Задача работы: Построение канала связи ModBus устройство орс da сервер. Приборы и принадлежности



Скачать 192.47 Kb.
Дата16.06.2019
Размер192.47 Kb.
#100970
ТипЗадача

Dr. Bob Davidov

Discrete I/O unit: MK110 (RS-485, ModBus-RTU / ASCII, DCON, OVEN)

Связь с Устройствами Промышленных Сетей

Модуль дискретного ввода-вывода ОВЕН МК110 (RS-485, ModBus-RTU/ ASCII, DCON, ОВЕН)



Цель работы: Освоение работы устройств промышленных сетей.

Задача работы: Построение канала связи ModBus устройство – ОРС DA сервер.

Приборы и принадлежности: Персональный компьютер, Модуль дискретного ввода-вывода ОВЕН МК110, преобразователь USB-RS485, программа “Конфигуратор M110”, ModBus ОРС сервер.


ВВЕДЕНИЕ

Модуль МК110 используется здесь и в других примерах (опубликованных* и последующих) как типовой модуль промышленной сети. При его участии мы рассматриваем варианты прямого подключения программных сред к промышленной сети; варианты подключения ОРС клиентов (Excel, MatLAB, LabView, SCADA систем, и др.) к устройствам промышленной сети через ОРС серверы; специфику ModBus протокола для построения собственных модулей; работу симуляторов модулей промышленной сети; а также варианты построения систем наблюдения, тестирования и управления. В этом материале кроме описания модуля и его возможностей кратко представлена документация и средства которые которые могут сопровождать модули промышленной сети со стороны разработчика модулей.


____________________

* Публикации автора, содержащие информацию о применении модуля MK110:

“Установка Modbus ОРС DA/HDA сервера компании ИнСАТ” [3];

“Управление из Excel через COM порт” [3]
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

НАЗНАЧЕНИЕ МОДУЛЯ ДИСКРЕТНОГО ВВОДА-ВЫВОДА ОВЕН МК110-224.8Д.4Р





Рис. 1. Общий вид модуля дискретного ввода-вывода ОВЕН МК110-224.8Д.4Р

Модуль предназначен для сбора данных с последующей их передачей в сеть RS-485 и управления исполнительными механизмами с дискретным управлением, по сигналам из сети RS-485 или в зависимости от состояния дискретных входов.



Модуль может быть использован в составе автоматизированных систем управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности, может применяться для сопряжения различных датчиков и бесконтактных выключателей (основанных на емкостном, индуктивном, оптическом, ультразвуковом и др. принципах действия) с исполнительными механизмами.

Модули Мх110 могут применяться:


  • Для увеличения числа входов-выходов Программируемых Логических Контроллеров (ПЛК).

  • Для удаленного ввода и вывода сигналов при подключении к SCADA-системам и другому Программному Обеспечению (ПО).

  • Для приема и передачи данных через радиомодемы или сети GSM.

  • Для передачи данных на панели оператора.

  • Для работы с любым оборудованием, поддерживающим интерфейс RS-485 и протоколы обмена ModBus-RTU/ ASCII, DCON, ОВЕН. Тип протокола определяется модулем автоматически.

Табл. 1. Технические характеристики модуля дискретного ввода-вывода ОВЕН МК110-224.8Д.4Р

Дискретные входы

Количество дискретных входов

8 (две группы по 4 входа, каждая группа гальванически изолирована)

Тип подключаемых датчиков

коммутационные устройства (контакты кнопок, выключателей, герконов, реле и т.п.) датчики, имеющие на выходе транзисторный ключ n-p-n типа (открытый коллектор)

Максимальная частота сигнала, подаваемого на дискретный вход

1 кГц

Минимальная длительность импульса, воспринимаемого дискретным входом

0,5 мс (скважность 2 для частоты 1 кГц)

Максимальный входной ток дискретного входа

не более 7 мА

Сопротивление контакта (ключа) и соединительных проводов, подключаемых к дискретному входу

не более 100 Ом

Дискретные выходы

Количество дискретных выходных элементов

4

2 выхода имеют нормально замкнутые и нормально разомкнутые клеммы;

2 выхода имеют только нормально разомкнутые клеммы


Режим работы

- Управление замыканием / размыканием.

- Режим Широтно-Импульсной Модуляции (ШИМ)



Параметры дискретных выходов (электромагнитных реле)

4 А при напряжении не более 250 В 50 Гц и cosφ>0,4
или 4 А при постоянном напряжении не более 24 В

Механический ресурс реле

5000000 срабатываний

Ресурс реле при коммутации максимальной нагрузки (4 А при напряжении не более 250 В 50 Гц и cos>0,4)

100000 срабатываний

Питание

Напряжение питания

90...264 В переменного тока (номинальное напряжение 220В) частотой 47…63 Гц или 20..235 В постоянного тока (номинальное напряжение 24 В)

Потребляемая мощность

не более 6 ВА

Напряжение встроенного источника питания для подключенных ко входам модуля датчиков

24 ±3 В

Ток встроенного источника питания

не более 50 мА

Интерфейс

Интерфейс связи с компьютером

RS-485

Скорость обмена по интерфейсу RS-485

от 2400 до 115200 бит/сек

Протокол связи, используемый для передачи информации

ОВЕН; ModBus-RTU; ModBus-ASCII; DCON

Внимание. Для работы с сигналами выше 90 Гц при их скважности 50% и менее не следует включать подавление дребезга контактов, т.к. полезный сигнал будет принят за дребезг и пропущен.

МК110 не является Мастером сети, поэтому сеть RS-485 должна иметь Мастер сети, например, ПК с запущенной на нем SCADA-системой, контроллер или регулятор.

К МК110 предоставляется бесплатный ОРС-драйвер и библиотека стандарта WIN DLL, которые рекомендуется использовать при подключении модуля к SCADA-системам и контроллерам других производителей.

Конфигурирование МК110 осуществляется на ПК через адаптер интерфейса RS-485/RS-232 или RS-485/USB (например ОВЕН АСЗ-М или АС4) с помощью программы «Конфигуратор М110», входящей в комплект поставки.



ИЗ РУКОВОДСТВА ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ:

Работа по протоколу ModBus

Работа по протоколу ModBus может идти в режимах ASCII или RTU.

По протоколу ModBus возможно считывание битовой маски состояния всех дискретных входов (регистр с номером 51 (0х33)). В регистре используются биты с 0 по 7, старший из них соответствует входу с наибольшим номером. Бит, равный 0, соответствует состоянию входа "разомкнут", равный 1, соответствует состоянию "замкнут".

N бита

15 8

7 0

Значение

всегда равны 0

состояние входов с 8 до 1

Запись счетчиков дискретных входов осуществляется командой 16 (0х10), чтение – командами 3 (0х 03) или 4 (0 х 04)

Полный список регистров ModBus приведен в следующей таблице



Табл. 2. Регистры протокола ModBus

Параметр

Ед. измерен

Значение

Тип

Адрес регистра

(hex)

(dec)

Импульс ШИМ на выход №1

0.1 %

0… 1000

uint16

0000

0000

Импульс ШИМ на выход №2

0.1 %

0… 1000

uint16

0001

0001

Импульс ШИМ на выход №3

0.1 %

0… 1000

uint16

0002

0002

Импульс ШИМ на выход №4

0.1 %

0… 1000

uint16

0003

0003

Значение на выход №1

0.1 %

0… 1000

uint16

0000

0000

Значение на выход №2

0.1 %

0… 1000

uint16

0001

0001

Значение на выход №3

0.1 %

0… 1000

uint16

0002

0002

Значение на выход №4

0.1 %

0… 1000

uint16

0003

0003

Аварийное значение на выходе №1

0.1 %

0… 1000

uint16

0010

0016

Аварийное значение на выходе №2

0.1 %

0… 1000

uint16

0011

0017

Аварийное значение на выходе №3

0.1 %

0… 1000

uint16

0012

0018

Аварийное значение на выходе №4

0.1 %

0… 1000

uint16

0013

0019

Период ШИМ на выходе №1

сек

1… 900

uint16

0020

0032

Период ШИМ на выходе №2

сек

1… 900

uint16

0021

0033

Период ШИМ на выходе №3

сек

1… 900

uint16

0022

0034

Период ШИМ на выходе №4

сек

1… 900

uint16

0023

0035

Макс. сетевой тайм-аут

сек

0… 600

uint16

0030

0048

Битовая маска значений выходов



0… 15

uint16

0032

0050

Битовая маска значений входов



0… 255

uint16

0033

0051

Значение счетчика входа №1

срабатывание

0… 65535

uint16

0040

0064

Значение счетчика входа №2

срабатывание

0… 65535

uint16

0041

0065

...
















Значение счетчика входа №8

срабатывание

0… 65535

uint16

0043

0071

Логика управления выходом №1



0… 7

uint16

0050

0080

Логика управления выходом №2



0… 7

uint16

0051

0081

Логика управления выходом №3



0… 7

uint16

0052

0082

Логика управления выходом №4



0… 7

uint16

0053

0083

Тип задержки управления выходом №1

-

0… 2

uint16

0060

0096

Тип задержки управления выходом №2

-

0… 2

uint16

0061

0097

Тип задержки управления выходом №3

-

0… 2

uint16

0062

0098

Тип задержки управления выходом №4

-

0… 2

uint16

0063

0099

Задержка управления выходом №1/длина импульса на выходе №1

х 0,1 [сек]

0… 65535

uint16

0070

0112

Задержка управления выходом №1/длина импульса на выходе №2

х 0,1 [сек]

0… 65535

uint16

0071

0113

Задержка управления выходом №1/длина импульса на выходе №3

х 0,1 [сек]

0… 65535

uint16

0072

0114

Задержка управления выходом №1/длина импульса на выходе №4

х 0,1 [сек]

0… 65535

uint16

0073

0115


Примечание.

1) Запись в регистры осуществляется командой 16 (0х10), чтение – командами 03 или 04 (модуль поддерживает обе команды).

2) Обнуление счетчиков делается записью 0 в регистры хранения результатов счета.

3) В регистрах битовых масок значений входов и выходов старший бит соответствует входу или выходу с наибольшим номером: (бит, равный 1, соответствует состоянию выхода «Включено» и входа «Замкнут»).

4) Тип данных «uint16» в таблице является сокращением от «unsigned int16».

БАЗОВЫЙ АДРЕС МОДУЛЯ В СЕТИ RS-485

Каждый модуль в сети RS-485 должен иметь свой уникальный базовый адрес. Изначально установлен адрес модуля номер 16.

МАСТЕР СЕТИ

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. МК110 не может быть Мастером сети, он выступает в роли Получателя данных.

В качестве Мастера сети можно использовать:

  • программируемые контроллеры ОВЕН ПЛК;

  • модуль ОВЕН ТРМ151, ОВЕН ТРМ133 и другие контроллеры;

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

В протоколе ОВЕН предусмотрен только один Мастер сети.

Работа по протоколу DCON

Для работы с дискретными входами и счетчиками по протоколу DCON в МК110 реализованы 3 команды.

  • Считать значения дискретных входов.

  • Считать значения счетчика дискретного входа. Посылка #AAN[CHK](cr) ,

Где АА – адрес модуля, N – номер входа 0 .. 7, [CHK] – контрольная сумма, (cr) – символ перевода строки (0x0D)

  • Обнулить состояние счетчика дискретного входа.

Табл. 3. Сигналы ШИМ

Значение скважности, переданное по протоколу DCON или ОВЕН

Значение скважности, записанное в регистр по протоколу ModBus

Состояние ВЭ (электромагнитного реле)

0

0

Выключено

1

1000

Включено

В диапазоне между 0 и 1

В диапазоне между 0 и 1000

ШИМ-сигнал со скважностью, пропорциональный переданному значению

Режим «Авария»

При отсутствии запросов от Мастера сети RS-485 в течение времени, заданного для всех ВЭ в одном параметре «Максимальный сетевой таймаут» (t.out), происходит перевод всех дискретных ВЭ, для которых конфигурационный параметр Log равен 0, в заранее заданное состояние, безопасное для управляемой системы (подробнее о влиянии параметра Log см. п. 4.5 «Жесткая логика»).

Режим «Жесткая логика»

В режиме «Жесткая логика» модуль управляет ВЭ локально, в зависимости от состояния входов, заданной для конкретного ВЭ функции (в параметре Log) и задержки управления выходом (параметры O.dl и Tim).

Восстановление заводских сетевых настроек модуля используется при установке связи между компьютером и модулем при утере информации о заданных значениях сетевых параметров модуля.

МОНТАЖ И ПОДКЛЮЧЕНИЕ МОДУЛЯ

Последовательность монтажа модуля следующая:

  • осуществляется подготовка посадочного места в шкафу электрооборудования.

  • модуль укрепляется на DIN-рейке или на внутренней стенке щита. Доступ внутрь таких шкафов разрешен только квалифицированным специалистам.



Рис. 2. Общий чертеж МК110

Табл. 4. Назначение контактов клеммной колодки модуля МК110-220.4ДН.4Р

Номер контакта

Назначение

Номер контакта

Назначение

Номер контакта

Назначение

1

Питание ~90...264 В

Минус питания 20..235 В

9

Вход 6 (DI6)

17

Выход 1С (DО1С)

2

Питание ~90...264 В

Плюс питания 20..235 В

10

Вход 7 (DI7)

18

Выход 2А (DО2А)

3

Вход 1 (DI1)

11

Общий (COM)

19

Выход 2В (DО2В)

4

Общий (COM)

12

Вход 8 (DI8)

20

Выход 3А (DО3А)

5

Вход 2 (DI2)

13

RS-485 (B)

21

Выход 3В (DО3В)

6

Вход 3 (DI3)

14

RS-485 (A)

22

Выход 3С (DО3С)

7

Вход 4 (DI4)

15

Выход 1А (DO1A)

23

Выход 4А (DО4А)

8

Вход 5 (DI5)

16

Выход 1B (DO1B)

24

Выход 4В (DО4В)


Примечание.

1) Для выходов 1 и 3 назначение контактов (A, B, C) следующее: A – нормально-замкнутый; B – перекидной; C – нормально-разомкнутый.

2) Для выходов 2 и 4 назначение контактов (A, B) следующее: A – перекидной; B – нормально-разомкнутый.


Рис. 3. Схема подключения к ВЭ типа электромагнитное реле



Рис. 4. Схема подключения к МК110-220.8Д.4Р дискретных датчиков с выходом типа «сухой контакт» (слева), и трехпроводных дискретных датчиков с транзисторным выходом n-p-n-типа с открытым коллектором (справа)
Примечание.

1) Суммарное сопротивление выходного ключа датчика и соединительных проводов не должно превышать 100 Ом.



Рис. 5. Электрическая принципиальная схема входа МК110-8Д.4Р.

ИЗ РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ ПРОГРАММОЙ «КОНФИГУРАТОР М110»

Установка и запуск программы

«Конфигуратор М110» - программа автономной работы с модулями Мх110, включая МК110, устанавливается через инсталляционный файл М110_setup.exe.

Установка связи с модулем

После запуска программа «Конфигуратор М110» устанавливает связь с модулем. (Рис. 6).

Для изменения значения отдельного параметра связи следует перевести поле «Значение» в режим редактирования двойным щелчком. После задания требуемых значений параметров программы следует нажать кнопку «Установить связь» (Рис. 6).

Рис. 6. Окно установки связи с модулем



Примечание. Показанное несоответствие шрифтов можно устранить установкой Start > Control Panel > Date, Time, Language, and Regional Options > Regional Options > Russian и последующей перезагрузкой (Restart) компьютера.

Если значения параметров связи порта не известны, следует нажать кнопку «Сканирование сети» (Рис. 6) которая запускает процедуру поиска рабочей скорости обмена в диапазоне 2400 .. 115200 бит/с. Остальные параметры порта (четность, длина слова данных и др.) в процессе сканирования не меняются. При отклике модуля сканирование прекращается.

Если установить связь с модулем не удается, необходимо восстановить заводские значения параметров модуля, нажатием кнопки «Заводские сетевые настройки» (Рис. 6) и повторить попытку установить связь.

Анализ входов (выходов) модуля

Модули серии Мх110 могут иметь один или несколько входов, выходов или входов и выходов. Для опроса состояния входов (выходов) модуля выбрать команду Прибор > Состояние входов и выходов или командой меню (см. Рис. 7),

Рис. 7. Список функций Меню > Прибор.



после чего открывается окно опроса состояния входов и выходов (Рис. 8). Опрос входов (выходов) ведется поочередно, считываемые значения отображаются зеленым цветом.

В верхней части окна цветом отображается информация о состоянии входов (выходов) в соответствующих пронумерованных прямоугольниках.

  • Вход бежевого цвета означает, что он замкнут.

  • Выход цвета фона соответствует состоянию 0

  • Зеленый выход соответствует состоянию 1,

  • Заштрихованное поле выхода означает, что выход находится в диапазоне 0 .. 1.

Счетчики входных импульсов можно обнулить кнопками «Сброс».

Значение” выходов в диапазоне от 0 до 1 включительно (скважность ШИМ, параметр ЦАП) можно задать через соответствующие поля окна “Состояние входов и выходов“ (Рис. 8). В этих же полях отображаются считываемые значения выходов.

Рис. 8. Состояние входов.выходов устройства МК110.



Отдельные пункты меню «Конфигуратора М110», кнопки панели инструментов (КН) и горячие клавиши (ГК) представлены в таблице 5.

Таблица 5

Пункт меню

КН

ГК

Описание

Прибор > Сервис > Инициализировать прибор






Применение параметров базовой заводской конфигурации (кроме сетевых параметров)

Прибор > Состояние входов (выходов)






Опрос состояния входов модуля (в новом окне)

Прибор > Опрос отдельного параметра




Alt+N

Доступ к отдельным параметрам модуля (в новом окне) для чтения или записи

Дерево > Прочитать все параметры выделенной ветви




Alt+Ctrl+N

Считывание из модуля значений параметров выделенной ветви

Конфигурационные параметры модуля МК110:



ПРИМЕРЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОВЕРЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ И ВАРИАНТЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
Задание 1. Настройка модуля ввода-вывода MК110.

    1. Подсоедините 4-ый выход модуля DO4 к его восьмому входу DI8 как показано на рисунке.



Рис. 9 Схема подключений модуля МК110.

    1. Подсоедините модуль МК110 к USB порту компьютера через преобразователь UPort1150 и его терминальный блок как показано на рисунке.

    2. Настройте преобразователь интерфейса UPort1150 на режим работы RS-485 в полудуплексном обмене данных (по двухпроводной витой паре) при помощи “Диспетчера устройств” > Многопортовые последовательные адаптеры > UPort1150 > Port Configuration > Port Setting > Interface: RS-485 2W. В этой же панели в строке Port Number показан номер COM порта выбранного интерфейса.

    3. Включите питание МК110.

    4. Переткните USB разъем преобразователя интерфейса UPort1150.

Примечание: Для обеспечения работоспособности запитывайте преобразователь интерфейса UPort1150 (подключением к USB порту) после подачи питания на модуль МК110.


    1. Загрузите программу “Конфигуратор M110”. Если программа выведет “Окно установки связи с прибором”. Проверьте номер COM порта который использует конфигуратор. При необходимости введите номер COM порта преобразователя UPort 1150.

    2. Откройте окно конфигуратора “Cостояние входов и выходов”.

    3. Сбросьте счетный вход DI8.

    4. Подавая поочередно 1 и 0 на 4-ый выход наблюдайте за состоянием 8-го входа. Установите при каком переходе (1-0 или 0-1) происходит переключение счетчика.

    5. Снова обнулите счетчик DI8.

    6. Задайте скважность 0.5 ШИМ 4-го выхода. По звуку убедитесь, что реле переключается с периодом 1 с.

    7. Установите скорость роста показаний 8-го счетчика при работающем ШИМ 4-го выхода.

    8. Закройте окно конфигуратора “Cостояние входов и выходов”.

    9. Выведите список параметров модуля в HTML файл (C:\Program Files\Owen\M110\partlist.html), выполнив команду Меню > Справка > Экспорт списка параметров в HTML.



    1. Считайте базовый адрес модуля командой Addr (хеш-код 9F62) введя команду через Меню > Прибор > Опрос отдельного параметра (Alt+S) > Команда из списка > Выполнить.



Задание 2. Подключение МК 110 к OPC DA cерверу.

  1. Загрузите ModBus OPC сервер компании ИнСАТ и настройте его теги на работу с модулем МК110. (cм. “Установка Modbus ОРС DA/HDA сервера компании ИнСАТ” [3])

  2. Установите на 4-м выходе модуля ШИМ сигнал со скважностью 50% (в ОРС сервере скважность ШИМ модуля МК 110 задается в интервале от 0 до 1000).



  1. По звуку электромеханического реле 4-го выхода убедитесь в его работоспособности.

  2. Наблюдайте увеличение счетчика на 8-м входе модуля во время работы ШИМ.



    1. Выключите ШИМ 4-го выхода.



КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

  1. Как определить базовый адрес модуля МК 110?

  2. Как определить какой протокол использует МК 110?

  3. Какова максимальная скорость обмена данными модуля МК 110?

  4. Как изменить состояние выхода устройства МК 110?



БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

  1. Дилер ПО "ОВЕН" в СПб системный интегратор ПО "ОВЕН" http://ovenspb.ru/

  2. Союз прибор http://www.souz-pribor.ru/go.pl?did=1.01.03.068&i=6318

  3. Dr. Bob Davidov. Компьютерные технологии управления в технических системах http://portalnp.ru/author/bobdavidov

Каталог: wp-content -> uploads -> 2013
2013 -> Руководство пользователя Начало работы. Настройка телефона
2013 -> Офис в Великобритании
2013 -> Методические указания по подготовке к защите выпускной квалификационной работы для студентов 4курса очной формы обучения по специальности 190604
2013 -> Руководство по применению строительных материалов ООО «стройдеталь»
2013 -> Консолидированный текст конвенции солас-74 consolidated text of the 1974 solas convention
2013 -> Ключевые слова: фармакологический аборт, менструальная функция, пенкрофтон, мизопростол. E. M. Pichushkina, S. B. Radynova, T. K. Paramonova analysis menstrual function in women with pharmacological abortion abstract
2013 -> Нэнси Мак-Вильямс
2013 -> Крок Лечебное дело и педиатрия. Буклет 2003 год

Скачать 192.47 Kb.

Поделитесь с Вашими друзьями:




База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница