WB-MAI6 Modbus Analog Inputs: различия между версиями

Материал из Wiren Board
м (→‎Общий принцип работы: Поправил ток прецизионных источников)
(не показаны 102 промежуточные версии 12 участников)
Строка 1: Строка 1:
{{DISPLAYTITLE:Модуль аналоговых входов WB-MAI6}}
{{DISPLAYTITLE:Модуль аналоговых входов WB-MAI6}}
{{PDF}}
{{PDF}}
{{Draft}}
'''[https://wirenboard.com/ru/product/wb-mai6/ Купить в интернет-магазине]'''
'''[https://wirenboard.com/ru/product/wb-mai6/ Купить в интернет-магазине]'''
[[Файл:wb-mai6-front.png |400px|thumb|right| WB-MAI6]]
[[Файл:wb-mai6-front.png |400px|thumb|right| WB-MAI6]]
Строка 10: Строка 11:


Управление модулем производится с контроллера или ПК по шине RS-485 командами по протоколу [[Протокол Modbus | Modbus]].
Управление модулем производится с контроллера или ПК по шине RS-485 командами по протоколу [[Протокол Modbus | Modbus]].
== Меры безопасности ==
{{Wbincludes:Safety|low_voltage=true}}


== Поддерживаемые датчики и сигналы ==
== Поддерживаемые датчики и сигналы ==
Строка 23: Строка 22:
|-
|-
|Типы
|Типы
|«K» (TXA)
|«K»
|-
|-
!colspan="2"|Термометры сопротивления (RTD)
!colspan="2"|Термометры сопротивления (RTD)
Строка 37: Строка 36:
|-
|-
|Типы
|Типы
|NTC 10k характеристика B3988
|NTC 10k, NTC 1.8k
|-
|-


Строка 46: Строка 45:
|-
|-
|Напряжения
|Напряжения
|0-1 В, 0-10 В ([[WB-MAI6:_Errata |сопротивление источника до 400 Ом]]), -50...+50 мВ, -2...2 В
|0-10 В, 1-10 В, -50-50 мВ
|-
|-
!colspan="2"|Прочие датчики
!colspan="2"|Прочие датчики
|-
|-
|Тока
|Тока
|Датчики Холла с сигналом 2.5 В +/- 0.625 В ([[YHDC_HSTS016L|HSTS016L]])
|Датчики Холла с сигналом 2.5 В +/- 0.625 В
|-
|-
|Дискретные
|Дискретные
Строка 60: Строка 59:
|Напряжение
|Напряжение
|от -2 В до 30 В
|от -2 В до 30 В
от 0 В до 60 В с использованием [[WB-VDIV]]
|-
|-
|Сопротивление
|Сопротивление
Строка 69: Строка 67:
|-
|-
|}
|}
Погрешности измерения смотрите в [[#table-2|таблице 2]].


[[MAI6_differences |Отличия от других аналоговых модулей Wiren Board.]]
== Отличия от других аналоговых модулей Wiren Board ==
Модуль WB-MAI6 заменяет ранее выпускавшиеся модели: модуль [[WB-MAI11_Modbus_Analog_Inputs|WB-MAI11]] и модули расширения для контроллера Wiren Board [[WBIO-AI-DV-12_Analog_Inputs|WBIO-AI-DV-12 и WBIO-AI-DV-12/4-20MA]].
=== От WB-MAI11 ===
В отличие от [[WB-MAI11_Modbus_Analog_Inputs|WB-MAI11]], в WB-MAI6 6 дифференциальных каналов, а не 11, поэтому выполнен в трёхмодульном корпусе и занимает в два раза меньше места на DIN-рейке.
 
К WB-MAI6 можно подключать сигналы 0-10 В (до 12 штук), а также использовать его для измерения напряжений до +30 В. Все однополярные типы сигналов можно комбинировать друг с другом, нет ограничений, которые были в WB-MAI11.
 
Кроме этого, WB-MAI6 поддерживает измерение сопротивлений до 2 МОм в двухпроводном режиме, в том числе различных NTC-термисторов.
 
WB-MAI6 имеет защиту входов от перенапряжений и выдерживает подключение +/- 30 В на входы в любом режиме.
 
=== От WBIO-AI-DV-12 и WBIO-AI-DV-12/4-20MA ===
[[WBIO-AI-DV-12_Analog_Inputs|WBIO-AI-DV-12]] — это боковой модуль расширения для контроллера Wiren Board. В отличие от него, WB-MAI6 — это самостоятельное устройство с RS-485 Modbus RTU, которое можно использовать с любым контроллером или ПЛК.
 
Дополнительно к режимам измерения напряжений WBIO-AI-DV-12 новый WB-MAI6 поддерживает также режим однополярного измерения напряжений от 0 до +50 В, что позволяет измерять 12 разных напряжений. Переключение режимов входов в WB-MAI6 делается программно, без необходимости менять перемычки.
 
Так же как и к [[WBIO-AI-DV-12_Analog_Inputs|WBIO-AI-DV-12/4-20MA]], к новому WB-MAI6 можно подключить до 12 сигналов 4-20 мА. Однако, WB-MAI6 поддерживает преобразование сигналов 4-20 мА в физические величины без участия контроллера, а также обнаружение статуса ошибки.
 
Кроме этого, WB-MAI6 поддерживает множество других сигналов и входов, в том числе сигналы 4-20 мА, 0-10 В, термисторы и термопары.


== Технические характеристики ==  
== Технические характеристики ==  
{{Anchor|table-2}}
{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
|+Таблица 2. Технические характеристики
|+Таблица 2. Технические характеристики
Строка 83: Строка 97:
|-
|-
|Напряжение питания
|Напряжение питания
|9 – 28 В постоянного тока
|9 – 28 В
|-
|-
|Потребляемая мощность
|Потребляемая мощность
|0.2 Вт
|0.2 Вт
|-
|Максимальный ток выхода 5V
|150 мА
|-
|-
! colspan="2" |Каналы измерения
! colspan="2" |Каналы измерения
|-
|-
|Число каналов
|Число каналов
|6 дифференциальных, либо 12 однополярных
|6 дифференциальных либо 12 однополярных
|-
|-
|Поддерживаемые датчики и сигналы
|Поддерживаемые датчики и сигналы
| Термометры сопротивления, NTC-термисторы, термопары K-типа, датчики тока и напряжения со стандартным выходом, датчики Холла, датчики с выходом «сухой контакт» и пользовательские измерения напряжения, тока и сопротивления.
|см. [[#table-1|таблицу 1]]
Полный список с моделями смотрите в [[#table-1|таблице 1]]
|-
|-
|Погрешности при измерении стандартных датчиков
|Погрешности при измерении стандартных датчиков
|  
|см. [[#table-3 |таблицу 3]]
Популярные термометры сопротивления:
* подключение по двум проводам:
** Pt100 — ±0.8 °С,
** Pt1000 — ±0.15 °С,
** NTC 10k — ±0.2 °С.
* подключение по трём проводам:
** Pt100 — ±(0.33 + Rw · 0.01 Ом-1 )°С,
** Pt1000 — ±(0.13 + Rw · 0.001 Ом-1 )°С,
** Ni 100 (α = 0,00617 °C -1) — ±(0.23 + Rw · 0.006 Ом-1 )°С.
:Rw — сопротивление каждого провода, которым подключен датчик к прибору.
 
Термопара K-типа: ±(0.8 °С + 0.2% · Δt), Δt — разница между измеренной температурой и температурой самого WB-MAI6.
 
Датчики со стандартизированным выходом:
* 0-5 мА, 0-20 мА, 4-20 мА — ±0.25 %;
* 0-1 В, 0-10 В, −50...50 мВ, -2...2 В — ±0.2 %;
Датчик тока на эффекте Холла: ±1 %.
 
Погрешности для всех поддерживаемых стандартных датчиков смотрите в [[WB-MAI6 Modbus Registers#table-4 |таблице 4]]
|-
|-
|Базовая погрешность при измерении напряжения
|Базовая погрешность при измерении напряжения
|±0.2 %  (< 2 В)
|±0.2 %  (< 2 В)
±1.5 %  (< 30В)
±1 %  (< 50В)
 
±(0.2 % + 20 мВ) (при использовании [[WB-VDIV]])
|-
|-
|Базовая погрешность при измерении тока
|Базовая погрешность при измерении тока
Строка 133: Строка 121:
|-
|-
|Базовая погрешность при измерении сопротивления
|Базовая погрешность при измерении сопротивления
|±0.1 % (0...1 кОм)
|±0.1 % (0 - 1 кОм)
±0.2 % (1 кОм...100 кОм)
±0.2 % (1 кОм - 100 кОм)
|-
|-
|Входное сопротивление при измерении напряжения
|Входное сопротивление при измерении напряжения
|> 1 МОм ( 0...2В)
|> 1 МОм ( 0 - 2В)
4 кОм ( > 2В)
4 кОм ( > 2В)
> 150 кОм при использовании [[WB-VDIV]]
|-
|-


Строка 147: Строка 133:
| Одновременно на всех каналах, в любом режиме
| Одновременно на всех каналах, в любом режиме
| ± 30 В
| ± 30 В
|-
| На одном канале, в любом режиме
| ± 60 В
|-
|-
{{Wbincludes:Klemmy. Input}}
{{Wbincludes:Klemmy. Input}}
Строка 158: Строка 147:
WB-MAI6 имеет 6 универсальных входов. Каждый вход по очереди подключается к АЦП для измерения входных сигналов.  
WB-MAI6 имеет 6 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 веб-интерфейс контроллера [[Wiren Board]] или через регистры Modbus.
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).
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, 0-20 мА, 0-5 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 50 - 1000 мкА.  
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.  


В устройство встроены отключаемые делители для измерения больших напряжений, например 0...10 В или 30 В. Эти делители включаются и отключаются автоматически, в зависимости от входного сигнала.
В устройство встроены отключаемые делители для измерения больших напряжений, например 0-10В или 30В. Эти делители включаются и отключаются автоматически, в зависимости от входного сигнала.


Выходы 5V и сигнальная земля всех шести каналов объединены внутри устройства. Этот выход используется для питания внешних датчиков, например, датчиков тока на эффекте Холла.
Выходы 5В и сигнальная земля всех шести каналов объединены внутри устройства.
 
Выход 5В используется для питания внешних датчиков (например, датчиков тока на эффекте Холла) и для подключения ратиометрических датчиков (например, положения заслонки).


Интерфейс RS-485 и вход питания гальванически изолирован от измерительных каналов. Каналы не изолированы друг от друга.
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 импульсами в несколько микросекунд 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» и при выборе одной из поддерживаемых термопар. В базовых режимах разрядка не выполняется.
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 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.
Строка 187: Строка 178:
{{Anchor|pics}}
{{Anchor|pics}}


Каналы входа можно использовать независимо друг от друга и подключить два разных входных сигнала: например, измерять ток 4...20 мА входом INxP, а входом INxN — напряжение 0...10 В.
Каналы входа можно использовать независимо друг от друга и подключить два разных входных сигнала: например, измерять ток 4-20 мА входом INxP, а входом INxP — напряжение 0-10В.


Однако, режимы измерения сопротивления по трёхпроводной схеме, режимы измерения напряжения в дифференциальном режиме, а также режим термопары занимают оба канала INxP и INxN.
Однако, режимы измерения сопротивления по трёхпроводной схеме, измерения напряжения в дифференциальном режиме, а также режим термопары занимают оба канала INxP и INxN.


<gallery mode="packed" heights="120px" caption="Занимают только один канал входа: INxP или INxN ">
<gallery mode="packed" heights="100px" caption="Занимают только один канал входа: INxP или INxN ">
Image: MAI Voltage.png | Рис.1. Измерение напряжения в однополярном режиме: датчики со стандартным выходом 0–1 В, 0-10 В, напряжения от 0 до 30 В; датчик тока на эффекте Холла
Image: MAI Voltage.png | Рис.1. Измерение напряжения в однополярном режиме: датчики со стандартным выходом 0–1 В, 0-10В, напряжения от 0 до +30 В
Image: MAI Current.png | Рис.2. Измерение постоянного тока: датчики со стандартным выходом 4–20 мА, 0–20 мА, 0–5 мА другие датчики с нестандартным выходом и током до 20 мА. Понадобится внешний источник напряжения, землю которого нужно объединить с клеммой GND канала измерения
Image: MAI Current.png | Рис.2. Измерение постоянного тока: датчики со стандартным выходом 4–20 мА, 0–20 мА, 0–5 мА другие датчики с нестандартным выходом и током до 20 мА. Понадобится внешний источник напряжения, землю которого нужно объединить с клеммой GND канала измерения
Image: MAI Resistivity.png | Рис.3. Измерение сопротивления по двухпроводной схеме: двухпроводные термисторы RTD — Pt100, Pt1000, NTC 10k и другие. Провода должны быть одинаковыми, концы обжаты в НШВИ. Сопротивление проводов и контактов включается в результат измерения
Image: MAI Resistivity.png | Рис.3. Измерение сопротивления по двухпроводной схеме: двухпроводные термисторы RTD: Pt100, Pt1000, NTC 10k и другие. Провода должны одинаковыми, концы обжаты в НШВИ. Сопротивление проводов и контактов включается в результат измерения
Image: MAI Dry.png | Рис.4. Подключение датчиков «сухой контакт»
Image: MAI Dry.png | Рис.4. Подключение датчиков «сухой контакт»
Image: HSTSschema.png | Рис.5. Подключение датчиков Холла
</gallery>
</gallery>


<gallery mode="packed" heights="150px" caption="Занимают оба канала одного входа: INxP и INxN">
<gallery mode="packed" heights="150px" caption="Занимают оба канала одного входа: INxP и INxN">
Image: MAI Diff Voltage.png | Рис.6. Измерение напряжения в дифференциальном режиме: датчики со стандартным выходом напряжения −50...50 мВ, −2...2 В  
Image: MAI Diff Voltage.png | Рис.5. Измерение напряжения в дифференциальном режиме: датчики со стандартным выходом −50–50 мВ,  напряжения от −2 до +2 В
Image: MAI Thermocouple.png | Рис.7. Подключение термопары K-типа (TXA)
Image: MAI Thermocouple.png | Рис.6. Подключение термопары K-типа (TXA)
Image: MAI 3 wire.png | Рис.8. Измерение сопротивления по трёхпроводной схеме. Провода должны быть одинаковыми, концы обжаты в НШВИ. При соблюдении условий подключения сопротивление проводов не влияет на результат измерения
Image: MAI 3 wire.png | Рис.7. Измерение сопротивления по трёхпроводной схеме. Провода должны быть одинаковыми, концы обжаты в НШВИ. При соблюдении условий подключения сопротивление проводов не влияет на результат измерения
</gallery>
 
При использовании [[WB-VDIV]] для измерения больших напряжений и/или увеличения входного сопротивления при измерении напряжений следует учитывать, что хотя каналы P и N остаются независимыми, но WB-VDIV конструктивно занимает оба канала, поэтому при его установке оба канала можно использовать только для измерения положительного напряжения (их следует настроить одинаково, либо ненужный отключить).
 
=== Подключение токовых датчиков 4-20 (0-20) мА ===
 
К модулю можно подключить пассивные и активные датчики со стандартизированным токовым выходом 4-20 (0-20) мА.
 
Входы модуля пассивные и не имеют встроенного источника питания для датчиков. Поэтому для подключения пассивных датчиков используйте внешний блок питания.
 
Активные датчики с трехпроводной схемой подключения запитываются от внешнего источника питания, земля которого должна быть подключена к клемме iGND канала измерения.
 
<gallery mode="packed" heights="300px">
Image: WB-MAI6-passive.png  | Подключение пассивного датчика 4-20 (0-20)мА
Image: WB-MAI6-active.png | Подключение активного датчика 4-20 (0-20)мА
</gallery>
</gallery>


Строка 223: Строка 198:


=== Выбор шаблона ===
=== Выбор шаблона ===
{{InternalTestingTemplate}}
<!--{{SupportedSinceRelease
| release= wb-2210
|content=
{{WebUIAddDevice
{{WebUIAddDevice
| template=WB-MAI6
| template=WB-MAI6
}}
}}
}}-->


=== Управление устройством и просмотр значений ===
=== Управление устройством и просмотр значений ===
Строка 237: Строка 217:
=== Выбор типа датчика или измерения ===
=== Выбор типа датчика или измерения ===


По умолчанию в WB-MAI6 все каналы отключены и перед работой нужно выбрать для каждого канала тип подключённого датчика или название типового сигнала. При указании типа датчика измеренные значения будут автоматически пересчитаны в физическую величину, а при выборе датчика с типовым сигналом (4–20 мА, 0-10 В и т.п.) вы сможете указать параметры пересчёта в настройках канала.
По умолчанию в WB-MAI6 все каналы отключены и перед работой нужно выбрать для каждого канала тип подключённого датчика или название типового сигнала. При указании типа датчика измеренные значения будут автоматически пересчитаны в физическую величину, а при выборе датчика с типовым сигналом (4–20 мА, 0-10 В и т.п.) вы сможете указать [[#calculate-phisycal | параметры пересчета]] в настройках канала.


Ниже показаны примеры подключения и настройки датчика Pt100 и измерения напряжения 0...30 В.
Ниже показаны примеры подключения и настроек.


<gallery mode="packed" heights="120px" caption="Настройка Pt100, подключённого по трёхпроводной схеме">
<gallery mode="packed" heights="120px" caption="Настройка Pt100, подключённого по трёхпроводной схеме">
Image: MAI 3 wire.png | Схема подключения, [[#pics| рис. 8]]
Image: MAI Resistivity.png | Схема подключения, [[#pics| рис. 3]]
Image: Mai6-choosing-type-of-sensor.png | Выбор датчика
Image: Mai6-choosing-type-of-sensor.png | Выбор датчика
Image: Mai6-3wire-pt100-settings.png | Параметры датчика
Image: Mai6-3wire-pt100-settings.png | Параметры датчика
Строка 256: Строка 236:


=== Подключение двух датчиков к одному каналу ===
=== Подключение двух датчиков к одному каналу ===
{{Anchor|2-sensors}}
В зависимости от схемы подключения датчика вы можете подключить до двух датчиков на один канал. В списке видов измеряемых сигналов такие позиции начинаются с '''P''' — здесь указывается датчик, подключённый к клемме '''P''' выбранного канала.
В зависимости от схемы подключения датчика вы можете подключить до двух датчиков на один канал. В списке видов измеряемых сигналов такие позиции начинаются с '''P''' — здесь указывается датчик, подключённый к клемме '''P''' выбранного канала.


После выбора значения в поле '''Режим''', ниже появится новое поле '''Канал N''', в котором вы можете указать тип датчика, подключённого к клемме '''N''' или отключить опрос этой клеммы, установив '''Отключен'''.
После выбора значения в поле '''Режим''' ниже появится новое поле '''Канал N''', в котором вы можете указать тип датчика, подключённого к клемме '''N''' или отключить опрос этой клеммы, установив '''Отключен'''.


На примере ниже к четвёртому каналу подключены два датчика:
На примере ниже к четвёртому каналу подключены два датчика:
Строка 264: Строка 245:
# Клемма N — датчик с резистивным выходом.
# Клемма N — датчик с резистивным выходом.


<gallery mode="packed " heights="220px" caption="Подключение двух датчиков к одному каналу">
<gallery mode="packed " widths ="400px" heights="250px" caption="Подключение двух датчиков к одному каналу">
Image: Mai6-1channel-2sensors-settings.png | К клемме P подключен датчик типа «сухой контакт», а к клемме N — датчик с резистивным выходом
Image: Mai6-1channel-2sensors-settings.png | К клемме P подключен датчик типа «сухой контакт», а к клемме N — датчик с резистивным выходом
Image: Mai6-1channel-2sensors-measurements.png | IN 4 P Resistance и State — значения с датчика «сухой контакт», IN 4 N Resistance — значение с датчика резистивным выходом
Image: Mai6-1channel-2sensors-measurements.png | IN 4 P Resistance и State — значения с датчика «сухой контакт», IN 4 N Resistance — значение с датчика резистивным выходом
Строка 270: Строка 251:


=== Пересчёт измеренных значений в физическую величину ===
=== Пересчёт измеренных значений в физическую величину ===
{{Anchor|2-calculate-phisycal}}
Для удобства пользователя программное обеспечение WB-MAI6 может пересчитывать измеряемые значения в физическую величину.
Для удобства пользователя программное обеспечение WB-MAI6 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 пересчёта нужно указать в настройках канала, для этого в полях '''Минимальное пересчитанное значение''' и '''Максимальное пересчитанное значение''' указываются значения физической величины, которые соответствуют минимальному и максимальному значениям диапазона.
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 '''Минимальное пересчитанное значение''' и '''Максимальное пересчитанное значение''' указываются значения физической величины, которые соответствуют минимальному и максимальному значениям диапазона.


Пример ниже показывает подключение и настройку датчика тока SCT-013-015 с выходным сигналом 0–1 В и диапазоном измерений 0...15 А.  
Пример ниже показывает подключение и настройку датчика тока SCT-013-015 с выходным сигналом 0–1 В и диапазоном измерений 0...15 А.  


Так как в примере датчик подключен к клемме '''P''' и выбран режим с приставкой '''P''', то вы можете дополнительно подключить второй датчик к клемме '''N''', для этого установите режим в поле '''Канал N''' и выберите один из доступных датчиков. В нашем примере '''Канал N''' не используется, поэтому отключён.
Так как в примере датчик подключен к клемме '''P''' и выбран режим с приставкой '''P''', то вы можете дополнительно подключить второй датчик к клемме '''N''', для выберите режим в поле '''Канал N''' и укажите один из доступных датчиков. [[#2-sensors | Подробнее про подключение двух датчиков к одному каналу]].


<gallery mode="packed" heights="150px" caption="Настройка датчика тока SCT-013-015: сигнал 0–1 В, диапазон измерений 0…15 А">
<gallery mode="packed" heights="150px" caption="Настройка датчика тока SCT-013-015: сигнал 0–1 В, диапазон измерений 0…15 А">
Строка 284: Строка 266:
</gallery>
</gallery>


=== Работа с датчиками тока на эффекте Холла ===
{{Wbincludes:Modbus}}
{{Anchor|hall-sensor-current}}
Инструкцию по монтажу смотрите в документации на датчик [[YHDC_HSTS016L|HSTS016L]].


На первом этапе для входа WB-MAI6, к которому подключен датчик, необходимо выбрать режим '''датчик тока на эффекте Холла (2.5V±0.625V), однополярное подключение''' и настроить параметры:
=== Карта регистров ===
* Номинальный ток (А) — указать номинальный ток из документации на датчик.
[[WB-MAI6 Modbus Registers|'''Карта регистров WB-MAI6''']]
* Сдвиг нуля (А) —  вписать 0.
* Нажать кнопку '''Записать''' слева вверху страницы.


На втором этапе нужно снять показания с датчика без установки датчика на провод (или тока в измеряемой цепи быть не должно), после чего:
=== Режимы ===
* Открыть настройки устройства.
Устройство позволяет для каждого входа настроить следующие режимы работы:
* Вписать полученное значение в параметр '''Сдвиг нуля (А)''', изменив знак на противоположный.
* Измерение напряжения (в дифференциальном или однополярном режиме)
* Нажать кнопку '''Записать''' слева вверху страницы.
* Измерение сопротивления (в дифференциальном или однополярном режиме)
* 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.


<gallery mode="packed" heights="110px" caption="Настройка датчика тока на эффекте Холла>
В регистры «тип датчика» (0x'''X'''400, 0x'''X'''401) для каждого входа могут быть занесены коды из таблицы 3 либо из [[#table-4 |таблицы 4]]. Для измерения нестандартных величин можно выбрать тип входа и диапазон измерения вручную из таблицы 3.
Image: HSTSschema.png | Схема подключения, [[#pics| рис. 5]]
{{Anchor|table-3}}
Image: HSTSsetup1en.png | Настройка канала WB-MAI6
{| class="wikitable"
Image: HSTSsetup2en.png | Измерение сдвига нуля
|+Таблица 3. Описание режимов работы устройства
Image: HSTSsetup3en.png | Настройка сдвига нуля
!Тип
</gallery>
измеряемого


=== Измерение напряжения в дифференциальном режиме ===
сигнала
Иногда может потребоваться проводить измерения с плавающим потенциалом, когда ни одна из линий источника не связана с потенциалом земли. Например, при подключении датчиков со стандартным выходом напряжения −50–50 мВ, −2 до +2 В.
!Режим входа
!Код
HEX
!Код
DEC
!Описание
!Коэффициент
усиления
!Диапазон измерения
!Погрешность
!Формат
выходных


Для измерения таких сигналов можно использовать модуль MAI-6 в дифференциальном режиме.
данных
|-
|Вход отключен
| -
| 0x0000
| 0
| -


В дифференциальном режиме модуль измеряет разность потенциалов между входными клеммами N и P.. Следует учитывать, что потенциал на линиях INxP и INxN относительно iGND не должен выходить за пределы (0, 5) В. Либо датчик не должен быть связан с iGND.
| -
| -
| -
| -
|-
| rowspan="4" |Измерение
напряжения
| rowspan="3" |Однополярный
| rowspan="3" |0x0001
| rowspan="3" |1
| rowspan="3" |Измерение напряжения в однополярном режиме, [[#pics | рис. 1]]
| rowspan="3" | 1...4
|2 В .. 10 В
| ±0.2 %
| rowspan="4" |мкВ
|-
|10 В .. 30 В
| ±1 %
|-


Длина кабеля, которым подключен источник, должна быть не более 10 м.
|0...2000 мВ
|±(0.2 % + 100 мкВ)
Внутреннее сопротивление измерительного входа чуть более 1 МОм. Чтобы измерения были точными, внутреннее сопротивление источника сигнала должны быть как минимум на два порядка меньше.  
|-
|Дифференциальный
|0x0101
|257
|Измерение напряжения в дифференциальном режиме от −2 до 2 В, [[#pics | рис. 5]]


Если датчику нужно внешнее питание, можно использовать выход модуля. Максимальный ток 150 мА.
Измерение напряжения с термопары (схема на [[#pics | рис. 6]])
<gallery mode="packed" heights="110px" caption="Настройки для измерения в дифференциальном режиме">
|1...128
Image: MAI Diff Voltage.png | Схема подключения, [[#pics| рис. 6]]
|± 2048 мВ
Image: MAI Diff Settings.png | Настройка канала WB-MAI6
|±(0.2 % + 30 мкВ)
</gallery>
|-
| rowspan="4" |Измерение
сопротивления
| rowspan="3" |Однополярный
| rowspan="3" |0x0002
| rowspan="3" |2
| rowspan="3" |Измерение сопротивления по двухпроводной схеме, [[#pics | рис. 3]]


=== Измерение напряжения с использованием внешнего делителя ===
Подключение датчиков типа «сухой контакт», [[#pics | рис. 4]]
{{note|info| Функция пока в разработке, будет обновление прошивки всех выпущенных устройств.}}
| rowspan="4" | 1
Для измерения больших напряжений и/или увеличения входного сопротивления при измерении напряжений более 4.5 В можно использовать внешний делитель напряжения, например готовый '''[[WB-VDIV]]'''.  
|0...1 кОм
|(±0.1 % + 0.3 Ом)
| rowspan="4" |Ом · 100
|-
|1 кОм...100 кОм
|±0.2 %
|-
|100 кОм...1 МОм
|±1 %
|-
|Дифференциальный


При необходимости можно собрать свой делитель напряжения из двух резисторов. Для удобства в WB-MAI6 в одной из ближайших версий прошивки будет введён режим '''измерение положительного напряжения с пользовательским внешним делителем'''. Делитель собирается по стандартной схеме, показанной на рисунке. При настройке MAI6 для канала необходимо выбрать соответствующий режим и указать сопротивления резисторов R1 и R2 в кОм.
(трехпроводная схема)
| 0x0102
| 258
| Измерение сопротивления по трехпроводной схеме, [[#pics | рис. 7]]
|0...5000 Ом
|±(0.1 % + 0.15 Ом)
|-
|Измерение
тока
|Однополярный
|0x0003
|3
|Измерение тока от 0 до 20 мА, [[#pics | рис. 2]]
|1...4
|0...20.48 мА
|±(0.2 % + 1мкА)
|нА
|-


При выборе резисторов внешнего делителя следует придерживаться рекомендаций:
|}
*напряжение на выходе делителя не должно превышать 4.5 В (в идеале — 2 В для большей точности измерений). При превышении на входе WB-MAI6 напряжения порядка 4.6 В включается внутренний делитель напряжения, что приведёт к некорректным результатам измерений;
*сопротивление нижнего плеча делителя (R2) не следует делать существенно больше 10 кОм, так как несмотря на большое входное сопротивление WB-MAI6 внутренние коммутации каналов могут повлиять на точность измерений при больших значениях R2;
*следует учитывать погрешность резисторов (а также их условия эксплуатации и температурный коэффициент сопротивления резисторов), если есть требования к точности измерения напряжений;
* также при измерении больших напряжений R1 следует выбирать с учётом требований по напряжению и рассеиваемой мощности;
* режим рассчитан на использование сопротивлений до 6.5 МОм; большие сопротивления потребуют дополнительного пересчёта результата измерений (в этом случае проще использовать обычный режим измерения положительного напряжения).
<gallery mode="packed" heights="110px" caption="Использование внешнего делителя напряжений">
Image: cdiv_sch.png | Схема подключения
Image: cdiv_setup.png | Настройка канала WB-MAI6 для пользовательского внешнего делителя напряжения
Image: vdiv_setup.png | Настройка канала WB-MAI6 для WB-VDIV
</gallery>


=== Типы поддерживаемых стандартных датчиков ===
Поддерживаемые типы стандартных датчиков приведены в таблице 4. При использовании стандартных датчиков значения регистров 0x'''X'''40 А и 0x'''X'''40 В (коэффициент усиления) игнорируется. Стандартные датчики имеют код <code>0x1XXX</code>.
{{Anchor|table-4}}
{| class="wikitable"
|+Таблица 4. Типы стандартных датчиков
!Код датчика
HEX
!Код датчика
DEC
!Описание
!Коэффициент
усиления
!Формат
сырых данных
!Формат
пересчитанных данных
!Погрешность
|-
! colspan="7" |Термоэлектрические преобразователи
Режим работы — измерение напряжения с термопары, [[#pics | рис. 6]]
|-
|0x1000
|4096
|ТХА (K)
|32
|мкВ
|°C · 10
|±(0.8 °С + 0.2% · Δt)
|-
| colspan="2" |
| colspan="7" |Примечание: Δt — разница между измеряемой термопарой температурой и температурой WB-MAI, если термопара подключена напрямую к входу WB-MAI6 без удлинения проводов.
|-
! colspan="7" |Термометры сопротивления по двухпроводной схеме
Режим работы — измерение сопротивления по двухпроводной схеме, [[#pics | рис. 3]]
|-
|0x1100
|4352
|Pt 50 (α = 0,00385 °C <sup>-1</sup>)
|4
| rowspan="15" |Ом · 100
| rowspan="15" |°C · 10
|±1.5 °С
|-
|0x1101
|4353
|Pt 100 (α = 0,00385 °C <sup>-1</sup>)
|4
|±0.8 °С
|-
|0x1102
|4354
|Pt 500 (α = 0,00385 °C <sup>-1</sup>)
|2
|±0.2 °С
|-
|0x1103
|4355
|Pt 1000 (α = 0,00385 °C <sup>-1</sup>)
|1
|±0.15 °С
|-
|0x1110
|4368
|50П (α = 0,00391 °C <sup>-1</sup>)
|4
|±1.5 °С
|-
|0x1111
|4369
|100П (α = 0,00391 °C <sup>-1</sup>)
|4
|±0.8 °С
|-
|0x1112
|4370
|500П (α = 0,00391 °C <sup>-1</sup>)
|2
|±0.2 °С
|-
|0x1113
|4371
|1000П (α = 0,00391 °C <sup>-1</sup>)
|1
|±0.15 °С
|-
|0x1120
|4384
|50М (α = 0,00428 °C <sup>-1</sup>)
|4
|±1.4 °С
|-
|0x1121
|4385
|100М (α = 0,00428 °C <sup>-1</sup>)
|4
|±0.7 °С
|-
|0x1122
|4386
|500М (α = 0,00428 °C <sup>-1</sup>)
|4
|±0.2 °С
|-
|0x1123
|4387
|1000М (α = 0,00428 °C <sup>-1</sup>)
|2
|±0.14 °С
|-
|0x1130
|4400
|Ni 100 (α = 0,00617 °C <sup>-1</sup>)
|4
|±0.5 °С
|-
|0x1131
|4401
|Ni 500 (α = 0,00617 °C <sup>-1</sup>)
|2
|±0.13 °С
|-
|0x1132
|4402
|Ni 1000 (α = 0,00617 °C <sup>-1</sup>)
|1
|±0.1 °С
|-




{{Wbincludes:Modbus}}
|-
|0x1701
|5889
|NTC 10k (B = 3988 K)
|1 - 4 (авто)
|Ом · 100
|°C · 10
|±0.2 °С
|-


===Расширение Быстрый Modbus===
{{note|note| Начиная с версии прошивки '''2.0.0''' устройство поддерживает расширение Быстрый Modbus.}}


{{Wbincludes:Fast Modbus Description}}


=== Карта регистров ===
| colspan="2" |
| colspan="7" |Примечание: без учёта сопротивления проводов и контактов
|-
! colspan="7" |Термометры сопротивления по трехпроводной схеме
Режим работы — измерение сопротивления по трехпроводной схеме,  [[#pics | рис. 7]]
|-
|0x1200
|4608
|Pt 50 (α = 0,00385 °C <sup>-1</sup>)
|4
| rowspan="15" |Ом · 100
| rowspan="15" |°C · 10
|±(0.6 + Rw · 0.02 Ом<sup>-1</sup> )°С
|-
|0x1201
|4609
|Pt 100 (α = 0,00385 °C <sup>-1</sup>)
|4
|±(0.33 + Rw · 0.01 Ом<sup>-1</sup> )°С
|-
|0x1202
|4610
|Pt 500 (α = 0,00385 °C <sup>-1</sup>)
|2
|±(0.14 + Rw · 0.002 Ом<sup>-1</sup> )°С
|-
|0x1203
|4611
|Pt 1000 (α = 0,00385 °C <sup>-1</sup>)
|1
|±(0.13 + Rw · 0.001 Ом<sup>-1</sup> )°С
|-
|0x1210
|4624
|50П (α = 0,00391 °C <sup>-1</sup>)
|4
|±(0.6 + Rw · 0.02 Ом<sup>-1</sup> )°С
|-
|0x1211
|4625
|100П (α = 0,00391 °C <sup>-1</sup>)
|4
|±(0.33 + Rw · 0.01 Ом<sup>-1</sup> )°С
|-
|0x1212
|4626
|500П (α = 0,00391 °C <sup>-1</sup>)
|2
|±(0.14 + Rw · 0.002 Ом<sup>-1</sup> )°С
|-
|0x1213
|4627
|1000П (α = 0,00391 °C <sup>-1</sup>)
|1
|±(0.13 + Rw · 0.001 Ом<sup>-1</sup> )°С
|-
|0x1220
|4640
|50М (α = 0,00428 °C <sup>-1</sup>)
|4
|±(0.6 + Rw · 0.02 Ом<sup>-1</sup> )°С
|-
|0x1221
|4641
|100М (α = 0,00428 °C <sup>-1</sup>)
|4
|±(0.31 + Rw · 0.01 Ом<sup>-1</sup> )°С
|-
|0x1222
|4642
|500М (α = 0,00428 °C <sup>-1</sup>)
|4
|±(0.13 + Rw · 0.002 Ом<sup>-1</sup> )°С
|-
|0x1223
|4643
|1000М (α = 0,00428 °C <sup>-1</sup>)
|2
|±(0.12 + Rw · 0.001 Ом<sup>-1</sup> )°С
|-
|0x1230
|4656
|Ni 100 (α = 0,00617 °C <sup>-1</sup>)
|4
|±(0.23 + Rw · 0.006 Ом<sup>-1</sup> )°С
|-
|0x1231
|4657
|Ni 500 (α = 0,00617 °C <sup>-1</sup>)
|2
|±(0.09 + Rw · 0.0013 Ом<sup>-1</sup> )°С
|-
|0x1232
|4658
|Ni 1000 (α = 0,00617 °C <sup>-1</sup>)
|1
|±(0.08 + Rw · 0.0006 Ом<sup>-1</sup> )°С
|-
| colspan="2" |
| colspan="7" |Примечание: Rw — сопротивление каждого провода. Должны использоваться одинаковые провода одинаковой длины для подключения к клеммам P и N.


[[WB-MAI6 Modbus Registers|'''Таблица Modbus-регистров, режимы работы и типы стандартных датчиков''']]
|-
! colspan="7" |Датчики с токовым выходом
Режим работы — измерение тока от 0 до 20 мА, [[#pics | рис. 2]]
|-
|0x1300
|4864
|от 0 до 5 мА
|4
|нА
|0 мА = нижняя граница (регистры 0x'''X'''408 / 0x'''X'''409)
5 мА = верхняя граница (регистры 0x'''X'''40A / 0x'''X'''40B)
|±0.25 %
|-
|0x1301
|4865
|от 0 до 20 мА
|1
|нА
|0 мА = нижняя граница (регистры 0x'''X'''408 / 0x'''X'''409)
20 мА = верхняя граница (регистры 0x'''X'''40A / 0x'''X'''40B)
|±0.25 %
|-
|0x1302
|4866
|от 4 до 20 мА
|1
|нА
|4 мА = нижняя граница (регистры 0x'''X'''408 / 0x'''X'''409)
20 мА = верхняя граница (регистры 0x'''X'''40A / 0x'''X'''40B)
|±0.25 %
|-
! colspan="7" |Датчики с выходом «напряжение» в однополярном режиме
Режим работы — измерение напряжения в однополярном режиме, [[#pics | рис. 1]]
|-
|0x1400
|5120
|от 0 до 1 В
|2
|мкВ
|0 В = нижняя граница(регистры 0x'''X'''408 / 0x'''X'''409)
1 В = верхняя граница (регистры 0x'''X'''40A / 0x'''X'''40B)
|±0.2 %
|-
|0x1401
|5121
|от 0 до 10 В
|1 - 4 (авто)
|мкВ
|0 В = нижняя граница(регистры 0x'''X'''408 / 0x'''X'''409)
10 В = верхняя граница (регистры 0x'''X'''40A / 0x'''X'''40B)
|±0.2 %


==Обновление прошивки и сброс настроек==
|-
{{Modbus Device Firmware Update| changelog=WB-MAI6: Changelog}}
| colspan="2" |
 
| colspan="7" |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.
== Известные неисправности ==
[[WB-MAI6:_Errata |Список известных неисправностей]]


== Ревизии устройства ==
{{Wbincludes:Revision}}
|-
|-
|1.6
! colspan="7" |Датчики с выходом «напряжение» в дифференциальном режиме
|v1.6A - ...
Режим работы — измерение напряжения в дифференциальном режиме от −2 до 2 В, [[#pics | рис. 5]]
|06.2024 - ...
|
*На чипе АЦП ADS1120IPW
*Незначительные внутренние изменения
|-
|-
|1.5
|0x1500
|v1.5A, v1.5A/1, v1.5B, v1.5B/1, v1.5B/2, v1.5C, v1.5C/1, v1.5D
|5376
|08.2023 - 05.2024
|от -50 до 50 мВ
|
|32
*На чипе АЦП ADS1120IRV
|мкВ
*Четырехслойная плата
| -50 мВ = нижняя граница(регистры 0x'''X'''408 / 0x'''X'''409)
50 мВ = верхняя граница (регистры 0x'''X'''40A / 0x'''X'''40B)
|±0.2 %
|-
|-
|1.4
! colspan="7" |Датчики контактные (сухие)
|v1.4A
Режим работы — измерение сопротивления по двухпроводной схеме, [[#pics | рис. 3]]
|06.2023
|
*На чипе АЦП ADS1120IPW
|-
|-
|1.2
|0x1600
|v1.2A, v1.2A/1, v1.2B, v1.2B/1, v1.2C, v1.2D, v1.2E
|5632
|12.2022 - 05.2023
|Сухой контакт
|1
|Ом · 100
|0 — датчик разомкнут или отсутствует
1 — датчик замкнут
|
|
*На чипе АЦП ADS1120IPW
|-
|1.2
|v1.2A/T
|11.2022
|
*Первая партия - требуется обновление прошивки!
|-
|-
|}
==Обновление прошивки и сброс настроек==
{{Wbincludes:Firmware update (After 2019)| changelog=WB-MAI6: Changelog}}
== Известные неисправности ==
[[WB-MAI6: Errata |Список известных неисправностей]]
== Ревизии устройства ==
{{Wbincludes:Revision}}
|}
|}


== Изображения и чертежи устройства ==
== Изображения и чертежи устройства ==
[[File:DIN 6U.png |450px|thumb|right|Габаритные размеры]]
{{Wbincludes:CDR lib}}
{{Wbincludes:CDR lib}}


'''SVG:''' [[File:WB-MAI6.svg.zip]]
'''Corel Draw PDF:''' [[File:WB-MAI6.cdr.pdf]]


'''Габаритный чертеж модуля (DXF):''' [[File:WB-MAI6.dxf.zip]]
'''Габаритный чертеж модуля (DXF):''' [[File:WB-MAI6.dxf.zip]]


'''Габаритный чертеж модуля (PDF):''' [[File:WB-MAI6.dxf.pdf]]
'''Габаритный чертеж модуля (PDF):''' [[File:WB-MAI6.dxf.pdf]]
{{Wbincludes: AutoCAD_base}}
<gallery mode="packed" heights="200px">
Image: wb-mai6-side.png | WB-MAI6
Image: WB-MAI6 PCB.png | Плата WB-MAI6
Image: WB-MAI6 PCB 2.png | Плата WB-MAI6
Image: DIN_3U.png | Габаритные размеры
</gallery>

Версия 11:44, 1 ноября 2022


Это черновик страницы. Последняя правка сделана 01.11.2022 пользователем A.Degtyarev. Купить в интернет-магазине

WB-MAI6

Назначение

Модуль ввода аналоговый WB-MAI6 предназначен для измерения термосопротивлений, преобразования сигналов датчиков с унифицированными сигналами тока и напряжения, измерения напряжения, и т.д.

Режим каждого входа выбирается программно при конфигурировании прибора. Подключение дополнительных внешних нагрузочных/подтягивающих резисторов не требуется. Прибор позволяет подключить одновременно до 12 различных датчиков.

Управление модулем производится с контроллера или ПК по шине RS-485 командами по протоколу Modbus.

Поддерживаемые датчики и сигналы

Таблица 1. Поддерживаемые датчики и сигналы
Параметр Значение
Термопары
Типы «K»
Термометры сопротивления (RTD)
Схемы подключения Двухпроводная, трёхпроводная
Типы RTD Pt50, Pt100, Pt500, Pt1000,

50П, 100П, 500П, 1000П, 50М, 100М, 500М, 1000М, Ni100, Ni500, NI1000

Термисторы
Типы NTC 10k, NTC 1.8k
Датчики с унифицированными сигналами
Тока 4-20 мА, 0-20 мА, 0-5 мА
Напряжения 0-10 В, 1-10 В, -50-50 мВ
Прочие датчики
Тока Датчики Холла с сигналом 2.5 В +/- 0.625 В
Дискретные Типа «сухой контакт»
Измерения величин
Напряжение от -2 В до 30 В
Сопротивление до 2 МОм
Ток до 20 мА

Отличия от других аналоговых модулей Wiren Board

Модуль WB-MAI6 заменяет ранее выпускавшиеся модели: модуль WB-MAI11 и модули расширения для контроллера Wiren Board WBIO-AI-DV-12 и WBIO-AI-DV-12/4-20MA.

От WB-MAI11

В отличие от WB-MAI11, в WB-MAI6 6 дифференциальных каналов, а не 11, поэтому выполнен в трёхмодульном корпусе и занимает в два раза меньше места на DIN-рейке.

К WB-MAI6 можно подключать сигналы 0-10 В (до 12 штук), а также использовать его для измерения напряжений до +30 В. Все однополярные типы сигналов можно комбинировать друг с другом, нет ограничений, которые были в WB-MAI11.

Кроме этого, WB-MAI6 поддерживает измерение сопротивлений до 2 МОм в двухпроводном режиме, в том числе различных NTC-термисторов.

WB-MAI6 имеет защиту входов от перенапряжений и выдерживает подключение +/- 30 В на входы в любом режиме.

От WBIO-AI-DV-12 и WBIO-AI-DV-12/4-20MA

WBIO-AI-DV-12 — это боковой модуль расширения для контроллера Wiren Board. В отличие от него, WB-MAI6 — это самостоятельное устройство с RS-485 Modbus RTU, которое можно использовать с любым контроллером или ПЛК.

Дополнительно к режимам измерения напряжений WBIO-AI-DV-12 новый WB-MAI6 поддерживает также режим однополярного измерения напряжений от 0 до +50 В, что позволяет измерять 12 разных напряжений. Переключение режимов входов в WB-MAI6 делается программно, без необходимости менять перемычки.

Так же как и к WBIO-AI-DV-12/4-20MA, к новому WB-MAI6 можно подключить до 12 сигналов 4-20 мА. Однако, WB-MAI6 поддерживает преобразование сигналов 4-20 мА в физические величины без участия контроллера, а также обнаружение статуса ошибки.

Кроме этого, WB-MAI6 поддерживает множество других сигналов и входов, в том числе сигналы 4-20 мА, 0-10 В, термисторы и термопары.

Технические характеристики

Таблица 2. Технические характеристики
Параметр Значение
Питание
Напряжение питания 9 – 28 В
Потребляемая мощность 0.2 Вт
Каналы измерения
Число каналов 6 дифференциальных либо 12 однополярных
Поддерживаемые датчики и сигналы см. таблицу 1
Погрешности при измерении стандартных датчиков см. таблицу 3
Базовая погрешность при измерении напряжения ±0.2 % (< 2 В)

±1 % (< 50В)

Базовая погрешность при измерении тока ±0.2 %
Базовая погрешность при измерении сопротивления ±0.1 % (0 - 1 кОм)

±0.2 % (1 кОм - 100 кОм)

Входное сопротивление при измерении напряжения > 1 МОм ( 0 - 2В)

4 кОм ( > 2В)

Защита
Одновременно на всех каналах, в любом режиме ± 30 В
На одном канале, в любом режиме ± 60 В
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 3
Габаритные размеры (Д x Ш x В) 53 x 90 x 58 мм
Масса (с коробкой) 110 г

Общий принцип работы

WB-MAI6 имеет 6 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.

В устройство встроены отключаемые делители для измерения больших напряжений, например 0-10В или 30В. Эти делители включаются и отключаются автоматически, в зависимости от входного сигнала.

Выходы 5В и сигнальная земля всех шести каналов объединены внутри устройства.

Выход 5В используется для питания внешних датчиков (например, датчиков тока на эффекте Холла) и для подключения ратиометрических датчиков (например, положения заслонки).

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 измерении сопротивления по трёхпроводной схеме рекомендуем подключать датчик к клеммам INxP и INxN одинаковыми проводами, чтобы их сопротивление не влияло на результат. В таком случае абсолютное влияние сопротивления проводов на конечный результат будет 0.003Rw против 2Rw в двух проводной схеме, где Rw — сопротивление одного провода до датчика. А абсолютное влияние разницы сопротивлений на конечный результат составит |Rw1-Rw2|.

Монтаж

Подключение

WB-MAI6 монтируется на стандартную DIN-рейку шириной 35 мм и занимает ширину 3 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 в статье Заземление устройств Wiren Board и подключение контактов GND и iGND.

Как обжимать наконечники НШВИ

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

Каналы входа можно использовать независимо друг от друга и подключить два разных входных сигнала: например, измерять ток 4-20 мА входом INxP, а входом INxP — напряжение 0-10В.

Однако, режимы измерения сопротивления по трёхпроводной схеме, измерения напряжения в дифференциальном режиме, а также режим термопары занимают оба канала INxP и INxN.

  • Занимают только один канал входа: INxP или INxN

  • Рис.1. Измерение напряжения в однополярном режиме: датчики со стандартным выходом 0–1 В, 0-10В, напряжения от 0 до +30 В

  • Рис.2. Измерение постоянного тока: датчики со стандартным выходом 4–20 мА, 0–20 мА, 0–5 мА другие датчики с нестандартным выходом и током до 20 мА. Понадобится внешний источник напряжения, землю которого нужно объединить с клеммой GND канала измерения

  • Рис.3. Измерение сопротивления по двухпроводной схеме: двухпроводные термисторы RTD: Pt100, Pt1000, NTC 10k и другие. Провода должны одинаковыми, концы обжаты в НШВИ. Сопротивление проводов и контактов включается в результат измерения

  • Рис.4. Подключение датчиков «сухой контакт»

  • Занимают оба канала одного входа: INxP и INxN

  • Рис.5. Измерение напряжения в дифференциальном режиме: датчики со стандартным выходом −50–50 мВ, напряжения от −2 до +2 В

  • Рис.6. Подключение термопары K-типа (TXA)

  • Рис.7. Измерение сопротивления по трёхпроводной схеме. Провода должны быть одинаковыми, концы обжаты в НШВИ. При соблюдении условий подключения сопротивление проводов не влияет на результат измерения

Представление в веб-интерфейсе контроллера WB

Выбор шаблона

Мы пока тестируем шаблон, поэтому его нет в серийном wb-mqtt-serial. Если вам нужно подключить это устройство к контроллеру Wiren Board — напишите нам.

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.

Набор контролов меняется в зависимости от настроек каналов измерения.

Настройка

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.

Выбор типа датчика или измерения

По умолчанию в WB-MAI6 все каналы отключены и перед работой нужно выбрать для каждого канала тип подключённого датчика или название типового сигнала. При указании типа датчика измеренные значения будут автоматически пересчитаны в физическую величину, а при выборе датчика с типовым сигналом (4–20 мА, 0-10 В и т.п.) вы сможете указать параметры пересчета в настройках канала.

Ниже показаны примеры подключения и настроек.

  • Настройка Pt100, подключённого по трёхпроводной схеме

  • Схема подключения, рис. 3

  • Выбор датчика

  • Параметры датчика

  • Полученные с датчика значения

  • Измерение напряжения в диапазоне от 0 до 30 В

  • Схема подключения, рис. 1

  • Выбор режима

  • Параметры

  • Напряжение на клемме P первого канала

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 P — здесь указывается датчик, подключённый к клемме P выбранного канала.

После выбора значения в поле Режим ниже появится новое поле Канал N, в котором вы можете указать тип датчика, подключённого к клемме N или отключить опрос этой клеммы, установив Отключен.

На примере ниже к четвёртому каналу подключены два датчика:

  1. Клемма P — датчик «Сухой контакт».
  2. Клемма N — датчик с резистивным выходом.
  • Подключение двух датчиков к одному каналу

  • К клемме P подключен датчик типа «сухой контакт», а к клемме N — датчик с резистивным выходом

  • IN 4 P Resistance и State — значения с датчика «сухой контакт», IN 4 N Resistance — значение с датчика резистивным выходом

Пересчёт измеренных значений в физическую величину

Для удобства пользователя программное обеспечение WB-MAI6 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 Минимальное пересчитанное значение и Максимальное пересчитанное значение указываются значения физической величины, которые соответствуют минимальному и максимальному значениям диапазона.

Пример ниже показывает подключение и настройку датчика тока SCT-013-015 с выходным сигналом 0–1 В и диапазоном измерений 0...15 А.

Так как в примере датчик подключен к клемме P и выбран режим с приставкой P, то вы можете дополнительно подключить второй датчик к клемме N, для выберите режим в поле Канал N и укажите один из доступных датчиков. Подробнее про подключение двух датчиков к одному каналу.

  • Настройка датчика тока SCT-013-015: сигнал 0–1 В, диапазон измерений 0…15 А

  • Схема подключения, рис. 1

  • Настройка

  • IN 1 P Voltage — измеренное напряжение на клемме P,
    IN 1 P Value — пересчитанное в амперы значение

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-MAI6

Режимы

Устройство позволяет для каждого входа настроить следующие режимы работы:

  • Измерение напряжения (в дифференциальном или однополярном режиме)
  • Измерение сопротивления (в дифференциальном или однополярном режиме)
  • 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.

Таблица 3. Описание режимов работы устройства
Тип

измеряемого

сигнала

Режим входа Код

HEX

Код

DEC

Описание Коэффициент

усиления

Диапазон измерения Погрешность Формат

выходных

данных

Вход отключен - 0x0000 0 - - - - -
Измерение

напряжения

Однополярный 0x0001 1 Измерение напряжения в однополярном режиме, рис. 1 1...4 2 В .. 10 В ±0.2 % мкВ
10 В .. 30 В ±1 %
0...2000 мВ ±(0.2 % + 100 мкВ)
Дифференциальный 0x0101 257 Измерение напряжения в дифференциальном режиме от −2 до 2 В, рис. 5

Измерение напряжения с термопары (схема на  рис. 6)

1...128 ± 2048 мВ ±(0.2 % + 30 мкВ)
Измерение

сопротивления

Однополярный 0x0002 2 Измерение сопротивления по двухпроводной схеме, рис. 3

Подключение датчиков типа «сухой контакт», рис. 4

1 0...1 кОм (±0.1 % + 0.3 Ом) Ом · 100
1 кОм...100 кОм ±0.2 %
100 кОм...1 МОм ±1 %
Дифференциальный

(трехпроводная схема)

0x0102 258 Измерение сопротивления по трехпроводной схеме, рис. 7 0...5000 Ом ±(0.1 % + 0.15 Ом)
Измерение

тока

Однополярный 0x0003 3 Измерение тока от 0 до 20 мА, рис. 2 1...4 0...20.48 мА ±(0.2 % + 1мкА) нА

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.

Таблица 4. Типы стандартных датчиков
Код датчика

HEX

Код датчика

DEC

Описание Коэффициент

усиления

Формат

сырых данных

Формат

пересчитанных данных

Погрешность
Термоэлектрические преобразователи

Режим работы — измерение напряжения с термопары, рис. 6

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-MAI6 без удлинения проводов.
Термометры сопротивления по двухпроводной схеме

Режим работы — измерение сопротивления по двухпроводной схеме, рис. 3

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
0x1701 5889 NTC 10k (B = 3988 K) 1 - 4 (авто) Ом · 100 °C · 10 ±0.2 °С
Примечание: без учёта сопротивления проводов и контактов
Термометры сопротивления по трехпроводной схеме

Режим работы — измерение сопротивления по трехпроводной схеме,   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, рис. 2

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, рис. 1

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 %
0x1401 5121 от 0 до 10 В 1 - 4 (авто) мкВ 0 В = нижняя граница(регистры 0xX408 / 0xX409)

10 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, рис. 5

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,  рис. 3

0x1600 5632 Сухой контакт 1 Ом · 100 0 — датчик разомкнут или отсутствует

1 — датчик замкнут

Обновление прошивки и сброс настроек

Wbincludes:Firmware update (After 2019)

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

Изображения и чертежи устройства

Габаритные размеры

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 от стороннего разработкика.

Corel Draw PDF: Файл:WB-MAI6.cdr.pdf

Габаритный чертеж модуля (DXF): Файл:WB-MAI6.dxf.zip

Габаритный чертеж модуля (PDF): Файл:WB-MAI6.dxf.pdf

Источник — https://wirenboard.com/wiki/index.php?title=WB-MAI6_Modbus_Analog_Inputs&oldid=69811