Перейти к содержанию

Навигация

WB-MAP6S Modbus Power Meter: различия между версиями

WB-MAP6S Modbus Power Meter (просмотреть исходный код)

Версия 11:04, 23 января 2024

5734 байта добавлено ,  3 месяца назад
→‎Как проводятся измерения
 
(не показана 141 промежуточная версия 13 участников)
Строка 1: Строка 1:
{{DISPLAYTITLE:Многоканальный счётчик электроэнергии WB-MAP6S}}
{{DISPLAYTITLE:Многоканальный счётчик электроэнергии WB-MAP6S}}  
[[File:MAP6S.JPG|300px|thumb|right|Многоканальный счётчик электроэнергии WB-MAP12H]]
{{PDF}}
'''[https://contactless.ru/store/%D0%9C%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE%D0%BA%D0%B0%D0%BD%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9-%D0%B8%D0%B7%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C-WB-MAP6S-p100428579 Купить в интернет-магазине]'''
'''[https://wirenboard.com/product/WB-MAP6S/ Купить в интернет-магазине]'''
[[Файл:WB-MAP6S side.jpg|350px|thumb|right|Многоканальный счётчик электроэнергии WB-MAP6S]]
[[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-MAP6S предназначен для энергоменеджмента и мониторинга качества электропитания.
{{Wbincludes:MAP Purpose}}


Счётчик WB-MAP6S предназначен для работы в однофазных сетях переменного тока.
Счётчик WB-MAP6S предназначен для работы в однофазных сетях переменного тока.


Использование внешних разъёмных трансформаторов тока позволяет производить монтаж системы без отключения потребителей.
== Меры безопасности ==
 
{{Wbincludes:Safety}}
 
Для активной энергии измеритель обеспечивает класс точности 0,5S. Для реактивной энергии - класс точности 1.
 
== 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
|-
|Интерфейс управления
|RS-485
|-
|-
|Изоляция интерфейса
|Температурный коэффициент сопротивления резисторов токовых входов
|Гальванически развязанный от измерительных цепей
|50PPM (ранее: 200PPM до партии v1.7N/E2 включительно)
|-
|-
|Протокол обмена данными
|Анализируемые гармоники частоты напряжения и тока
|Modbus RTU, адрес задается программно, заводские настройки указаны на наклейке
| 1 — 42 (только в модификации WB-MAP6S'''H''')
|-
|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.
 
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.


[[File:DIN 3U.png |300px|thumb|right| Габаритные размеры модулей в корпусе 3 DIN]]
Алгоритмы измерения и расчёта основных параметров:
Габаритные размеры модуля составляют 53,3 x 90,2 x 57,5 мм  (Д x Ш х В), см. черт.
* ''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.


== Питание счетчика ==
=== Питание счетчика ===
Счетчик WB-MAP6S(H) '''получает питание только от интерфейсной части.''' При отсутствии питания на интерфейсной части измерения '''не''' производятся.
Счетчик WB-MAP6S(H) '''получает питание только от интерфейсной части.''' При отсутствии питания на интерфейсной части измерения '''не''' производятся.


Для непрерывного измерения потребления электроэнергии необходимо обеспечить надежное питание, например от отдельного блока питания.
Для непрерывного измерения потребления электроэнергии необходимо обеспечить надежное питание: например от отдельного блока питания.


==Работа при провалах и прерываниях напряжения==
{{Wbincludes:MAP power down}}
Замер энергии прекращается при напряжении меньше 180 вольт (провал или прерывание напряжения), порог задается в одном из Modbus-регистров счетчика.
 
== Обмен данными ==
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:MAP6S-CONNECT.png |350px|thumb|right|Пример схемы подключения счетчика WB-MAP6S]]
[[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 счётчика WB-MAP6S").
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:MAP6S-LAMP.JPG|250px|thumb|left|Индикаторы]]
[[File:MAP6S-LAMP.JPG|250px|thumb|right|Индикаторы]]


Счетчик имеет 3 светодиодных индикатора:  
Счетчик имеет 3 светодиодных индикатора:  
* S — зеленый индикатор статуса, мигает при обмене данными по Modbus
* 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.
* 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''.


== Представление в web-интерфейсе ==
=== Просмотр значений ===
Полный список названий параметров, отображаемых в web-интерфейсе приводится на странице [[Power Meter WB-MAP6S Measuring Parameters|Счетчик WB-MAP6S: измеряемые параметры и погрешности, их названия в веб-интерфейсе Wiren Board]]
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]].


== Описание Modbus-регистров ==
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]]
 
{{Wbincludes:Modbus}}
 
===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-MAP6S_Measuring_Registers|Многоканальный счётчик электроэнергии WB-MAP6S: 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]]


Карта регистров совпадает с таковой для MAP12H со следующими отличиями:
'''Autocad 2013 DXF:''' [[File:WB-MAP6S.dxf.zip]]


* доступно два канала, а не четыре;
'''Autocad PDF:''' [[File:WB-MAP6S.pdf]]
* напряжения для всех трёх фаз канала одинаковые;
* фазовые углы сдвига напряжения между фазами равны 0 для всех фаз.


Таблица управляющих регистров приведена на странице [[Power_Meter_WB-MAP6S_Control_Registers|Многоканальный счётчик электроэнергии WB-MAP6S: таблица управляющих Modbus-регистров]].
{{Wbincludes: AutoCAD_base}}
Источник — https://wirenboard.com/wiki/Служебная:Сравнение_версий/12564...78697