводником N.
Подключение токовых трансформаторов
Удлинение проводов
При удлинении проводов токовых трансформаторов нужно учитывать сопротивление жил кабеля. Суммарное (в обе стороны) сопротивление жил при использовании трансформаторов типа KCT и CTSA не должно превышать 4 Ом, а при использовании сборки WB-CT309 - 14 Ом. При больших сопротивлениях точность измерений будет снижаться. Для уменьшения наводок рекомендуем не разделять провода от трансформаторов, не прокладывать вплотную к силовым кабелям, а удлинять экранированным кабелем.
Стандартная витая пара (медная) с сечением жил 0.20 мм2 имеет погонное сопротивление 10 Ом/100 м, таким кабелем можно удлинить провода трансформаторов KCT и CTSA до 10 м, а провода сборки WB-CT309 — до 70 м. Если длина проводов требуется больше, то можно использовать кабель с жилами большего сечения, например, КГВЭВ 7х1.0.
Очистка магнитопровода
Перед защёлкиванием трансформатора на проводе очистите торцы магнитопровода.
Отпечатки пальцев, грязь или пыль на магнитопроводе создают воздушный зазор, который уменьшает точность измерений.
Крепление токовых трансформаторов
Воздушный зазор между половинками магнитопровода может возникнуть и из-за плохого крепления трансформатора.
Проверьте, что трансформатор:
- защелкнут ровно, без перекосов.
- свободно вращается на проводе.
Если это не так, значит есть механическое напряжение, которое создаст воздушный зазор, и ошибка измерения может составить 10% и выше.
Подключение к правильной фазе
Расположите токовые трансформаторы на фазных проводниках в соответствии с номерами:
1 — L1(A), 2 — L2(B), 3 — L3(C).
И стрелкой на корпусе по направлению к нагрузке.
Начиная с прошивки версии 2.10.0 настройки позволяют инвертировать трансформаторы тока и подключать их в любом направлении к нагрузке.
Белые (красные) провода подключаются к токовым входам счетчика со знаком «плюс», а черные — ко входам со знаком «минус». Не допускается соединение проводов от трансформатора между собой или подключение к их другими цепями. Защитное заземление вторичных цепей трансформаторов тока (соединение с PE) обеспечивается цепями внутри счетчика.
В счетчиках-измерителях, прошедших процедуру предварительной калибровки, к каждому токовому каналу подключается индивидуально подобранный токовый трансформатор. Трансформаторы имеют подписи с указанием номера канала.
Если трансформатор установлен на проводе с включенным током, но выводы вторичной обмотки некуда подключить, просто замкните их между собой. Это позволит избежать гудения и нагрева сердечника.
Гудение трансформатора также может быть вызвано зазором в сердечнике. Если трансформатор гудит, проверьте что сердечник защелкнут плотно, а выводы вторичной обмотки не «висят в воздухе».
Проверка правильности подключения
Чтобы исключить ошибки в измерениях, проверьте правильность подключения счетчика:
- Нагрузите фазы — мощности порядка 100 Вт на фазу будет достаточно.
- В интерфейсе контроллера посмотрите на:
- значения углов между током и напряжением — должно быть от −40 до +40.
- активную мощность на фазе — должна быть положительная.
Если тип нагрузки близок к активному (осветительные и нагревательные приборы, другая бытовая техника), угол фазового сдвига между векторами напряжения и тока находится в пределах десятков градусов.
Углы более 100 градусов означают, что через трансформатор тока проходит проводник неверной фазы. При использовании устройств компенсации реактивной мощности или мощных электродвигателей, такая оценка может быть неверной.
Подключение измерительных трансформаторов для больших токов
Максимально измеряемый ток с вторичной обмотки трансформаторов для счетчиков WB-MAP — 60 мА rms. Поэтому, например, трансформатор 200А/100mA можно подключить, но измерять он будет ток до 60mA/100mA*200A = 120A.
Токовые трансформаторы со вторичным током 5А нельзя подключать напрямую к счетчикам WB-MAP, нужно использовать промежуточные трансформаторы, например KCT-6 или WB-CT309 (рекомендуем использовать трансформаторы 5А/25мА).
В этом случае токовые трансформаторы WB-MAP крепятся на провода от вторичной обмотки трансформатора на 5А. При этом вторичная обмотка должна быть закорочена или подключена к установленному прибору учета. Иначе токовый трансформатор выйдет из строя.
Измеренные значения необходимо пересчитать программно — с учетом коэффициентов трансформации. Например, при измерении тока во вторичной обмотке трансформатора 800/5А полученное значение тока в WB-MAP необходимо домножить на 160: , чтобы получить истинное значение. Домножать надо токи, мощности и энергии.
Можно перемножить коэффициенты трансформации и записать получившееся значение в регистр, если оно меньше размерности регистра, 65536. В таком случае - счетчик будет отдавать действительные значения.
Настройка
Способы настройки
- 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.
- Записать настройки в Modbus-регистры модуля из консоли контроллера с помощью утилиты modbus_client.
- 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.
Настройка токовых трансформаторов
Настроить коэффициент трансформации и фазовую задержку можно только в прошивках версии 2.1 и выше. Версия прошивки написана на наклейке, на корпусе устройства. До прошивки 2.1 счётчик WB-MAP откалиброван вместе с комплектными трансформаторами тока, которые нельзя менять на другие или местами между каналами.
Начиная с прошивки версии 2.10.0 можно включить инверсию токовых трансформаторов.
Если при покупке счётчика и трансформаторов вы не заказывали услугу «Настройка счётчика», то вам нужно самостоятельно внести параметры трансформаторов в его память, иначе показания счётчика будут неверными.
Каждый трансформатор тока имеет две характеристики, которые требуется внести в конфигурацию счётчика:
- Turns Lx — коэффициент трансформации,
- Phi Lx — фазовый сдвиг.
Начиная с прошивки версии 2.10.0:
- Current Transformer Reverse x - позволяет инвертировать токовый трансформатор.
Фактические значения этих параметров у трансформаторов немного отличаются от экземпляра к экземпляру. Трансформаторы, поставляемые Wiren Board, откалиброваны на специальном стенде, и на них есть наклейка со значениями параметров.
Параметры трансформаторов (по два на каждый трансформатор) нужно записать в память счётчика перед началом работы.
Если перечисленных выше параметров нет в веб-интерфейсе контроллера — вы используете одну из предыдущих версий ПО. Воспользуйтесь альтернативным вариантом — настройкой трансформаторов из консоли.
Индикация
Счетчик имеет 5 светодиодных индикаторов:
- S — зеленый индикатор статуса, мигает при обмене данными по Modbus
- CF1...CF4 — красные индикаторы потребляемой суммарной энергии для каждого из трехфазных каналов (учитывается только активная энергия). Мигание индикаторов означает потребление электроэнергии: 1000 импульсов соответствуют 1 кВт·ч (в прошивке до v.2,1 - 3200 импульсов на 1 кВт·ч).
Представление 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-MAP12E fw2.
Если ваше устройство было выпущено до осени 2019 года и имеет прошивку ниже 2.1 — используйте шаблон без fw2. Версию прошивки можно посмотреть на наклейке на корпусе устройства, строка FW.
Просмотр значений
В веб-интерфейсе контроллера вы можете просматривать полученные со счётчика значения. Список отображаемых каналов можно изменить через настройки устройства, доступные на странице выбора шаблона.
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
Счетчик поддерживает большое количество Modbus-регистров, которые хранят значения измеряемых и вычисляемых величин, а также регистры управления счетчиком.
Таблица Modbus-регистров измеряемых и вычисляемых величин.
Таблица управляющих Modbus-регистров для счётчиков электроэнергии WB-MAP12E.
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 |
---|---|---|---|
v1.7 | v1.7O, v1.7O/2, v1.7P - ... | 01.2022 - ... |
|
v1.7 | v1.7N/E1, v1.7N/E2 | 12.2021 - 01.2022 |
|
v1.7 | v1.7H/E - v1.7M/E | 09.2020 - 11.2021 |
|
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-MAP12E.cdr.pdf
Autocad 2013 DXF: Файл:WB-MAP12E.dxf.zip
Autocad PDF: Файл:WB-MAP12E.pdf