Руководство по эксплуатации

Дополнительная погрешность измерения, вызванная:

• изменением температуры окружающего воздуха относительно нормальной (на каждые 10 °С изменения температуры) – не более ± 0,5 %;

• присутствием в сигнале нечетных гармонических составляющих сигнала – не более ± 0,1 % на каждый 1 % уровня нечетной гармоники от основной частоты сигнала;

• присутствием в сигнале напряжения нечетных гармонических составляющих сигнала – не более ± 0,1 % на каждый 1 % уровня нечетной гармоники от основной частоты сигнала.

Предел дополнительной приведенной погрешности, вызванной:

• воздействием электромагнитных помех – не более 0,2 предела основной погрешности;

• изменением частоты сети от его номинального значения до любого в пределах допустимого диапазона от 47 до 63 Гц, не превышает 0,5 предела основной погрешности

Время установления рабочего режима прибора – не более 5 минут.

По эксплуатационной законченности приборы относятся к изделиям второго порядка.

Прибор имеет следующие группы гальванически изолированных цепей:

• питания прибора;

• интерфейса RS-485;

• измерительного входа и цепь заводских настроек.

Электрическая прочность изоляции всех групп цепей относительно друг друга – 2500 В.

Прибор эксплуатируется в следующих условиях:

• закрытые взрывобезопасные помещения без агрессивных паров и газов;

• температура окружающего воздуха от минус 20 до плюс 55 °С;

• верхний предел относительной влажности воздуха 80 % при +35 °С и более низких температурах без конденсации влаги;

• атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа.

По устойчивости к климатическим воздействиям во время эксплуатации прибор соответствует группе исполнения В4 по ГОСТ 52931.

По устойчивости к воздействию атмосферного давления прибор относится к группе Р1 по ГОСТ 52931.

По устойчивости к механическим воздействиям во время эксплуатации прибор соответствует группе исполнения N2 по ГОСТ 52931.

По электромагнитной совместимости модули относятся к оборудованию класса А по ГОСТ Р 51522. Если подаются импульсные помехи, то допускается кратковременное прекращение обмена по сети RS-485. Обмен должен восстанавливаться сразу по окончании действия помехи.

Прибор может быть установлен на DIN-рейке 35 мм или закреплен на внутренней стенке шкафа с помощью винтов.

Прибор следует устанавливать защелкой вниз.

Для установки прибора на DIN-рейку следует:

1. Подготовить место на DIN-рейке для установки прибора.

2. Установить прибор на DIN-рейку.

3. С усилием придавить прибор к DIN-рейке до фиксации защелки.

Для демонтажа прибора следует:

1. Отсоединить линии связи с внешними устройствами.

2. В проушину защелки вставить острие отвертки.

3. Защелку отжать, после чего отвести прибор от DIN-рейки.

Для отсоединения клеммных колодок следует:

1. Отключить питание модуля и подключенных к нему устройств.

2. Поднять крышку.

3. Выкрутить винты.

4. Снять колодку.

Конструкция клеммника позволяет оперативно заменить прибор без демонтажа подключенных к нему внешних линий связи.

Для замены прибора следует:

1. Обесточить все линии связи, подходящие к прибору, в том числе линии питания.

2. Открутить крепежные винты по краям обеих клеммных колодок прибора.

3. Отделить съемную часть каждой колодки от прибора вместе с подключенными внешними линиями связи с помощью отвертки или другого подходящего инструмента.

4. Снять прибор с DIN-рейки или вынуть прибор из щита.

5. На место снятого прибора установить другой с предварительно удаленными разъемными частями клеммных колодок.

6. Подсоединить к установленному прибору снятые части клеммных колодок с подключенными внешними линиями связи.

7. Закрутить крепежные винты по краям обеих клеммных колодок.

Способы питания прибора:

• питание прибора от 220 В следует осуществлять от сетевого фидера, не связанного непосредственно с питанием мощного силового оборудования. Во внешней цепи рекомендуется установить выключатель, обеспечивающий отключение прибора от сети;

• питание прибора от 24 В следует осуществлять от локального источника питания подходящей мощности, установленного в том же шкафу электрооборудования, в котором устанавливается прибор.

Прибор следует подключать в сеть RS-485 по двухпроводной схеме витой парой проводов, соблюдая полярность. Провод А подключается к выводу А прибора, аналогично соединяются между собой выводы В. На концах линии рекомендуется установить резисторы сопротивлением 120 Ом.

Для обеспечения надежности электрических соединений входных клемм рекомендуется использовать медные многожильные кабели сечением от 0,75 до 1,5 мм², концы которых перед подключением следует зачистить и залудить или оконцевать. Жилы кабелей следует зачищать с таким расчетом, чтобы срез изоляции плотно прилегал к клеммной колодке, т. е. чтобы оголенные участки провода не выступали за ее пределы.

На работу прибора могут оказывать влияние внешние помехи:

• возникающие под действием электромагнитных полей (электромагнитные помехи), наводимые на прибор и на линии связи прибора с первичными преобразователями;

• возникающие в питающей сети.

Для уменьшения влияния электромагнитных помех следует:

• во время прокладки сигнальных линий от первичных преобразователей их длину следует по возможности уменьшать и выделять их в самостоятельную трассу (или несколько трасс), отделенную от силовых кабелей;

• обеспечить надежное экранирование сигнальных линий. Экраны следует электрически изолировать от внешнего оборудования на протяжении всей трассы и подсоединять к заземленному контакту щита управления;

• прибор рекомендуется устанавливать в металлическом шкафу, внутри которого не должно быть никакого силового оборудования. Корпус шкафа должен быть заземлен.

Для уменьшения помех, возникающих в питающей сети, следует:

• подключать прибор к питающей сети отдельно от силового оборудования;

• все заземляющие линии и экраны прокладывать по схеме «звезда» с обеспечением хорошего контакта к заземляемому элементу;

• заземляющие цепи выполнять проводами наибольшего сечения;

• фильтры сетевых помех (например, ОВЕН БСФ) следует устанавливать в линиях питания прибора.

Устройство прибора:

• вход для измерения в однофазных цепях;

• аналого-цифровой преобразователь (АЦП);

• микроконтроллер;

• обрабатывающий входной сигнал;

• драйвер RS-485 с гальванической развязкой;

• вторичный источник питания (ВИП) с гальванической развязкой.

Структурная схема прибора приведена на рисунке ниже:

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.

Примечание

Из-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 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.

Примечание

Полный 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.

На лицевой панели прибора размещены светодиодные индикаторы:

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 V_rms по следующей формуле:

где V – значение фазного напряжения;

Т – период;

K_V – коэффициент трансформации по напряжению.

Действующий ток

Входной сигнал, поступающий на клеммы прибора, проходит через токовый шунт 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 действующий ток I_rms рассчитывается по следующей формуле:

где I – значение фазного тока;

K_I – коэффициент трансформации по току.

Полная, активная и реактивная мощности

Значения полной, активной и реактивной мощности получают вычислением по формулам, описанным ниже:

Полная мощность

Активная мощность

где φ – угол смещения между V и I.

Реактивная мощность

Соотношение мощностей показано на рисунке ниже:

Частота первой гармоники

Коэффициент мощности

Значения коэффициента мощности cos φ получают вычислением по следующей формуле:

Коэффициент мощности вычисляется в диапазоне измерения мощности – от 0,02 до 2 кВт.

Использование согласующих трансформаторов

Допускается подключение канала напряжения или канала тока через согласующие трансформаторы, в этом случае необходимо установить в параметрах N.u или N.i значения коэффициентов трансформации внешних трансформаторов. По умолчанию подразумевается, что трансформатор не используется, и значение этого параметра равно «1». Параметры могут принимать значения от 0,001 до 9999,000.

Примечание

Полный перечень параметров прибора приведен в Приложении Команды управления прибором по сети RS-485.

Пример

Если необходимо измерить напряжение 600 В, но т. к. прибор измеряет напряжение до 400 В, и используется понижающий трансформатор 600/300. Тогда значение параметра N.u будет равно 2.

Примечание

Параметры, производные от напряжения и тока, такие как мощность, в случае использования согласующих трансформаторов, пересчитываются прибором с учетом значений коэффициентов трансформации (N.u или N.i).

Пример

Если необходимо измерить полную мощность 3,3 кВА и напряжение укладывается в диапазон и составляет 220 В, но ток нагрузки до 15 А и используется трансформатор тока 30/5, с N.i = 6 соответственно, в результате вычислений прибор выдаст значение полной мощности 3,3 кВА.

Прибор конфигурируется с помощью ПО «Конфигуратор М110». Установочный файл располагается на сайте owen.ru.

Для конфигурирования прибора следует:

1. Подключить прибор к ПК через адаптер интерфейса RS-485/RS-232 или RS-485/USB.

2. Подать питание на прибор.

3. Установить и запустить ПО «Конфигуратор М110».

4. Выбрать настройки порта для установки связи с прибором.

   

5. Выбрать модель прибора.

   

6. В открывшемся главном окне задать конфигурационные параметры.

   

7. После задачи параметров записать настройки в прибор, выбрав команду в главном меню Прибор → Записать все параметры.

Подробная информация о работе с ПО «Конфигуратор М110» представлена в руководстве пользователя на сайте owen.ru.

Параметры в приборе разделяются на группы:

• конфигурационные;
• оперативные.

Конфигурационные параметры – это параметры, определяющие конфигурацию прибора: настройку входов и сетевые настройки. Значения этих параметров следует задавать с помощью ПО «Конфигуратор М110».

Значения конфигурационных параметров хранятся в энергонезависимой памяти прибора и сохраняются в случае выключения питания.

Оперативные параметры – это данные, которые прибор передает по сети RS-485 при запросе от Мастера. Оперативные параметры отражают текущее состояние регулируемой системы.

Каждый параметр имеет имя, состоящее из латинских букв (до четырех), которые могут быть разделены точками, и название. Например, «Задержка ответа по RS-485» Rs.dL, где «Задержка ответа по RS-485» – название, Rs.dL – имя.

Конфигурационные параметры имеют также индекс – цифру, отличающую параметры однотипных элементов. Индекс передается вместе со значением параметра. Работу с индексами выполняет ПО «Конфигуратор М110» автоматически.

Оперативные параметры не имеют индекса. Они индексируются через сетевой адрес.

Восстановление заводских сетевых настроек прибора рекомендуется использовать во время установки связи между ПК и прибором в случае утери информации о заданных значениях сетевых параметров прибора.

Внимание

Напряжение на некоторых элементах печатной платы прибора опасно для жизни! Прикосновение к печатной плате, а также попадание посторонних предметов внутрь корпуса недопустимы.

Для восстановления заводских сетевых настроек прибора следует:

1. Отключить питание прибора.

2. Соединить клеммы прибора 3 и 6 между собой – прибор перестроится на заводские значения сетевых параметров, но в его памяти сохраняются ранее установленные значения сетевых параметров.

3. Включить питание.

4. Запустить ПО «Конфигуратор М110».

5. В окне установки связи задать значения заводских сетевых параметров (в соответствии с данными Приложения Команды управления прибором по сети RS-485) или нажать кнопку «Заводские сетевые настройки». Связь с прибором установится с заводскими значениями сетевых параметров.

6. Считать значения сетевых параметров прибора, выбрав команду Прибор | Прочитать все параметрыили открыв папку Сетевые параметры.

7. Зафиксировать на бумаге значения сетевых параметров прибора, которые были считаны.

8. Закрыть ПО «Конфигуратор М110».

9. Отключить питание прибора.

10. Снять перемычку между клемм прибора 3 и 6.

11. Подключить питание прибора и запустить ПО «Конфигуратор М110».

12. Установить зафиксированные ранее значения параметров в окне Установка связи с прибором.

13. Нажать кнопку Установить связь и проверить наличие связи с прибором, выбрав команду Прибор | Проверка связи с прибором.

Каждый прибор в сети RS-485 должен иметь свой уникальный базовый адрес:

Адресация в сети RS-485

Адресация в протоколе ОВЕН*
Диапазон значений базового адреса при 8-битной адресации	от 0 до 254
Диапазон значений базового адреса при 11-битной адресации	от 0 до 2039
Широковещательный адрес при 8-битной адресации	255
Широковещательные адреса при 11-битной адресации	от 2040 до 2047
Базовый адрес прибора по умолчанию**	16
Базовый адрес каждого следующего прибора	[базовый адрес предыдущего прибора] + 1
Адресация в протоколе Modbus
Диапазон значений базового адреса	от 1 до 255
Широковещательный адрес	0
Адресация в протоколе DCON
Диапазон значений базового адреса	от 0 до 255
Примечание * Длина базового адреса определяется параметром A.Len во время задания сетевых настроек. В адресе может быть 8, либо 11 бит. Примечание ** Базовый адрес прибора задается в ПО «Конфигуратор М110» (параметр Addr).

Для организации обмена данными в сети по интерфейсу RS-485 необходим Мастер сети. Основная функция Мастера сети – инициировать обмен данными между Отправителем и Получателем данных. Прибор не может быть Мастером сети, он выступает в роли Получателя данных.

В качестве Мастера сети можно использовать:

• программируемые контроллеры (ПЛК);

• ПК с подключенным преобразователем RS-232/RS-485 (например, ОВЕН АС3-М) или USB/RS-485 (например, ОВЕН АС4).

В сети RS-485 предусмотрен только один Мастер сети.

Значения типов данных

Команды протокола ОВЕН

Коды последней сетевой ошибки

Режимы работы

Параметры запроса

Ответ на функцию 17

Регистры протокола Modbus

Маска кодов ошибок для команды Aply

Посылка:

где AA –  адрес модуля от 0х00 до 0хFF;

[CHK] – контрольная сумма;

(cr) – символ перевода строки (0х0D).

Ответ:

где (данные) – записанные подряд без пробелов результаты измерения в десятичном представлении. Последовательность данных (значения) – напряжение, ток, полная мощность, активная мощность, реактивная мощность, коэффициент мощности (cosφ), частота.

Измеренные значения параметров: напряжение, ток, полная мощность, активная мощность, реактивная мощность, – записываются в формате числа с плавающей точкой в нормализованном виде с семью знаками после запятой и с указанием знака числа. Длина записи составляет 13 символов (включая знак и десятичную точку). Например, +0.2188650E+3 (измеренное значение напряжения – 218,865 В). На месте недостоверных данных передается запись «–0.9999999E–9».

Значение коэффициента мощности приводится в формате числа с фиксированной точкой с тремя знаками после запятой и с указанием знака числа. Длина записи составляет 6 символов (включая знак и десятичную точку). Например, +0.857 (измеренное значение коэффициента мощности – 0,857). На месте недостоверных данных передается запись «–9.999».

Измеренное значение частоты приводится в формате числа с фиксированной точкой с двумя знаками после запятой и с указанием знака числа. Длина записи составляет 6 символов (включая знак и десятичную точку). Пример: +50.01 (измеренное значение частоты – 50,01 Гц). На месте недостоверных данных передается запись «–99.99».

Если в посылке синтаксическая ошибка или ошибка в контрольной сумме, то не выдается никакого ответа.

Контрольная сумма (CHK) позволяет обнаружить ошибки в командах, отправленных из ведущего устройства, а также в ответах ведомого. Контрольная сумма (CHK) передается как коды двух ASCII символов (от 0х00 до 0хFF) и представляет собой сумму ASCII кодов всех символов посылки не включая код символа переноса строки. В случае переполнения суммы, старшие разряды отбрасываются.

Примечание

Вся информация, содержащаяся в кадре, включая адрес прибора, данные, CHK и символ перевода строки, передается в ASCII кодах. Следует обратить внимание, что использование ASCII кодов строчных латинских символов недопустимо.

Посылка:

где AA –  адрес модуля от 0х00 до 0хFF;

[CHK] – контрольная сумма;

(cr) – символ перевода строки (0х0D).

Ответ:

Если в посылке синтаксическая ошибка или ошибка в контрольной сумме, то не выдается никакого ответа.

Посылка:

где AA –  адрес модуля от 0х00 до 0хFF;

[CHK] – контрольная сумма;

(cr) – символ перевода строки (0х0D).

Ответ:

Если в посылке синтаксическая ошибка или ошибка в контрольной сумме, то не выдается никакого ответа.