Датчики тока и напряжения с выходом MODBUS_RTU

Датчики тока и напряжения имеют встроенный контроллер RS485 и могут быть использованы в информационных системах сбора и обработки данных с протоколом MODBUS TRU в качестве slave устройства. Датчики построены на универсальных платформах «айюми-цифра» 1 канал, 2 канала, 3 канала. Датчики предназначены для измерения сигнала тока, напряжения или обоих одновременно в реальном масштабе времени. Платформы адаптированы ко всем трансформаторам и датчикам, выпускаемых ООО ВП АИСТ, включая катушки Роговского.

Платформа «айюми-цифра 1 канал» является самой простой в линейке и содержит один вход для подключения датчика тока или напряжения и 3 аппаратных канала измерения, один из которых предназначен для измерения среднего значения RMS (время усреднения 0.6-0.8сек), второй для измерения текущих значений амплитуды (фиксация максимума входного сигнала), 3- частоты (30-100Гц). Также в состав платформы входит автоматический аттенюатор вх. сигнала, позволяющий расширить возможности измерения для фиксации аварийных ситуаций или перегрузки.

Платформа «айюми-цифра 3 канала» является развитием платформы «айюми-цифра 1 канал» и содержит 3 входа с общим 0 для подключения 3-х датчиков тока или напряжения и 7 аппаратных каналов измерения, 3 из которых предназначены для измерения среднего значения RMS (время усреднения 0.6-0.8сек), 3- для измерения текущих значений амплитуды или пиковые детекторы (устанавливается программно), 1- частоты (30-100Гц) по 1-му каналу. физический 0 датчиков имеет гальваническую развязку от 0 питания и 0 RS485. что позволяет заземлять измерительные каналы для повышения помехозащищенности. Также имеет автоматический аттенюатор.

Платформа «айюми-цифра 2 канала» содержит 2 входа с общим 0 для подключения датчиков тока и напряжения и 4 аппаратных канала измерения, предназначенных для измерения среднего значения RMS (время усреднения 0.6-0.8сек), частоты и фазовых сдвигов. Гальваническая развязка обеспечивается только применяемыми датчиками.

Конструктивно платформы могут быть интегрированными с выпускаемыми нами токовыми трансформаторами (см рис.1) или трансформаторами напряжения (до 400в) (см рис.2), а также может быть использованы как самостоятельные устройства на любые токи и напряжения с подключением внешних датчиков (см. рис.3), при этом гальваническая развязка от измеряемой линии должна осуществляется внешними датчиками. Конструктивно датчик напряжения c MODBUS RTU (RS485) и платформа MODBUS RTU (RS485) для подключения внешних датчиков идентичны. Датчики могут устанавливаться на DIN рейку и имеют клеммник для подключения питания 24в и линии RS485 (А/В).

ВНИМАНИЕ: питание канала измерения платформы айюми-цифра 1 канал и 2 канала не имеет гальванической развязки от линии RS485 и 24в. Допустимый размах напряжения на выводах А/В относительно 0 не более +-14в. Если вывода внешнего датчика экранированы с заземлением экрана, 0 питания датчика должен быть также заземлен, а при отсутствии такой возможности (использование виртуального 0), должно быть применено устройство привязки питания к земле (кроме «айюми-цифра 3 канала»). например в виде 2-х резисторов включенных последовательно между 0 и 24в, общая точка резисторов при этом заземляется. Оптимально шунтирование этих резисторов керамическими конденсаторами большой емкости – 5-10мкф. Не помешает также поставить доп. конденсатор 470-1000мкф по питанию, особенно при наличии импульсного блока питания и длинных линий связи. Такое устройство можно ставить на группу датчиков, расположенных физически рядом, например на одной DIN рейке. Это позволяет практически полностью исключить паразитные наводки. Такое устройство можно заказать уже в готовом виде в габаритах 40х40х20 с креплением на DIN рейку. (рис.4).

Автоматический аттенюатор входного сигнала,входящий в состав платформы, позволяет измерять сигналы в широком диапазоне с хорошей точностью. В названии датчиков присутствуют номинальное значение измеряемой величины и максимальное, например:0,05а(400а), где 0,05а – ном. ток, 400а – макс. ток. Это позволяет применять датчики не только для контроля, например тока утечки (в примере до 50мА), но и фиксировать токи к.з. (в примере до 400А). Понятно, что эти значения могут быть установлены произвольно при производстве датчиков, что обеспечивает максимальную универсальность применения. Например, установка датчика 60а(2000а) на размыкателях питающей линии позволяют производить замеры токов потребления на линии до 60а с высокой точностью, а, при, к.з. на линии или перегрузке, мгновенное переключение аттенюатора позволяет замерить даже кратковременный большой ток (пиковый детектор). Значения максимального тока фиксируются во внутреннем регистре, что позволяет считать эти данные даже после срабатывания автоматики и обесточивания линии. Эта-же функция позволяет считывать значения пусковых токов электродвигателей, т.е. контролировать уже прошедшие события. Для исключения фиксаций значений ложных токов (например при коммутации) установлен запрет записи в течении 5мс с момента перехода входного сигнала через 0.

Датчики содержат светодиодный индикатор режима передачи данных по RS-485 в момент обмена данными по протоколу ModBus/RTU. Номинальное напряжение питания: 24в ДС. Диапазон допустимых значений напряжения: 20-30в. Потребляемый ток – не более 10мА в рабочем режиме и 30мА в режиме передачи. Температурный диапазон: -40...+80 град.С

Датчики выпускаются по ТУ 27.11.50.120-001-11976052-2017

Наименование датчика тока для заказа: ТП Y -хх(XX)/уу-zz-З/0(mm), где

  • Y- типоразмер применяемого датчика
  • хх- номинальный ток(максимальный ток) (А)
  • yy- выходной сигнал: MODBUS RTU
  • zz- 00-жесткие вывода
  • mm - примечание, например (клеммник) - вывода выполнены в виде клеммника.

Например: ТП03C-5а(50а)/MODBUS_RTU-00-З/0(клеммник), т.е. датчик на базе Т03С с ном. вх. током 5А, максимальным током 50а, выход MODBUS TRU, клеммник.


Еще раз обратите внимание: При заказе, значения номинального тока и максимального тока может быть указано любое в пределах указанных пределов, т.е. для ТП03С - 1...90А; ТП102С - 0,1...40А;ТП60С - 0,05...300А ТТП60 - 10...500А! Чувствительность датчиков не хуже 0.1% от ном. тока. Это не отражается на цене.


Описание:

Интерфейс

Универсальная платформа имеет последовательный интерфейс RS-485 на базе чипа ST485, позволяющий объединить в единую сеть до 64 устройств. Датчик является ведомым (slave) устройством, отвечающим на команды с соответствующим адресом в пакете протокола. По последовательному интерфейсу поддерживается протокол верхнего уровня Modbus c форматом пакета RTU в полном соответствии с документом «Modbus over Serial Line Specification & Implementation guide V1.0». Поддерживаются скорости передачи от 9600 бит/с до 115200 бит/с без контроля четности, 8 бит данных, 1 стоп-бит. Скорость соединения и сетевой адрес задаются пользователем при программировании контроллера спец. программой конфигуратором. По умолчанию установлена скорость 9600. Короткий адрес устройства по умолчанию 1. Максимальное время ожидания ответа составляет не более 100 мс.

Адреса устройств Modbus

Все датчики поддерживают команды Modbus в полном соответствии с синтаксисом запроса и ответа, определенным в документе «Modbus Application Protocol Specification v1.1a». Поддерживаются запросы к конкретным устройствам по их адресам, широковещательный режим не поддерживается. Адрес устройства может быть от 1 до 246. Диапазон адресов 248-255 зарезервирован в стандарте Modbus. Адрес 247 запрещен к использованию.

Команды

Датчик поддерживает следующие команды: • 03h функция -чтение регистров (Read Holding Registers) ( Holding Register) • 04h функция - чтение регистров (Read Input Register) (BDC формат + зеркало Float формат) • 06h Запись регистра (Write Single Register) (1)

Внутренние регистры.

Регистры задания параметров объекта (Holding Register). Чтение регистров производится командой 03h (Read Holding Register) запись – командой 06h Для чтения доступны регистры 0х00В-0х00D, для записи – 0x00C, 0x00D

Таблица 1. внутренние регистры, доступные для MODBUS RTU

адрес

название

диапазон значений

пояснения

0x0B дата/Имя 0-FFFF год(F)/месяц(F)/имя устройства(FF)
0x0C короткий адрес 1-128(DEC) адрес в сети, зав. значение 1
0x0D скорость обмена 1/2/4/8....табл 9600-115000, зав. значение 1(9600)

0х00В – содержит инф. о дате и типе устройства, только для чтения. значения устанавливаются предприятием-изготовителем.

0х00С – короткий адрес, заносится пользователем в программе-конфигураторе независимо от текущего короткого адреса или меняется на другой непосредственно при записи по короткому адресу (заводское значение 1) без программы-конфигуратора.

0х00D – скорость обмена, устанавливается пользователем при программировании в программе-конфигураторе или непосредственно при записи по короткому адресу (заводское значение 9600) без программы-конфигуратора.

Таблица 2. Скорость обмена MODBUS RTU

значение

скорость

2 9600
3 14400
4 19200
5 38400
6 56000
7 57600
8 115200

Регистры чтения параметров объекта (Input Register).

Чтение регистров производится командой 04h (Read Input Register). количество доступных регистров с измеренными датчиком значениям и их адреса см. детальное описание платформ. Данная функция позволяет получить содержимое внутренних регистров в формате:

BDC:(16бит) 999F: целое/дес./сот./10^ (0=10^-3; 1=10^-2 и т.д.) – пользовательские регистры с адреса 0х100 (256DEC))

например.

1000=1,0*10^0=1мА

1232=1,23/10^2=123мА

или их зеркало в формате Float MODBUS RTU (32бит) (данные с плавающей запятой) - пользовательские регистры с адреса 0х200 (512DEC).

Для платформы айюми-цифра 1 канал:

адрес

название

диапазон знач.

пояснения

256 текущий RMS 13 бит усредненное значение
257 макс. RMS 13 бит сбрасывается после обращения
258 текущая частота 16 бит предыдущий период
512 текущий RMS 32 бит усредненное значение
513 макс. RMS 32 бит сбрасывается после обращения
514 текущая частота 32 бит предыдущий период

Формат данных с плавающей запятой (Float):

В адресном пространстве данные в формате с плавающей запятой будут занимать 2 регистра(4 байта). Старший бит числа содержит знак, следующие за ним восемь бит – порядок числа со смещением 127, следующие 23 разряда – мантисса числа со скрытой единицей в 24-ом разряде. Значение числа при этом: Val = (-1)SIGN x 2 (EXP-127) x (1. BITSMANT)

При передаче числа сначала передаются третий и четвертый байты (младшее word-слово), затем первый и второй байты.

Если устройство не может установить значение числа с плавающей запятой, то по интерфейсу должно передаваться значение QNAN(0x7FFFFFFF).

Исключительные ситуации

Датчик поддерживает сообщения информирования клиента (мастера) Modbus об исключительных ситуациях (Exception). Формат возвращаемых пакетов полностью соответствует документу «Modbus Application Protocol Specification v1.1a». Сообщения об исключительных ситуациях возникают только на запросы, адресованные данному устройству с правильным значением CRC пакета.

Стандартные коды ошибок

01 — Принятый код функции не может быть обработан.

02 — Адрес данных, указанный в запросе, недоступен.

03 — Значение, содержащееся в поле данных запроса, является недопустимой величиной.

04 — Невосстанавливаемая ошибка имела место, пока ведомое устройство пыталось выполнить затребованное действие.

05 — Ведомое устройство приняло запрос и обрабатывает его, но это требует много времени. Этот ответ предохраняет ведущее устройство от генерации ошибки тайм-аута.

06 — Ведомое устройство занято обработкой команды. Ведущее устройство должно повторить сообщение позже, когда ведомое освободится.

Когда контроллер обнаруживает одну их этих ошибок, он посылает ответное сообщение, содержащее адрес, код функции со старшим битом=1, код ошибки и контрольную сумму. (Если устройством не поддерживается запрашиваемая функция или аргументы в поле […] запроса являются некорректными для данного Slave-устройства, то в ответе, в поле FN старший бит будет выставлен в 1 (т.е. на FN наложится маска 0x80), а в поле DATA будет помещена дополнительная информация об ошибке.)

Работа аттенюатора

Включение аттенюатора происходит мгновенно при достижении предела измерения номинального значения входного сигнала (устанавливается заводом-изготовителем). выключение производится при снижении максимального значения входного сигнала до установленного заводом-изготовителем уровня на время более 1 сек. Повторное включение аттенюатора в следующем, после выключения, периоде не влияет на измерение и трансляцию RMS, но сбрасывает таймер выключения, а выключение аттенюатора признается несостоявшимся.

Описание программы конфигуратора (готовится)

Описание работы MASTER-SLAVE в ПО Modbus Poll на примере (готовится)

Фото 1. Датчики тока MODBUS/RTU  на базе платформы

Фото 1. Датчики тока MODBUS/RTU на базе платформы "айюми-цифра 1 канал" с разъемным клеммником для подключения к RS485

Фото 2. датчики напряжения MODBUS/RTU  на базе платформы

Фото 2. датчики напряжения MODBUS/RTU на базе платформы "айюми-цифра 1 канал" с разъемными клеммниками для подключения к RS485 и измеряемой линии

Фото 3. внешний датчик тока 1мВ/а (катушка Роговского) для линий 10кВ для подключения к платформе

Фото 3. внешний датчик тока 1мВ/а (катушка Роговского) для линий 10кВ для подключения к платформе "айюми-цифра"

Фото 4. фильтр по питанию с привязкой к 0

Фото 4 — фильтр по питанию с привязкой к 0

Расчет и подбор трансформаторов по индивидуальным требованиям

Оставьте свои контактные данные и мы свяжемся с вами для обсуждения того, что вы хотите рассчитать и подобрать

Оставить заявку

Информационная рассылка для наших клиентов