WB-MAP6S Modbus Power Meter: различия между версиями

WB-MAP6S Modbus Power Meter (просмотреть исходный код)

Версия 11:04, 23 января 2024

5711 байт добавлено ,  3 месяца назад
→‎Как проводятся измерения
 
(не показано 155 промежуточных версий 14 участников)
Строка 1: Строка 1:
{{DISPLAYTITLE:Многоканальный счётчик электроэнергии WB-MAP6S}}
{{DISPLAYTITLE:Многоканальный счётчик электроэнергии WB-MAP6S}}
'''Статья в процессе наполнения и редактирования'''
{{PDF}}
[[File:MAP6S.JPG|300px|thumb|right|Многоканальный счётчик электроэнергии WB-MAP12H]]
'''[https://wirenboard.com/product/WB-MAP6S/ Купить в интернет-магазине]'''
'''[http://contactless.ru/wb-map12/ Купить в интернет-магазине]'''
[[Файл:WB-MAP6S side.jpg|350px|thumb|right|Многоканальный счётчик электроэнергии WB-MAP6S]]
В ПРОЦЕССЕ НАПОЛНЕНИЯ!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
[[Файл:WB-MAP6S PCB.png|350px|thumb|right|Плата WB-MAP6S]]
[[Файл:Transformators.jpg|350px|thumb|right|Разъемные трансформаторы тока для счетчика]]
== Назначение==
== Назначение==
Многоканальный счётчик электроэнергии (измеритель параметров электрической сети) WB-MAP12(H) предназначен для энергоменеджмента и мониторинга качества электропитания. Счетчик WB-MAP12(H) идеален для технологического учёта электроэнергии в многоквартирных домах и офисных зданиях, для мониторинга потребителей в дата-центрах и умных офисах.
{{Wbincludes:MAP Purpose}}


Использование внешних разъёмных трансформаторов тока позволяет производить монтаж системы без отключения потребителей.
Счётчик WB-MAP6S предназначен для работы в однофазных сетях переменного тока.


 
== Меры безопасности ==
Для активной энергии измеритель обеспечивает класс точности 0,2S, 0,5S, 1 или 2 (в зависимости от модификации). Для реактивной энергии обеспечиваются классы точности 1 или 2 (также в зависимости от модификации).
{{Wbincludes:Safety}}
 
== Модификации ==
{| class="wikitable"
! Модель
! Тип
|-
| WB-MAP6SH
| Модель с измерением коэффициентов гармоник тока и напряжения
|-
| WB-MAP6S
| Модель без измерения коэффициентов гармоник тока и напряжения
|}


== Технические характеристики==
== Технические характеристики==
=== Измеряемые параметры ===
{{Wbincludes:MAP Measuring Parameters}}
Полный список измеряемых параметров приводится на странице [[Power Meter WB-MAP12H Measuring Parameters|Счетчик WB-MAP12H: измеряемые параметры и погрешности, их названия в веб-инетрфейсе Wiren Board]]
 
Амплитуды гармоник и коэффициент нелинейных искажений ('''THD''') по току и напряжению измеряются только в моделях с индексом с индексом "H".


=== Характеристики ===
=== Характеристики ===
Строка 39: Строка 25:
|-
|-
|Напряжение питания
|Напряжение питания
| 12 В — 24 В постоянного тока
| 5.5 В—28 В постоянного тока
|-
|-
|Потребляемая мощность максимальная
|Потребляемая мощность максимальная
|1 Вт ??
|1 Вт  
|-
|-
|Потребляемая мощность средняя
|Потребляемая мощность средняя
|0.9 Вт ??
|0.9 Вт  
|-
|-
{{Wbincludes:Klemmy}}
! colspan="2" |Каналы измерения
! colspan="2" |Каналы измерения
|-
|-
Строка 52: Строка 39:
| 6 однофазных
| 6 однофазных
|-
|-
|Анализируемые гармоники частоты напряжения и тока
|Максимальный измеряемый ток
| 1 — 42
|60 мА rms на вторичной обмотке трансформатора
|-
|-
! colspan="2" |Управление
|Температурный коэффициент сопротивления резисторов токовых входов
|50PPM (ранее: 200PPM до партии v1.7N/E2 включительно)
|-
|-
|Интерфейс управления
|Анализируемые гармоники частоты напряжения и тока
|RS-485
| 1 — 42 (только в модификации WB-MAP6S'''H''')
|-
|Изоляция интерфейса
|Гальванически развязанный от измерительных цепей
|-
|Протокол обмена данными
|Modbus RTU, адрес задается программно, заводские настройки указаны на наклейке
|-
|Параметры интерфейса RS-485
|
По умолчанию: скорость 9600 бит/с; данные — 8 бит; четность N; стоп-биты 1;
Параметры интерфейса могут быть настроены программно:
*Скорость: 1200, 2400, 4800, 9600 (по умолчанию), 19200, 38400, 57600, 115200 бит/с
*Данные: 8 бит
*Проверка чётности: нет (по умолчанию), 1 - нечётный (odd), 2 - чётный (even)  
*Стоповых бит: 2, 1 (по умолчанию)
 
|-
|-
{{Wbincludes:Control MAP}}
|Готовность к работе после подачи питания
|Готовность к работе после подачи питания
| 1 c  
| 1 c  
|-
|-
! colspan="2" |Габариты
{{Wbincludes:Dimensions 3U}}
|-
{{Wbincludes:Weight}} 110 г.
| Габариты
|  106,25 x 90,2 x 57,5 мм
|-
! colspan="2" |Условия эксплуатации
|-
| Температура воздуха
| от -40°С до +80°С
|-
| Относительная влажность воздуха
| до 98%, без конденсации влаги
|}
|}


=== Габаритные размеры счетчика ===
==Общий принцип работы==
===Как проводятся измерения===
Внутри устройства установлены измерительные микросхемы Atmel M90E32AS с тремя каналами тока и напряжения. В WB-MAP6S, в отличие от трёхфазных вариантов, входы напряжений микросхемы объединены параллельно.


[[File:DIN 3U.png |300px|thumb|left| Габаритные размеры модулей в корпусе 3 DIN]]
Микросхема измеряет мгновенное напряжение и мгновенный ток, вычисляет их произведение, т.е. мгновенную мощность, и выводит в регистры сглаженное значение этого произведения как мощность, интеграл произведения — как энергию. Микросхема также вычисляет реактивную мощность как произведение мгновенного тока на мгновенное напряжение, сдвинутое по фазе на 90 градусов.
Габаритные размеры модуля составляют 53,3 x 90,2 x 57,5 мм  (Д x Ш х В), см. черт.


== Питание счетчика ==
Алгоритмы измерения и расчёта основных параметров:
Счетчик WB-MAP6S(H) получает питание только от интерфейсной части. При отсутствии питания на интерфейсной части измерения '''не''' производятся.
* ''Urms(В)''. Среднеквадратичное (эффективное) значение напряжения между Lx и N. Коммерческие счётчики считают прямым подсчётом средневадратичного. Измерители WB-MAP считают как среднее за ~30 полупериодов, т.е. ~3 раза в секунду.
* ''Irms x (А)''. Среднеквадратичное (эффективное) значение тока между Lx и N. Коммерческие счётчики считают прямым подсчётом средневадратичного. Измерители WB-MAP считают как среднее за ~30 полупериодов, т.е. ~3 раза в секунду.
* ''P x (Вт)''. Активная мощность. За эту мощность вы платите деньги поставщику электроэнергии. Коммерческие счётчики и измерители WB-MAP считают её прямым интегрированием мгновенных значений напряжения и тока.
* ''Q x (вар)''. Реактивная мощность. Для нелинейной нагрузки не определена, при поверке и метрологических испытаниях нормируется только для линейной нагрузки. Коммерческие счётчики иногда выводят неактивную мощность N вместо Q, так как они совпадают для линейных нагрузок. А иногда просто к неактивной мощности добавляют знак в соответствии с квадрантом задержки тока от напряжения. Измерители WB-MAP у несинусоидальных токов измеряют реактивную мощность фундаментальной составляющей в соответствии с IEC 62053-24: умножают мгновенный ток на мгновенное напряжение, сдвинутое на 90 градусов.
* ''S x (В*А)''. Кажущаяся мощность. По определению это Irms * Urms. Измерители WB-MAP так и считают. Можно пользоваться в смысле «нагрузка с S=2 кВт греет провода так же, как резистивная нагрузка с P=2 кВт». Физический смысл в том, что ток (Irms) такой же.
* ''N x (вар)''. Неактивная мощность. Определяется как N^2 = S^2 - P^2. Измерители WB-MAP так и считают. Физический смысл примерно «бесполезно греет провода так же, как двигатель с Q=N».
* ''PF x''. Коэффициент мощности. По определению это PF = P/S. Измерители WB-MAP так и считают. Физический смысл: какая часть полной мощности идет на совершение полезной работы.
* ''Phase angle Ix и U (гр.)''. Угол фазового сдвига между напряжением и током. В диапазоне от 0° до 360°. Измерители WB-MAP от фазных напряжений выделяют основную частоту (первую гармонику) и детектируют переход через ноль. Далее угол вычисляется по разнице времени перехода через ноль.


Для непрерывного измерения потребления электроэнергии необходимо обеспечить надежное питание, например от отдельного блока питания.
=== Питание счетчика ===
Счетчик WB-MAP6S(H) '''получает питание только от интерфейсной части.''' При отсутствии питания на интерфейсной части измерения '''не''' производятся.


==Работа при провалах и прерываниях напряжения==
Для непрерывного измерения потребления электроэнергии необходимо обеспечить надежное питание: например от отдельного блока питания.
Замер энергии прекращается при напряжении меньше 180 вольт (провал или прерывание напряжения), порог задается в одном из Modbus-регистров счетчика.


== Обмен данными ==
{{Wbincludes:MAP power down}}
На физическом уровне модуль подключается через интерфейс RS-485. Для управления счетчиком используется протокол Modbus RTU. В устройствах Wirenboard данные Modbus передаются по линиям связи RS-485. Подробнее смотрите страницу [[Протокол Modbus]]. Modbus-адрес счетчика задается на заводе и нанесен на наклейке. Адрес может быть изменен программно. Подробности смотрите в разделе [[#Управление по Modbus|Управление по Modbus]].


== Монтаж ==
== Монтаж ==
[[File:Installation WB6+MAP12H.png |450px|thumb|right|Пример схемы подключения счетчика WB-MAP12 к трехфазной сети]]
[[File:MAP6S-CONNECT.png |350px|thumb|right|Пример схемы подключения счетчика WB-MAP6S]]
{{Wbincludes:MAP Connection Step By Step}}
 
Инструкция написана для монтажа трехфазных счетчиков, но основные ее положения применимы и к однофазным.


'''Важно! При монтаже счетчика клемма PE обязательно должна быть соединена с защитным заземлением, а на клемму N подключена нейтраль.
'''
===Подключение интерфейсной части===
===Подключение интерфейсной части===
Счетчик подключается к контроллеру через разъемы A и B RS-485. Питание интерфейсной части может подаваться непосредственно от контроллера (Клеммы Gnd (-) и Vout (+)), либо от отдельного источника питания — в этом случае линии GND контроллера и источника питания рекомендуется объединить.
{{Wbincludes:Mount "V+ GND A B"}}


===Подключение высоковольтной части===
===Подключение высоковольтной части===
К разъемам высоковольтной части счетчика подаются одна фазы, нейтраль и защитное заземление. При подключении защитное заземление (PE) и нейтраль (N) должны подключаться первыми, во избежание поражения электрическим током (см. предупреждение выше).
{{note|info|Обязательно соедините клемму PE с защитным заземлением, а клемму N с нейтралью.}}
К разъемам высоковольтной части счетчика подаются одна фаза, нейтраль и защитное заземление.
 
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.


===Подключение токовых трансформаторов===
===Подключение токовых трансформаторов===
 
{{Wbincludes:MAP Transformers Correct connection}}
При подключении токовых трансформаторов следует верно расположить их на фазовых проводниках и правильно подключить выводы к разъемам счетчика. Также важно, чтобы каждый токовый трансформатор был подключен к проводнику той же фазы, которая подается на счетчик.
{{Wbincludes:MAP Transformers Connection}}
К токовым входам счетчика со знаком "минус" подключаются черные провода трансформаторов тока, а ко входам со знаком "плюс" -- белые (см. рисунок "Пример схемы подключения счетчика WB-MAP12 к трехфазной сети").
В счетчиках-измерителях, прошедших процедуру предварительной калибровки, к каждому токовому каналу подключается индивидуально подобранный токовый трансформатор. Трансформаторы имеют подписи с указанием номера канала.


==== Направление подключения токовых трансформаторов ====
==== Направление подключения токовых трансформаторов ====
[[File:Current_Transformer_with_Wire.png |400px|thumb|right|Трансформатор тока с проходящим через него фазовым проводником; стрелка направлена в сторону подключенной нагрузки. Трансформатор показан в открытом состоянии.]]
[[File:Current_Transformer_with_Wire.png |400px|thumb|right|Трансформатор тока с проходящим через него фазовым проводником; стрелка направлена в сторону подключенной нагрузки. Трансформатор показан в открытом состоянии.]]


При подключении токового трансформатора следует верно расположить его на проводнике и правильно подключить выводы к счетчику. Расположение токового трансформатора на фазовом проводнике, ведущем к нагрузке, показано стрелкой, направленной к нагрузке.


При подключении токового трансформатора следует верно расположить его на проводнике и правильно подключить выводы к счетчику. Расположение токового трансформатора на фазовом проводнике, ведущем к нагрузке, показано стрелкой, направленной к нагрузке.
Здесь следует сделать оговорку, что речь идет о тех сетях, подключенных к счетчику, которые потребляют, а не генерируют энергию. К примеру, некоторые модели инверторов, обеспечивающих дополнительное питание нагрузки потребителей от солнечных батарей или ветряных генераторов, могут отдавать в электросеть избыточную энергию. В качестве генераторов энергии могут выступать и электродвигатели, вращаемые внешними силами.
Здесь следует сделать оговорку, что речь идет о тех сетях, подключенных к счетчику, которые потребляют, а не генерируют энергию. К примеру, некоторые модели инверторов, обеспечивающих дополнительное питание нагрузки потребителей от солнечных батарей или ветряных генераторов, могут отдавать в электросеть избыточную энергию. В качестве генераторов энергии могут выступать и электродвигатели, вращаемые внешними силами.


Таким образом, если в сети нет внутренних источников электроэнергии, а направление установки токового трансформатора выбрано верно, то активная мощность, где установлен трансформатор, будет иметь положительное значение, если неверно — то отрицательное. Если в сети генерируется электроэнергия, то такая оценка будет неинформативной.
Таким образом, если в сети нет внутренних источников электроэнергии, а направление установки токового трансформатора выбрано верно, то активная мощность, где установлен трансформатор, будет иметь положительное значение, если неверно — то отрицательное. Если в сети генерируется электроэнергия, то такая оценка будет неинформативной.
====  Подключение измерительных трансформаторов для больших токов  ====
{{Wbincludes:MAP Transformers Big Current}}
== Настройка в ПО ==
{{Wbincludes:WebUIDeviceSetUp}}
=== Настройка токовых трансформаторов ===
[[File:Map6s ct setup example.png|thumb|right|500 px|Настройка трансформатора первого канала счётчика WB-MAP6S в веб-интерфейсе контроллера Wiren Board{{SupportedSinceRelease
| release= wb-2110
| nobanner= true
}}]]
{{note|note|Настроить трансформаторы 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.}}
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.
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.
==== Пример настройки с помощью modbus_client ====
Если вы не можете использовать настройку в веб-интерфейсе, например, у вас нет контроллера Wiren Board, то вы можете записать нужные значения в [[#Карта регистров | регистры счётчика]] с помощью утилиты [[modbus_client]].
В примере задаются параметры трёх трансформаторов, подключенных к первому каналу счётчика:
{| class="wikitable"
! Трансформатор на канале
! Регистр коэффициента трансформации (K)
! Пример значения
! Регистр фазового сдвига (Δ°)
! Пример значения
|-
| 1 || 0x1462 || 3001 || 0x1465 ||501
|-
| 2 || 0x1461 || 3002 || 0x1464 ||502
|-
| 3 || 0x1460 || 3003 || 0x1463 ||503
|-
| 4 || 0x2462 || 3004 || 0x2465 ||504
|-
| 5 || 0x2461 || 3005 || 0x2464 ||505
|-
| 6 || 0x2460 || 3006 || 0x2463 ||506
|}
Настройки записываются в память конкретного WB-MAP один раз:
<syntaxhighlight lang="bash">
$ modbus_client --debug -mrtu -pnone -b9600 -s2 /dev/ttyRS485-2 -a1 -t0x10 -r0x1460 3003 3002 3001 503 502 501
$ modbus_client --debug -mrtu -pnone -b9600 -s2 /dev/ttyRS485-2 -a1 -t0x10 -r0x2460 3006 3005 3004 506 505 504
</syntaxhighlight>


== Индикация ==
== Индикация ==
[[File:MAP12_leds_.png|250px|thumb|left|Индикаторы]]
[[File:MAP6S-LAMP.JPG|250px|thumb|right|Индикаторы]]
 
Счетчик имеет 3 светодиодных индикатора:
* S — зеленый индикатор статуса, мигает при обмене данными по Modbus.
* CF1 и СF2 — индикаторы рядом с нижним и верхним клеммниками токовых трансформаторов (отмечено красной точкой на рисунке). Мигают при потреблении электроэнергии. Учитывается суммарная активная энергия по трем каналам.
 
== Представление в веб-интерфейсе контроллера Wiren Board==
[[Файл:WB-MAP6S_webui_devices.png|300px|thumb|right|Элементы индикации модуля WB-MAP6S в веб-интерфейсе контроллера Wiren Board]]
 
=== Выбор шаблона ===
{{WebUIAddDevice
| template=WB-MAP6S 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 [[RS-485:Configuration_via_Web_Interface#Отключение каналов, смена режимов и настройка параметров | странице выбора шаблона]].


Счетчик имеет 3 светодиодных индикаторов:  
Полный список названий параметров, отображаемых в веб-интерфейсе приводится на странице [[Power Meter WB-MAP6S Measuring Parameters|Счетчик WB-MAP6S: измеряемые параметры и погрешности, их названия в веб-интерфейсе Wiren Board]]
* S — зеленый индикатор статуса, мигает при обмене данными по Modbus
* CF1, CF2 — красные индикаторы потребляемой суммарной энергии по трем каналам (учитывается только активная энергия). Мигание индикаторов означает потребление электроэнергии: 3200 импульсов соответствуют 1 кВт·ч.


== Представление в web-интерфейсе ==
{{Wbincludes:Modbus}}
Полный список названий параметров, отображаемых в web-интерфейсе приводится на странице [[Power Meter WB-MAP12H Measuring Parameters|Счетчик WB-MAP12H: измеряемые параметры и погрешности, их названия в веб-интерфейсе Wiren Board]]


== Описание Modbus-регистров ==
===Расширение Быстрый Modbus===
{{note|note| Начиная с версии прошивки '''2.4.0''' устройство поддерживает расширение Быстрый Modbus.}}
 
{{Wbincludes:Fast Modbus Description}}
 
=== Карта регистров ===
Счетчик поддерживает большое количество Modbus-регистров, которые хранят значения измеряемых и вычисляемых величин, а также регистры управления счетчиком.  
Счетчик поддерживает большое количество Modbus-регистров, которые хранят значения измеряемых и вычисляемых величин, а также регистры управления счетчиком.  


Таблицу регистров, описывающих измеряемые величины, можно найти на странице [[Power_Meter_WB-MAP12H_Measuring_Registers|Многоканальный счётчик электроэнергии WB-MAP12H: таблица Modbus-регистров измеряемых и вычисляемых величин]].
[[WB-MAP6S_Data_Registers|Таблица Modbus-регистров измеряемых и вычисляемых величин]].
 
[[Power_Meter_WB-MAP6S_Control_Registers|Таблица управляющих Modbus-регистров счетчиков WB-MAP6S]].
 
==Обновление прошивки и сброс настроек==
{{Modbus Device Firmware Update
| old=true
| changelog=WB-MAP6S: Changelog}}
 
Заводские калибровки и параметры трансформаторов хранятся в отдельной памяти и не стираются при обновлении прошивки.
 
== Известные неисправности ==
[[WB-MAP6S:_Errata |Список известных неисправностей]]
== Ревизии устройства ==
[[WB-MAP6S_Revisions | Список ревизий]]
 
== Изображения и чертежи устройства ==
[[File:DIN 3U.png |450px|thumb|right|Габаритные размеры]]
{{Wbincludes:CDR lib}}
 
'''SVG:''' [[File:WB-MAP6S.svg.zip]]
 
'''Autocad 2013 DXF:''' [[File:WB-MAP6S.dxf.zip]]
 
'''Autocad PDF:''' [[File:WB-MAP6S.pdf]]


Таблица управляющих регистров приведена на странице [[Power_Meter_WB-MAP12H_Control_Registers|Многоканальный счётчик электроэнергии WB-MAP12H: таблица управляющих Modbus-регистров]].
{{Wbincludes: AutoCAD_base}}
Источник — https://wirenboard.com/wiki/Служебная:Сравнение_версий/12431...78697