Модули реле WB-MR6
Назначение
Шестиканальные модули реле серий WB-MR6 предназначены для систем промышленной и домашней автоматизации. Модули, в зависимости от типа, предназначены для коммутирования силовой нагрузки общего назначения, в т.ч. индуктивной и ёмкостной: управления светодиодными светильниками, лампами накаливания, импульсными блоками питания и т.п.
Модули рассчитаны на нагрузку 16А (номинал 10А) и могут использоваться без промежуточных контакторов. В модуле предусмотрен вход, одновременно отключающий всю нагрузку.
Модели
В серии WB-MR6 представлены модели на три канала, с разными типами входов ("сухой контакт" и 230V AC), модели для управления различной нагрузкой.
Схема наименования:
| WB-MR | N | XX | / | YY | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Каналы | Тип входов | Тип релейных выходов | |||||
| 6 | LV | входы для сигналов "сухой контакт" (Low Voltage) | I | конфигурация SPDT, нормально открытый/нормально закрытый контакты), большой пусковой ток (I) | |||
| HV | входы 230V AC (High Voltage) | S | конфигурация SPST (нормально открытый контакт), сверхвысокий пусковой ток, реле с контактами специальной конструкции (S) (в материал контактов входит вольфрам) | ||||
| R | (конфигурация SPDT, нормально отркрытый/нормально закрытый контакты), для резистивной нагрузки (R) (поставляется по заказу) | ||||||
Выходы
В зависимости от модификации модулей используются различные модели реле. Ниже в таблице перечислены модели реле, их технические характеристики и условия применения. Максимальное постоянное напряжение, которое могут коммутировать все реле модуля — 30 В. Каждый контакт реле защищен от образования дуги при замыкании/размыкании варистором, соединенным с общим контактом "C". В зависимости от настроек Modbus-регистров состояние входов может возобновляться после перерыва электропитания (см. раздел #Режим работы реле в случае отключении питания).
Стандартные модели модулей WB-MR6:
| Модель | Ширина корпуса | Кол-во реле | Кол-во входов |
|---|---|---|---|
| WB-MR6LV/I | 6U | 6 | 7 |
| WB-MR6HV/I | 6U | 6 | 7 |
| WB-MR6LV/S | 6U | 6 | 7 |
| WB-MR6HV/S | 6U | 6 | 7 |
| WB-MR6LV/R | 6U | 6 | 7 |
| WB-MR6LV/R | 6U | 6 | 7 |
Параметры реле
| Модификация I | Модификация S | Модификация R | |
|---|---|---|---|
| Максимальный коммутируемый ток,
резистивная нагрузка 230V AC |
16А | ||
| Максимальный коммутируемый ток,
резистивная нагрузка 30V DC |
- | - | 16A |
| Максимальная коммутируемая мощность
для ламп накаливания (230V AC) |
3000W | ||
| Максимальный допустимый пусковой ток
(в течение 20мс, для контакта NO) |
120A | 165A | - |
| Максимальный допустимый пусковой ток
(в течение 200 мкс, для контакта NO) |
- | 800A | - |
| Сопротивление контактов | 100 миллиом | ||
| Материал контактов | AgSnO2 | W+AgSnO2 | AgSnO2 |
| Конфигурация контактов | SPDT (NO, COM, NC) | SPST (NO, COM) | SPDT (NO, COM, NC) |
| Срок жизни: количество переключений
для нагрузки 16A 230V AC, cos φ = 1 |
75 000 | 12 000 | 30 000 |
| Срок жизни: количество переключений
без нагрузки |
|||
| Модель реле | Hongfa HF115F-I | Hongfa HF115F-S | Omron G2RL-1-E |
| Особенности | Большой пусковой ток,
переключаемая группа контактов |
Очень большой пусковой ток | Низкая цена |
| Применение | Силовая нагрузка общего назначения, индуктивная нагрузка,
ёмкостная нагрузка. Моторы, контакторы, лампы накаливания, светодиодные светильники, импульсные блоки питания и т.д. |
Резистивная нагрузка, контакторы,
ёмкостная и индуктивная нагрузка низкой мощности. | |
Входы
Входы модулей WB-MR6 выведены на винтовые зажимы. В зависимости от модели, модули имеют дискретные входы разных типов. В модификации LV входы организованы по принципу "сухой контакт". Кнопки или выключатели подключаются между соответствующим входом блока Inputы и GND. В модификации HV входы определяют наличие подключенной фазы сети 220 В переменного тока. Напряжение срабатывания входов: 90 В — 250В переменного тока. Внешние кнопки и выключатели подключаются между соответствующим входом блока Inputs и фазой. Нейтраль (N) сети 230В подключается к клеммнику "N" модуля.
Технические характеристики
| Параметр | Значение |
|---|---|
| 'Питание' | |
| Напряжение питания | 9 — 24 В постоянного тока |
| Потребляемая мощность |
|
| Выходы | |
| Количество выходов | 18 (по три на каждое реле) в модификациях I и R
12 (по два на каждое реле) в модификации S |
| Тип выходов | Контакты механического реле |
| Конфигурация контактов | Двухпозиционные, нормально открытые в модификации S
Двухпозиционные с переключением в модификациях I и R |
| Конфигурация выходов | 12 или 18 выходов, соединенных с контактами реле |
| Максимальное коммутируемое напряжение, AC | 250 В |
| Максимальное коммутируемое напряжение, DC | 30 В |
| Максимальный коммутируемый ток на каждый канал |
см. таблицу в разделе #Параметры реле |
| Сопротивление контактов | < 100 миллиом |
| Напряжение изоляции между контроллером и выходом | 1500 В (среднеквадратичное значение) |
| Срок жизни: | см. таблицу в разделе #Параметры реле |
| Входы | |
| Количество входов (Inputs 1—7) | 7 (6+1) |
| Тип входов | WB-MR6LV: "Сухой контакт", не изолированные от источника питания. Внешние кнопки подключаются между соответствующим входом блока Inputs и GND.
WB-MR6LV: Дискретные входы модулей определяют наличие подключенной фазы сети 220В переменного тока. Напряжение срабатывания входов: 90В — 250В переменного тока. |
| Функции |
|
| 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 |
|
| Готовность к работе после подачи питания | ~0,03 c |
| Габариты | |
| Ширина, DIN-юнитов | 3 |
| Габаритные размеры (Д x Ш х В) | 106,25 x 90,2 x 57,5 мм |
| Индикация | |
| Индикация питания и обмена данными | Желтый светодиод Status |
| Индикация состояния каналов реле | Зеленые светодиоды 1 — 3 |
| Условия эксплуатации | |
| Температура воздуха | От -20 до +50 °С |
| Относительная влажность | До 92%, без конденсации влаги |
Габаритные размеры модуля
Габаритные размеры модуля составляют 106,25 x 90,2 x 57,5 мм (Д x Ш х В), см. черт.
Обмен данными
На физическом уровне модуль подключается через интерфейс RS-485. Для управления WB-MR6 используется протокол Modbus RTU. В устройствах Wirenboard данные Modbus передаются по линиям связи RS-485. Подробнее смотрите страницу Протокол Modbus. Modbus-адрес модуля задается на заводе и нанесен на наклейке на его боковой стороне. Адрес может быть изменен программно. Подробно смотрите в разделе #Параметры_Modbus
Монтаж
Релейный модуль монтируется на стандартную DIN-рейку шириной 35 мм и занимает ширину 6 DIN-модулей.
Блоки безвинтовых зажимов на плате реле служат для подключения линий питания, управления (RS-485) и входных контактов. При использовании при монтаже наконечников типа НШВИ для установки проводов в безвинтовые зажимы необходимо, чтобы диаметр изолированных манжет не превышал 3,6 мм, сечение провода — 0,75 мм2, а длина проводящей втулки — 5—6 мм. Винтовые зажимы принимают провод сечением 2,5—4 мм2. Сечение провода должно соответствовать коммутируемой нагрузке.
При подключении коммутируемых устройств к контактам реле K1 — K6 важно не превышать рекомендованный ток — 16 А.
Ток, протекающий при замыкании кнопки или выключателя, невелик, так что тип кнопки или выключателя может быть любым. Несмотря на встроенную защиту от дребезга, выбирайте качественные кнопки и выключатели, чтобы исключить ложные срабатывания из-за плохих контактов. Осторожно — в модификации HV на клеммах присутствует высокое напряжение!
Если устройство — последнее на линии RS-485, то между его входами A и B необходимо установить резистор-терминатор сопротивлением 120 Ом. Практика показывает, что в случае стендовых испытаний при небольшой длине линии RS-485 и небольшом количестве устройств терминатор на последнем устройстве в линии можно не устанавливать.
Модуль необходимо устанавливать таким образом, чтобы удовлетворять требованиям электробезопасности и не допускать случайного касания контактов, находящихся под высоким напряжением. Модуль должен эксплуатироваться при рекомендованных условиях окружающей среды.
Управление модулем через web-интерфейс Wiren Board
TBD.
Параметры Modbus
Modbus-адрес
Modbus-адрес устройств Wiren Board легко определить — он нанесен на наклейке (адрес указан в десятичном формате). Новый адрес устройства записывается командой WRITE_SINGLE_REGISTER в регистр хранения (holding register) с адресом 128 (0x80). Подробно о том, как определить или изменить Modbus-адрес модуля, написано на странице Определение_и_изменение_Modbus-адреса_устройств_Wirenboard.
Команды Modbus, поддерживаемые устройством
| Команда | десятичный код |
|---|---|
| READ_COIL | 1 |
| WRITE_SINGLE_COIL | 5 |
| WRITE_MULTI_COILS | 15 |
| READ_HOLDING_REGISTERS | 3 |
| WRITE_SINGLE_REGISTER | 6 |
| WRITE_MULTI_REGISTERS | 16 |
Безопасный режим
В этом режиме при прекращении обмена данными по Modbus устройство отключает реле по прошествии заданного времени.
Для включения безопасного режима (Safety timer) нужно записать значение, отличное от 0, в регистр хранения командой WRITE_SINGLE_REGISTER по адресу 2. Это значение — таймаут в секундах. Значение "0" отключает безопасный режим.
Режим работы реле в случае отключении питания
В последних версиях прошивки для устройств WB-MR появилась возможность запоминать состояние выхода при отключении питания. Режим контролируется Modbus-регистром 6 (см. таблицу ниже). Если в регистре записано значение '0', то состояние выходов не сохраниться и при подаче питания все реле буду выключены. Если в регистре записана единица, то после возобновления питания все включенные до аварии реле включатся снова.
Цифровые входы
Поддерживается три режима работы цифровых входов:
- Режим 0: прямое управление каналами, выключатели без фиксации (кнопки). Нажатие на кнопку изменяет состояние реле.
- Режим 1: прямое управление каналами, выключатели с фиксацией. Переключение выключателя с фиксацией устанавливает состояние реле в соответствии с положением выключателя.
- Режим 3: управление каналами отключено.
Поведением по умолчанию является прямое управление каналами реле (режим 0). Установить режим для всех каналов можно, записав соответствующее число в регистр хранения с адресом 5. Режим можно устанавливать отдельно для каждого канала с помощью регистров 9—14. Настройки для каждого канала учитываются только в том случае, если регистр 5 (общие настройки режимов входов) находится в состоянии "0", т.е. имеет значение по умолчанию.
В любом режиме работы текущее состояние кнопок можно получить чтением регистров Discrete Inputs 0—6 (см. таблицу ниже).
Карта регистров
| Регистр / адрес | тип | чтение/запись | значение по умолчанию | формат | назначение |
|---|---|---|---|---|---|
| 0—5 | coil | RW | - | 1 или 0 | состояние реле 1—3 |
| 0—6 | discrete | R | - | 1 или 0 | состояние входа 1—4 |
| 5 | holding | RW | 0 | 0: кнопки без фиксации
1: выключатель с фиксацией 3: отключить управление |
режим работы кнопок |
| 6
(только в прошивках 1.5.3 и позднее) |
holding | RW | 0 | 0: не сохранять состояние реле при отключении питания
1: сохранять состояние реле при отключении питания |
режим работы реле в случае отключении питания |
| 8 | holding | RW | 0 | секунды | таймаут для безопасного режима |
| 9—14 | holding | RW | 0 | 0: кнопки без фиксации
1: выключатель с фиксацией 3: отключить управление |
режим работы входа N;
в регистре 5 должен быть записан "0" |
| 32—37 | input | R | 0 | 16-bit unsigned int | счетчик нажатий входа 1—4 |
| 120 (0x78) | holding | RW | 0 | отличное от 0 | запись в регистр вызывает перезагрузку модуля без сохранения состояния |
| 121 (0x79) | holding | R | - | мВ | текущее напряжение питания модуля |
| 128 (0x80) | holding | RW | 1 | 1—247 | Modbus-адрес устройства |
| 200-206 | holding | R | {'W','B','M','R','3','0'} | сигнатура | |
| 220-241 | holding | R | __date__ __time__ | дата сборки прошивки |
По адресу 200 лежит сигнатура релейного модуля длиной 6 байт, соответствующая строке "WBMR14". Сигнатура уникальна для каждой модели устройств Wiren Board и позволяет идентифицировать модель по Modbus. Для получения сигнатуры нужно выполнить команду READ_HOLDING_REGISTERS по адресу 200 (длина 6 регистров). Запись в эту область памяти не поддерживается, при попытке записи в недопустимое место возвращается ошибка 3. Начиная с регистра 220 записана дата сборки прошивки, в формате "числоx00времяx00" в виде строки (пример: 'Jan 27 2017 17:01:13'). Длина записи — 21 регистр.
Значение состояния каждого реле хранится в регистрах флагов (coil). У 1-го реле адрес регистра 0, у 2-го — 1 и т.д.
Управление модулем из командной строки
Программное обеспечение контроллера Wiren Board включает в себя утилиту modbus_client для работы с устройствами, подключенными к выходам RS-485, по протоколу Modbus, подробное описание команды находится на странице Modbus-client. Доступ к командной строке описан в статье SSH.
Чтение регистров
Проверим, верно ли, что мы подключились именно к WB-MR6. (Модуль wb-mqtt-serial должен быть предварительно остановлен). По адресу 200 хранится уникальная для WB-MR6 сигнатура длиной в 6 регистров. Прочтем 6 регистров, начиная с адреса 200, и преобразуем полученный шестнадцатеричный ответ в символьную строку:
echo -e `modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyAPP1 \
-a1 -t0x03 -r200 -c 6 | \
grep Data | sed -e 's/0x00/\\\x/g' -e 's/Data://' -e 's/\s//g'`
В результате выполнения команды получаем строку WBMR60. Всё верно -- это релейный модуль WB-MR6.
Перезагрузка
В ряде случаев может потребоваться перезагрузка модуля. Для этого в регистр 120 (0x78) необходимо записать любое значение, отличное от нуля:
modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyAPP1 -a1 -t0x06 -r0x78 100
Такая перезагрузка равносильна сбросу по питанию и изменению адреса устройства на 0x01. Все реле при этом выключаются. Предварительно, конечно, необходимо остановить сервис wb-mqtt-serial и убедиться, что к контроллеру не подключены другие Modbus-устройства.
Выбор типа управления внешними входами
В модуле WB-MR6 предусмотрено два режима управления каналами реле: с помощью внешних входов и по протоколу RS-485. В WB-MR6 можно выбрать режим 0, когда ко внешнему входу подключена кнопка (без фиксации), или режим 1, когда для управления используется обычный выключатель (с фиксацией). Режим 3 отключает внешнее управление, но при этом все равно сохраняется возможность управления по RS-485 и чтение состояния внешних входов. По умолчанию включен режим 0.
В режиме внешнего управления реле срабатывает по падению логического уровня: к внешним входам подключены резисторы подтяжки к линии +5V и реле соответствующего канала срабатывает при соединении входа с GND. Состояние реле каждого канала хранится в памяти контроллера до перезагрузки, по умолчанию при включении питания все реле выключены. После инициализации модуля опрашиваются внешние входы и реле всех каналов переводятся в соответствующее состояние.
Тип внешнего управления можно выбрать для каждого канала отдельно через регистры 9—14. Для этого в holding-регистре 5 должно быть записано значение 0:
modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyAPP1 -a1 -t0x06 -r5 0
Инициализировать регистр при старте можно и через настройки web-интерфейса, смотрите страницу RS-485:Настройка_через_веб-интерфейс.