Устройство и принцип работы
Устройство
Устройство прибора:
вход для измерения напряжения в однофазных цепях;
аналого-цифровой преобразователь (АЦП);
микроконтроллер, обрабатывающий входной сигнал;
драйвер RS-485 с гальванической развязкой;
вторичный источник (ВИП) питания с гальванической развязкой.
Структурная схема прибора приведена на рисунке ниже:
Принцип работы
Прибор работает в сети RS-485 по протоколам:
DCON;
Modbus-ASCII;
Modbus-RTU;
ОВЕН.
Для организации обмена данными в сети по интерфейсу RS-485 необходим Мастер сети.
Мастером сети может являться:
ПК;
ПЛК;
панель оператора;
удаленный облачный сервис.
ПримечаниеИз-за аппаратных ограничений невозможно использование в приборе следующих сочетаний сетевых параметров:
PrtY = 0, Sbit = 0, Len = 0 (контроль четности отсутствует, 1 стоп-бит, 7 бит);
PrtY = 1, Sbit = 1, Len = 1 (проверка на четность, 2 стоп-бита, 8 бит);
PrtY = 2, Sbit = 1, Len = 1 (проверка на нечетность, 2 стоп-бита, 8 бит).
В сети RS-485 предусмотрен только один Мастер сети.
Прибор конфигурируется на ПК через преобразователь интерфейса RS-485/RS-232 или RS-485/USB (например, ОВЕН АС3-М или АС4) с помощью ПО «Конфигуратор М110» (см. Руководство пользователя на сайте owen.ru).
Управление
Управление режимами работы прибора и считывание из прибора результатов измерения выполняется с использованием команд, передаваемых в сети RS-485. Прибор обеспечивает работу в сети RS-485 с использованием следующих протоколов:
Modbus RTU, чтение/запись;
Modbus ASCII, чтение/запись;
ОВЕН, чтение/запись;
DCON, только чтение.
Протоколы переключаются с помощью параметра T.pro.
ПримечаниеПолный перечень параметров прибора приведен в Приложении Команды
управления прибором по сети RS-485.
Прибор не является Мастером сети, поэтому сеть RS-485 должна иметь Мастера сети, например ПК с запущенной на нем SCADA-системой, контроллер или регулятор.
К прибору предоставляется бесплатный ОРС-драйвер и библиотека стандарта Windows DLL, которые рекомендуется использовать для подключения прибора к SCADA-системам и контроллерам других производителей.
Команды управления конфигурацией прибора обеспечивают запись и чтение конфигурационных параметров, определяющих режимы работы прибора.
Конфигурационные параметры хранятся в энергонезависимой памяти прибора. Их запись выполняется в два этапа. На первом этапе параметры записываются в оперативную память. На втором этапе по специальной команде (Aply) параметры переписываются в энергонезависимую память. Если команда Aply не была подана, то в случае пропадания питания в процессе конфигурации все изменения аннулируются.
Команда Aply кроме перезаписи изменений конфигурационных параметров в энергонезависимую память обеспечивает применение изменений сетевых настроек, что вызывает переход работы прибора на новые сетевые настройки.
Управление прибором по протоколу ОВЕН реализовано в ПО «Конфигуратор М110».
Для работы прибора в составе SCADA-систем по протоколам Modbus и ОВЕН на сайте owen.ru следует скачать бесплатный OPC-сервер.
Индикация
На лицевой панели прибора размещены светодиодные индикаторы:
Индикация
| Светодиод | Свечение | Значение |
Питание | Зеленое | Подача на прибор питающего тока |
RS-485 | Зеленое | Прием (наличие данных) в сети RS-485 и режим загрузки внутреннего ПО |
Авария | Красное | Возникновение нештатной ситуации (выход из строя узла, отсутствие связи с АЦП, если к модулю не приходит запрос в течение времени указанного в параметре t.out) |
«U» | Желтый | Выход за пределы измерения входного сигнала |
Измерение параметров
Действующее напряжение
Входной сигнал, поступающий на клеммы прибора, преобразуется делителем напряжения, реализованным на прецизионных резисторах, и поступает на фильтр нижних частот со срезом на частоте 70 кГц и подавлением 20 дБ/дек. Последующая обработка сигнала выполняется специализированным ΣΔ-АЦП и микроконтроллером, где рассчитывается действующее значение напряжения Vrms по следующей формуле:
где V – значение фазного напряжения;
Т – период;
KV – коэффициент трансформации по напряжению.
Частота первой гармоники
Для измерения частоты первой гармоники используется функция специализированного АЦП «пересечение сигналом нулевого уровня». Тогда, в первом канале напряжения, АЦП формирует сигналы для микроконтроллера, разница между которыми по времени пересчитывается в частоту, при этом значение частоты должно попадать в диапазон от 45 до 65 Гц.
Использование согласующего трансформатора
Допускается подключение канала напряжения через согласующий трансформатор, в данном случае следует установить в параметре N.u значение коэффициента трансформации внешнего трансформатора. По умолчанию подразумевается, что трансформатор не используется, и значение этого параметра равно «1». Параметр может принимать значения от 0,001 до 9999,000.
ПримечаниеПолный перечень параметров прибора приведен в приложении Команды
управления прибором по сети RS-485.