WB-MAO4-20mA Modbus Analog Outputs 0-20mA: различия между версиями
Fizikdaos (обсуждение | вклад) |
Fizikdaos (обсуждение | вклад) |
||
Строка 71: | Строка 71: | ||
==== Режимы работы ==== | ==== Режимы работы ==== | ||
Каждым каналом можно управлять двумя способами: задавая ток напрямую (в микроамперах, диапазон 0-20480 (0-20.48мА), и указывая значение в процентах от диапазона: 0-20мА, 4-20мА или от пользовательского диапазона. | |||
==== Сигнал ошибки выходного тока ==== | ==== Сигнал ошибки выходного тока ==== |
Версия 13:29, 11 сентября 2024
Это черновик страницы. Последняя правка сделана 11.09.2024 пользователем Fizikdaos.
Назначение
4-х канальный модуль аналогового вывода предназначен для управления устройствами с интерфейсами 0-20мА, 4-20мА: частотными преобразователями, сервоприводами, приводами воздушных заслонок, клапанов и т.д.
Модуль управляется локально с кнопок и с контроллера по шине RS-485 командами по протоколу Modbus.
Технические характеристики
Параметр | Значение |
---|---|
Питание | |
Напряжение питания | 9 В — 28 В постоянного тока |
Потребляемая мощность |
От 0.3 до 2.3 Вт |
Каналы управления | |
Кол-во каналов | 4 |
Выходной сигнал | 0 — 20mA, 4 — 20mA |
Изоляция выходов | Изолированы между собой и изолированы от внутренней схемы модуля. |
Максимальное сопротивление нагрузки | 500 Ом |
Точность | 2% +/- 100uA (при 25С), 3% +/- 100uA (при -40 до +80С) |
Входы | |
Назначение | Универсальные входы, которые можно гибко настраивать. |
Тип входов | «Сухой контакт», без гальванической изоляции.
Напряжение на входе около 5 В постоянного тока. Ток при замыкании входа около 5 мА |
Управление | |
Интерфейс управления | RS-485 |
Изоляция интерфейса | Неизолированный |
Протокол обмена данными | Modbus RTU, адрес задается программно, заводские настройки указаны на наклейке |
Параметры интерфейса RS-485 | Задаются программно, по умолчанию:
скорость — 9600 бит/с; данные — 8 бит; бит чётности — нет (N); стоп-биты — 2 |
Готовность к работе после подачи питания | ~2 c |
Условия эксплуатации | |
Температура воздуха | От −40 до +80 °С |
Относительная влажность | До 95 %, без конденсации влаги |
Климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69 | O2.1* |
Гарантийный срок | 2 года |
Срок службы | 5 лет |
Клеммники и сечение проводов | |
Рекомендуемое сечение провода с НШВИ | 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 |
Габариты | |
Ширина, DIN-юнитов | 2 |
Габаритные размеры (Д x Ш x В) | 36 x 90 x 58 мм |
Масса (с коробкой) | 80 г |
Общий принцип работы
Устройство имеет 4 независимых гальванически разделенных выходных канала типа «генератор тока» - транзисторы, регулируемые с помощью операционного усилителя по обратной связи с точного шунта. Каналы имеют собственные источники питания на 15 В и подключение внешних блоков питания не требуется. Максимально сопротивление нагрузки канала 500 Ом (для тока 20 мА).
Модуль имеет четыре аппаратных входа, состояние которых можно считать по Modbus. Входы можно гибко настраивать через назначение действий в зависимости от типа нажатия. Подробнее смотрите в разделе Настройка входов.
Индикация
В модуле есть индикаторы, которые помогут определить его состояние без подключения к контроллеру:
- S — статус обмена по Modbus: загорается при подаче низковольтного питания на модуль и мигает в момент опроса по шине RS-485. В устройствах с включенными событиями Быстрого Modbus ⚡ индикатор мигает более часто чем при стандартном опросе по очереди, так как опрос событий происходит быстрее. В режиме загрузчика редко мигает. При загрузке новой прошивки перестает менять свое состояние.
Также на передней панели модуля есть 4 светодиода индикации состояния каналов. Светодиоды привязаны к выходным каналам модуля и отражают их состояние, а также сообщают об ошибочном состоянии токового интерфейса. Они могут принимать следующие значения:
- выключен — канал не активен;
- включен — канал активен;
- мигает — ток линии не соответствует (меньше) установленного в регистрах значения. Ошибка работы.
Режимы работы
Каждым каналом можно управлять двумя способами: задавая ток напрямую (в микроамперах, диапазон 0-20480 (0-20.48мА), и указывая значение в процентах от диапазона: 0-20мА, 4-20мА или от пользовательского диапазона.
Сигнал ошибки выходного тока
В каждом канале имеется схема, обнаруживающая неадекватное текущее значение выходного тока, меньшее, чем было установлено в управляющих регистрах.
Недостаточное значение или отсутствие тока типично связано с обрывом выходного шлейфа, слишком высоким сопротивлением проводов или нагрузки, или недостаточным напряжением питания шлейфа.
Если значение тока не соответствовало установленному в течение более 10мс, то в регистре ошибки канала выставляется соответсвующий сигнал. Сигнал ошибки в регистре залипает на 1с с момента последнего обнаружения, чтобы имелась возможность его считать при низкой частоте опроса.
Питание выходных шлейфов
Модуль имеет активные выходы в терминологии токовых интерфейсов. Внутри устройства уже имеются источники питания для канала, на каждый канал свой. Напряжение источника питания 15 Вольт и оно определяет максимальное сопротивление проводов шлейфа в совокупности с нагрузкой канала и равняется 500 Ом. При сопротивлении нагрузки в 500 Ом гарантируется ток не менее 20 мА. Собственное падение на схеме модуля невелико, меньше 5В, что и даёт максимальную нагрузку в 500 Ом.
Изоляция и гальваническое разделение
Каждый из выходов имеет гальваническое разделение относительно других выходов, питания модуля и шины RS-485 с практически бесконечным сопротивлением. Это сделано для удобства применения в практических условиях, чтобы можно было создавать самые различные варианты токовых интерфейсов (активный выход, пассивный выход, 2 провода, 3 провода) без риска проблем с земляными петлями. Напряжение гальванического разделения до 400В. Важно отметить, что гальваническое разделение не является рабочей изоляцией с точки зрения электробезопасности и не предназначено для работы с оборудованием, находящимся под сетевым напряжением.
Распознавание типов нажатий
Модуль может распознавать четыре типа нажатий: короткое, длинное, двойное, короткое, а затем длинное.
Обработку нажатий можно использовать на контроллере, куда по Modbus передаются счётчики для каждого типа нажатий, или в самом устройстве для управления выходами.
Параметры распознавания нажатий можно изменять в настройках.
Монтаж
Устройство монтируется на стандартную DIN-рейку шириной 35 мм.
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.
Входы аппаратно распознают типы нажатий, на каждый из которых можно назначить своё действие. Подробно процедура настройки и список доступных действий описаны в разделе Настройка входов.
Срабатывание дискретных входов происходит при их замыкании на клеммы «−» (минус) или GND. Возникающий ток невелик (~5 мА), так что тип кнопки или выключателя может быть любым. Также не играет роли длина и сечение кабеля. Но для предотвращения наводок от близко расположенных силовых линий лучше использовать витую пару и подключать «минус» питания ленты ко второй жиле пары.
Сигналы 0-20мА/4-20мА лучше подключать к исполнительным устройствам витой парой.
Пример монтажа
Пример монтажа модуля WB-MAO4-20mA можно посмотреть на схеме 1.
В примере модуль управляет двумя димерами светодиодных лент с входом 0–10 В. Также он считывает состояние выключателя, логика которого прописывается правилами на контроллере. Модуль питается от контроллера и общается с ним по шине RS-485. Диммеры питаются от отдельного блока питания.
В примере модуль питается от контроллера Wiren Board, поэтому мы соединяем минус блока питания, от которого питается контроллер с минусом блока питания нагрузки.
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-MAO4-20mA.
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 в настройках драйвера wb-mqtt-serial.
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 аналоговых выходов
Вы можете изменить параметры:
- Outputs Mode — выберите один из режимов: 0–20mA или 4-20mA.
- Max output value — максимальное значение физической величины соответствующая току 20мА. Используется для преобразования из физической величины в ток.
Управление выходами через модуль
В WB-MAO4-20mA есть возможность управлять выходами с помощью входов модуля:
- включать или выключать каналы,
- устанавливать ток на выходе как процент от заданного диапазона.
Также добавлена возможность плавно изменять ток на выходе с заданной скоростью.
Параметры выходов:
- Нижний порог диммирования — Значение выхода в мкА, соответствующее уровню 0%.
- Верхний порог диммирования — Значение выхода в мкА, соответствующее уровню 100%.
- Скорость возрастания уровня при плавных переходах. Задается период времени, за который уровень изменится на 1%.
- Скорость убывания уровня при плавных переходах. Задается период времени, за который уровень изменится на 1%.
- Длительность периода повторения действий. Продолжительные действия будут выполняться с указанным периодом в миллисекундах.
Верхний порог диммирования, может быть меньше нижнего. В таком случае напряжение на выходе будет изменяться в заданном диапазоне, но будет обратно пропорционально уровню.
Например: верхний порог = 0 мВ
, нижний порог = 20000 мкА
. Тогда при заданном уровне 70%, на выходе будет 6 мА.
Скорость возрастания/убывания может быть нулевой. Тогда плавные переходы будут отключены и значение уровня будет применяться мгновенно.
Привязка событий с кнопок к выходам
В WB-MAO4-20mA для подключения кнопок доступно 4 дискретных входа, для каждой кнопки обрабатывается 4 типа нажатий: короткое, длинное, двойное, короткое и затем длинное. Таким образом получаем 16 различных событий, для каждого из них существует два параметра для привязки: выход к которому привязано событие и тип действия.
Параметр «Номер выхода» определяет выход модуля, с которым произойдет действие, вызванное событием. Можно выбрать один или сразу все выходы модуля. Также можно не привязывать ни один из выходов, тогда событие будет проигнорировано.
Параметр «Действие с выходом» выбирает действие над выходом, вызываемое событием:
- Включение канала
- Выключение канала
- Переключение состояния канала
- Увеличение выходного уровня
- Уменьшение выходного уровня
- Увеличение/уменьшение выходного уровня
Некоторые комбинации событий и действий, не имеют практического смысла и будут проигнорированы.
Доступные комбинации событий и действий | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|
Тип нажатия | Отключить выход | Включить выход | Переключить состояние выхода | Увеличить уровень | Уменьшить уровень | Увеличить/уменьшить уровень |
Одиночное нажание | Один / все выходы | Один / все выходы | Один выход | Один / все выходы | Один / все выходы | Недоступно |
Долгое нажание | Один / все выходы | Один / все выходы | Один выход | Один / все выходы | Один / все выходы | Один выход |
Двойное нажатие | Один / все выходы | Один / все выходы | Один выход | Один / все выходы | Один / все выходы | Недоступно |
Короткое, затем долгое нажатие | Один / все выходы | Один / все выходы | Один выход | Один / все выходы | Один / все выходы | Один выход |
Поддержка выключателей с фиксацией
В WB-MAO4-20mA есть поддержка выключателей с фиксацией. Для выключателей доступны только действия "Выключить", "Включить", "Переключить".
Необходимо выбрать режим работы входа "Выключатель". Далее настройка привязки действий и каналов в режиме выключателя выполняется аналогичных образом.
Если перечисленных выше параметров нет в веб-интерфейсе контроллера — вы используете одну из предыдущих версий ПО. Смотрите другие варианты настройки модуля в разделе Способы настройки.
Безопасный режим и действия при включении питания
В WB-MAO4-20mA имеется «Безопасный режим» — устройство переходит в него, если отсутствует обмен по Modbus в течение заданного периода времени.
Можно настроить действия для каждого канала при переходе в безопасный режим и изменить режим работы входов.
Также в WB-MAO4-20mA имеется «Действия при включении питания» — можно отдельно для каждого канала задать начальное состояние при включении питания диммера.
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.
Расширение Быстрый Modbus
Быстрый Modbus добавляет стандартному протоколу Modbus новые полезные функции: быстрое сканирование устройств Wiren Board на шине RS-485 и опрос событий.
Дополнительные возможности активируются специальной командой с мастера. Поэтому устройства Wiren Board можно без проблем использовать с любым сторонним оборудованием.
Не все регистры устройства поддерживают генерацию событий, смотрите карту регистров. Регистры с событиями отмечены молнией ⚡. Подробнее читайте на странице Быстрый Modbus.
Карта регистров
Карта регистров модуля управления MAO4-20mA.
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
Нет известных неисправностей.
Ревизии устройства
Номер партии (Batch №) указан на наклейке на боковой поверхности корпуса или на печатной плате.
Ревизия | Партии | Дата выпуска | Отличия от предыдущей ревизии |
---|---|---|---|
1.2 | v1.2A - ... | 09.2024 - ... |
|
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.
SVG: Файл:WB-MAO4.svg.zip
Габаритный чертеж модуля (DXF): Файл:WB-MAO4.dxf.zip
Габаритный чертеж модуля (PDF): Файл:WB-MAO4.dxf.pdf
База УГО для AutoCAD Electrical: Файл:Wirenboard-AE-base.zip