135_136.PDF

A U T O M A T Y K A

Firma Automatic System wprowadzi³a

do sprzedaøy mikroprocesorowy modu³

wejúÊ analogowych wspÛ³pracuj¹cy

z†magistral¹ MODBUS RTU.

W†artykule przedstawiamy jego

podstawowe parametry i†moøliwoúci.

W†uk³adach automatyki waønymi

elementami s¹ czujniki pomiarowe

umoøliwiaj¹ce pomiar zarÛwno wiel-

koúci elektrycznych (pr¹d, napiÍcie,

czÍstotliwoúÊ, itp.) jak i†nieelektrycz-

nych (przep³yw, ciúnienie, pH, gÍs-

toúÊ). Czujniki te s¹ po³¹czone z†prze-

twornikami zamieniaj¹cymi niestandar-

dowy sygna³ z†czujnika na standardo-

wy sygna³ elektryczny, pr¹dowy lub

napiÍciowy. Sygna³ pr¹dowy jest czÍú-

ciej stosowany ze wzglÍdu na wiÍksz¹

odpornoúÊ na zak³Ûcenia, ale ³atwiej

jest wygenerowaÊ w†przetworniku syg-

na³ napiÍciowy niø pr¹dowy. Z†wyj-

úciem pr¹dowym nie ma øadnych

problemÛw w†uk³adach ze wspÛlnym

plusem zasilania ( rys. 1 ). Natomiast

przy wspÛlnej masie uk³ad wyjúciowy

zaczyna siÍ nieco komplikowaÊ.

Uk³ady wejúÊ pr¹dowych rÛwnieø

wymagaj¹ sporych ìzabiegÛwî kon-

strukcyjnych i†programowych. Mimo

takich problemÛw, w†module wejúÊ

analogowych MWA812 zrezygnowano

z†wejúÊ napiÍciowych, a†skupiono siÍ

na wejúciach pr¹dowych o†zakresie od

0†do 20mA. Standardowo modu³ jest

wyposaøany w†wejúcia/wyjúcia analogo-

we/cyfrowe. Istnieje jednak moøliwoúÊ

zrezygnowania z†niektÛrych funkcji, co

ma wp³yw na obniøenie ceny. Modu³

jest jednym z†serii modu³Ûw AS-Line,

zaprojektowanych z†zastosowaniem naj-

nowoczeúniejszych podzespo³Ûw elekt-

ronicznych renomowanych firm úwia-

towych.

G³Ûwn¹ funkcj¹ modu³u jest prze-

twarzanie sygna³u z†wejúÊ analogo-

wych. Pozosta³e funkcje s¹ dodat-

kowymi. Modu³ w†postaci karty zosta³

umieszczony w†obudowie serii Combi-

Norm firmy Bopla. Na p³ycie czo³owej

zosta³ umieszczony wyúwietlacz LCD

oraz czteroprzyciskowa klawiatura.

³¹czenie napiÍcia zasilaj¹cego do wyj-

úcia pr¹dowego.

Sygna³y cyfrowe

Wejúcia cyfrowe s¹ odizolowane gal-

wanicznie od uk³adu mikroprocesoro-

wego. Przyk³adowy schemat pod³¹czeÒ

pokazano na rys. 3 . Do kaødego wej-

úcia cyfrowego jest przypisany licznik

programowy umoøliwiaj¹cy wykorzys-

tanie wejúÊ jako sumatorÛw.

Mog¹ one byÊ wykorzystane np.

w†uk³adach pomiaru przep³ywu,

w†ktÛrych wymagamy jest odczyt zarÛ-

wno przep³ywu chwilowego, jak i†po

zsumowaniu. Korzystaj¹c z†modu³u

moøemy odczytywaÊ sygna³y cyfrowe

o†wartoúciach mierzonych za pomoc¹

komputera lub innego urz¹dzenia wy-

posaøonego w†protokÛ³ MODBUS RTU

oraz port RS485. W†przypadku zaniku

napiÍcia zasilaj¹cego modu³ zapamiÍtu-

je ostatnie wartoúci licznikÛw w†pamiÍ-

ci danych EEPROM i†po ponownym

w³¹czeniu zasilania odczytuje dane.

DostÍp do nastaw typu: pr¹du wyj-

úcia analogowego, za³¹czenie wyjúcia

cyfrowego czy kasowanie licznikÛw

jest moøliwe poprzez urz¹dzenie nad-

rzÍdne. Kasowanie licznikÛw odbywa

siÍ poprzez ustawienie odpowiednich

bitÛw w†s³owie danych do zapisu.

Wyjúcia cyfrowe mog¹ byÊ obci¹øone

Sygna³y analogowe

Modu³ MWA812 przeznaczony jest

do przetwarzania standardowego syg-

na³u analogowego 0...20mA lub

4...20mA na sygna³ cyfrowy przesy³a-

ny ³¹czem RS485. Jest wyposaøony

w†osiem wejúÊ pr¹dowych, dwa wyj-

úcia analogowe, szeúÊ wejúÊ i†dwa wyj-

úcia cyfrowe. Wejúcia analogowe mog¹

pracowaÊ jako wejúcie niesymetryczne

wzglÍdem wspÛlnej masy lub jako wej-

úcia rÛønicowe i†s¹ przystosowane do

pracy z†czujnikami pasywnymi i†ak-

tywnymi ( rys. 2 ). Wejúcia rÛønicowe s¹

przewidziane do wspÛ³pracy z†prze-

twornikami, ktÛre nie mog¹ pracowaÊ

w†uk³adzie wspÛlnej masy sygna³owej.

Ponadto posiadaj¹ wiÍksz¹ odpornoúÊ

na sygna³y zak³Ûcaj¹ce pochodz¹ce np.

od kabli energetycznych po³oøonych

blisko przewodÛw sygna³owych.

Jeøeli zak³Ûcenia s¹ bardzo duøe,

uniemoøliwiaj¹ce wrÍcz odczyt, wÛw-

czas naleøy zwiÍkszyÊ wartoúÊ wspÛ³-

czynnika filtracji. Zakres nastawy

wspÛ³czynnika wynosi od 1†do 20.

Uk³ad wyjúcia analogowego wymaga

pod³¹czenia zewnÍtrznego ürÛd³a na-

piÍcia. Nie ma znaczenia sposÛb w³¹-

czenia obci¹øenia - zarÛwno od strony

plusa jak i†masy uk³ad pracuje popra-

wnie. Dopuszczalne jest odwrotne pod-

Możliwości modułu MWA812

możliwość ustawiania adresu urządzenia

w sieci RS485 od 1 do 32,

ustawianie prędkości transmisji

od 1200 do 19200b/s,

ustawianie zakresu wartości przesyłanej

do urządzenia nadrzędnego (od −10000

do +10000),

ustawianie typu wejść prądowych

(0...20mA lub 4...20mA) programowo,

wyświetlanie wartości mierzonych analogo−

wych i cyfrowych,

Rys. 1.

ustawianie współczynnika filtracji wejść

analogowych.

Elektronika Praktyczna 4/2002

135

A U T O M A T Y K A

Tabela. 1. Podstawowe dane

techniczne modułu MWA812.

Napięcie zasilania ....................... 230VAC/50Hz

Wejścia analogowe ....... 0...20mA lub 4...20mA

Liczba wejść ................................................... 8

Dokładność..................................0,2% zakresu

Rezystancja wejść..... 125 Ω dla wspólnej masy

25 Ω dla wejść różnicowych

Liczba wyjść analogowych ............................. 2

Zakres wyjścia analogowego ............. 4...20mA

Zakres przelicznika wartości

analogowej .......................................... 0...4000

Dokładność.......... 0,2% zakresu przy 4...20mA

Zasilanie wyjścia analogowego ........ 8...36VDC

Liczba wejść binarnych .................................. 6

Pojemność liczników .............................. 65535

Prąd polaryzacji ..................... 2mA przy 24VDC

Liczba wyjść binarnych .................................. 2

Maksymalny prąd obciążenia .................. 0,15A

Wbudowany interfejs............................. RS485

Protokół transmisji .................... MODBUS RTU

Maksymalna częstość zapytań ........ co 100 ms

Pamięć danych ................................... EEPROM

Separacja ................................................. 1,5kV

Temperatura pracy .............................. 0...55 o C

Stopień ochrony ........................................ IP20

Wymiary ................................... 106x90x58mm

Rys. 3.

Rys. 4.

misja dojdzie do skutku i†nie bÍdzie

przek³amaÒ. Naleøy rÛwnieø pamiÍtaÊ

o†ustawieniu odpowiedniego czasu od-

powiedzi w†urz¹dzeniu nadrzÍdnym.

dawna eMation). Tryb demo umoøliwia

odczytanie 10 zewnÍtrznych zmien-

nych przy uøyciu dowolnego protoko-

³u komunikacyjnego. W†tym przypadku

uøyto MODBUSA RTU. Program ten

umoøliwia archiwizacjÍ danych w†po-

staci wykresÛw. Pod³¹czenie do modu-

³u wykonano przy uøyciu karty RS485

CI132 firmy Moxa, ale moøe byÊ to

dowolny port RS485. Inn¹ moøliwoú-

ci¹ jest wykorzystanie oprogramowania

Modscan firmy Win-Tech. Wersja 30

dniowa jest dostÍpna na stronie inter-

netowej http://www.win-tech.com. Pro-

gram umoøliwia odczyt i†zapis grupy

rejestrÛw, zmiennych dyskretnych,

ustawianie adresu urz¹dzenia, liczby

zapytaÒ na sekundÍ, czasu odpowie-

dzi, itp. Jedyn¹ niedogodnoúci¹ jest

brak cyklicznego odpytywania kilku

urz¹dzeÒ w³¹czonych do sieci RS485.

PracÍ w†sieci moøna uzyskaÊ ³¹cz¹c

modu³y ze sterownikiem PLC wyposa-

øonym w†port RS485 oraz protokÛ³

Modbus RTU. Przyk³adowy zestaw to:

sterownik serii Micro TSX37, karta

PCMCIA SCP114 oraz oprogramowanie

do sterownika PL7 Pro V3.4 firmy

Schneider Electric. W†trybie serwiso-

wym istnieje moøliwoúÊ pod³¹czenia

modu³u do komputera poprzez RS232.

Przedstawiony w†artykule modu³

wejúÊ analogowych moøe znaleüÊ za-

stosowanie w†systemach, w†ktÛrych

g³Ûwny nacisk k³adzie siÍ na minima-

lizacjÍ kosztÛw pracy ludzkiej oraz

sprzÍtu.

S³awomir Kacprzak

Wszystkie nastawy, dane konfigura-

cyjne itp. moøemy wpisywaÊ korzysta-

j¹c z†klawiatury i†wyúwietlacza LCD.

Uk³ad menu jest bardzo przejrzysty.

Zosta³ podzielony na dwie czÍúci: na

zmienne odczytywane oraz modyfiko-

wane. DostÍp do pierwszych jest po

wciúniÍciu klawisza Up lub Dn. Mamy

wÛwczas podgl¹d zmiennych analogo-

wych i†cyfrowych. Zmienne konfigura-

cyjne s¹ zabezpieczone has³em wywo-

³ywanym klawiszem Menu. Mamy

wÛwczas dostÍp do parametrÛw usta-

laj¹cych adres urz¹dzenia, prÍdkoúÊ

transmisji, rodzaj wejúcia analogowego,

wspÛ³czynnik filtracji, wartoúÊ zakresu

gÛrnego Hi i†dolnego Lo. Moøemy tak

ustawiÊ wartoúci Hi i†Lo, øe dla naj-

mniejszej wartoúci sygna³u wejúciowe-

go wartoúÊ wyúwietlana bÍdzie rÛwna

+10000, a†dla maksymalnej -10000.

Podúwietlenie wyúwietlacza za³¹cza

siÍ wÛwczas, gdy zostanie naciúniÍty

ktÛryú z†klawiszy. Wy³¹cza siÍ automa-

tycznie po oko³o 30 sekundach od

ostatniego naciúniÍcia klawisza.

pr¹dem rzÍdu 0,15A przy zasilaniu

24VDC. Wyjúcie tranzystorowe jest za-

bezpieczone przed zwarciem do masy

oraz przepiÍciami pochodz¹cymi od

za³¹czanych elementÛw indukcyjnych

takich jak przekaüniki, styczniki. Spo-

sÛb pod³¹czenia pokazano na rys. 4 .

Sygna³y transmisji

Uk³ad pomiarowy modu³u jest izolo-

wany galwanicznie od uk³adu trans-

misji. W†module zosta³ zaimplemento-

wany protokÛ³ MODBUS RTU, dziÍki

ktÛremu moøna zdalnie odczytywaÊ in-

formacjÍ o†poziomie sygna³u wejúcio-

wego. Standardow¹ funkcj¹ odczytu

grupy rejestrÛw jest 03H lub 04H. Za-

pis grupy rejestrÛw umoøliwia funkcja

o†kodzie 10H. Przy odczycie rejestrÛw

danych naleøy pytanie dzieliÊ na dwie

czÍúci, najpierw wejúcia analogowe (od

1†do 8), a†pÛüniej cyfrowe (od 9†do

15). Taki podzia³ gwarantuje, øe trans-

Zasilanie

Modu³ jest zasilany z†sieci napiÍcia

przemiennego 220VAC. Zastosowano

standardowe rozwi¹zanie sposobu zasi-

lania - liniowy regulator napiÍcia. Uk³ad

zasilacza jest wyposaøony w†zabezpie-

czenia przepiÍciowe i†przeciwzak³Ûce-

niowe. Ze wzglÍdu na brak dostÍpu do

wnÍtrza modu³u naleøy zastosowaÊ ze-

wnÍtrzny bezpiecznik w†obwodzie zasi-

lania modu³u (o†wartoúci 160mA).

Dodatkowe informacje

Dodatkowe informacje o module MWA812

mo¿na znaleŸæ w Internecie pod adresem

www.asys.com.pl oraz na p³ycie CD-EP3/2002.

Testy

Do testÛw wykorzystano oprogramo-

wanie wizualizacyjne WIZCON wersja

7.5 firmy Axeda Systems Inc. (do nie-

Rys. 2.

Producentem urz¹dzenia przedstawionego

w artykule jest firma Automatic System, tel. (58)

683-51-70/71.

136

Elektronika Praktyczna 4/2002

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: