Moduł pomiaru energii WEMS 101

DOKUMENTACJA TECHNICZNA DTR — W.EMS.101
Moduł pomiaru
energii WEMS 101
Moduł ten jest urządzeniem typu Slave wykonującym pomiar napięcia, prądu,
mocy czynnej, częstotliwości oraz przesunięcia fazowego w sieci trójfazowej.
Możliwość zastosowania przekładników prądowych czyni go uniwersalnym,
a dzięki wbudowanemu czujnikowi zaniku i asymetrii fazy pozwala uprościć
instalację oraz zminimalizować koszty.
Współpracuje z wszystkimi systemami i urządzeniami wyposażonymi w interfejs RS-485 obsługujących protokół ModBUS RTU. Może również pracować niezależnie dzięki wyświetlaczowi LCD.
•  Moduł pomiaru napięcia, prądu oraz mocy i zużycia energii
w sieci trójfazowej
•  Wyświetlacz LCD
•  Wbudowany czujnik kolejności i zaniku faz
•  Zasilanie bezpośrednio z fazy L1
•  Modbus RTU Slave
wayy.pl
• MODUŁ POMIARU ENERGII WEMS • W.EMS.101 •
Działanie —
Moduł wyposażono w wejścia napięciowe oraz prądowe. Pierwsze służą do pomiaru napięć niezależnie na trzech fazach. Potencjał mierzony jest pomiędzy przewodami fazowymi L1, L2 i L3 a przewodem neutralnym N. Zakres pomiarowy wejść napięciowych to 10-265VAC (RMS) przy czym dla poprawnego zasilania modułu na wejściu fazy L1
wymagane jest minimalne napięcie 180VAC. Wejścia prądowe umożliwiają pomiar w zakresie 0-5A AC. Możliwe jest
zastosowanie przekładników prądowych zwiększających zakres pomiarowy urządzenia. Wejścia prądowe są odseparowane od siebie oraz reszty modułu galwanicznie.
Wyjście modułu to bezpotencjałowe wyjście przekaźnikowe realizujące funkcję czujnika kolejności i zaniku faz. W trakcie normalnej pracy styki przekaźnika są zwarte. Po przekroczeniu parametrów lub całkowitego zaniku chociaż jednej
z faz po zaprogramowanym czasie następuje rozwarcie wyjścia. Zwłoka umożliwia ignorowanie chwilowych zaników /
zmiany parametrów faz.
Budowa —
Prace montażowe i demontażowe należy wykonywać po wyłączeniu
zasilania urządzenia i wypięciu wszystkich przewodów lub złączek wtykowych. Obudowa miernika umożliwia montaż na szynie DIN 35mm. Aby
zamontować urządzenie na szynie DIN należy je umiejscowić na szynie i wepchnąć, aż do momentu zatrzaśnięcia zaczepów.
Demontaż urządzenia polega na wysunięciu dolnego zaczepu i odwróceniu
urządzenia w górę, jednocześnie odsuwając je od szyny.
• MODUŁ POMIARU ENERGII WEMS • W.EMS.101 •
Moduł wyposażony jest w złącza wtykowe z zaciskami śrubowymi, do których
podłączamy przewody zasilające, sterujące i transmisyjne.
Podłączanie —
Schemat połączenia przedstawiono poniżej.
Złącza wtykowe umożliwiają odłączenie przewodów od urządzenia bez ich
wykręcania.
• MODUŁ POMIARU ENERGII WEMS • W.EMS.101 •
Urządzenie A,B
Urządzenie ModBUS RTU Slave, komunikacja RS-485
Urządzenie Master
Urządzenie ModBUS RTU Master, komunikacja RS-485
WEMS
Moduł pomiaru energii
24V, 0V
Napięcie zasilania 24VDC dla innych modułów (A, B itp.) (SELV)
A+
Sygnał transmisyjny RS-485 A+
B-
Sygnał transmisyjny RS-485 B-
L1
Wejście napięciowe fazy pierwszej
L2
Wejście napięciowe fazy drugiej
L3
Wejście napięciowe fazy trzeciej
N
Przewód neutralny
IL1, IL1
Wejście prądowe fazy pierwszej
IL2, IL2
Wejście prądowe fazy drugiej
IL3, IL3
Wejście prądowe fazy trzeciej
PP
Przekładnik prądowy
CKF, CKF
Wyjście przekaźnikowe czujnika kolejności i zaniku fazy (NC)
Obsługa —
Konfiguracja i kontrola parametrów urządzenia odbywa się za pomocą transmisji szeregowej RS-485 po protokole MODBUS RTU. Zmiana konfiguracji portu
szeregowego RS-485 możliwa jest również za pośrednictwem menu wyświetlanego na ekranie urządzenia. Wszystkie parametry są danymi typu HR (Holding
Registers) od adresu 0 (0x00) do 39 (0x27). Urządzenie obsługuje trzy funkcje MODBUS RTU typu Public Function o numerach 3 (0x03) Read Holding Registers, 6 (0x06) Write Single Register oraz 16 (0x10) Write Multiple Registers. Urządzenie wyposażone jest w jednopozycyjny przełącznik typu DIPSWITCH,
umieszczony na zewnątrz obudowy obok złącza RS-485.
Przełącznik służy do załączania „ON” lub wyłączania „OFF” wewnętrznego
terminatora linii transmisyjnej.
Na froncie urządzenia pomiarowego znajdują się dwa przyciski oraz wyświetlacz. Przycisk S1 umożliwia cykliczne przełączanie się pomiędzy ekranami:
- stan sieci,
- napięcie sieci,
- prąd pobierany,
- moc czynna,
- częstotliwość sieci,
- stan liczników,
- ustawienia modbus.
Przycisk S2 używany jest do zmiany ustawień w sekcji modbus.
• MODUŁ POMIARU ENERGII WEMS • W.EMS.101 •
Funkcja nr 3 (0x03) —
Funkcji tej używa się do odczytu zawartości przyległych bloków HR w urządzeniu. Rejestry o numerach od 1 (0x0001) do 40 (0x0028) są adresowane od 0
(0x0000) do 39 (0x0027). Odpowiedź zawiera numer funkcji, ilość odczytanych bajtów = 2 x ilości rejestrów żądanych do odczytu i wartości dla kolejnych
rejestrów lub jest ramką błędu.
Żądanie (request)
Kod funkcji
1 Bajt
0x03
Adres początkowy
2 Bajty
0x0000 do 0x0027
Ilość rejestrów
2 Bajty
1 do 40
Kod funkcji
1 Bajt
0x03
Licznik Bajtów
1 Bajt
2xN
Kolejne wartości rejestrów
N x 2 Bajty
Wartości rejestrów
Odpowiedź (response)
N – ilość rejestrów
Błąd (error)
Kod błędu
1 Bajt
0x83
Kod wyjątku
1 Bajt
1 lub 2 lub 3 lub 4
Funkcja nr 6 (0x06) —
Funkcji tej używa się do zapisu pojedynczego rejestru HR w urządzeniu. Rejestr o numerze 1 (0x0001) jest adresowany jako 0 (0x0000). Odpowiedź jest echem
żądania lub ramką błędu.
Żądanie (request)
Kod funkcji
1 Bajt
0x06
Adres rejestru
2 Bajty
0x0000 do 0x0027
Wartość rejestru
2 Bajty
0x0000 do 0xFFFF
Kod funkcji
1 Bajt
0x06
Adres rejestru
2 Bajty
0x0000 do 0x0027
Wartość rejestru
2 Bajty
0x0000 do 0xFFFF
Kod błędu
1 Bajt
0x86
Kod wyjątku
1 Bajt
1 lub 2 lub 3 lub 4
Odpowiedź (response)
Błąd (error)
• MODUŁ POMIARU ENERGII WEMS • W.EMS.101 •
Funkcja nr 16 (0x06) —
Funkcji tej używa się do zapisu przyległych bloków HR w urządzeniu. Rejestry o numerach od 1 (0x0001) do 40 (0x0028) są adresowane od 0 (0x0000) do 39
(0x0027). Odpowiedź jest echem 6 pierwszych bajtów lub ramką błędu.
Żądanie (request)
Kod funkcji
1 Bajt
0x10
Adres początkowy
2 Bajty
0x0000 do 0x0027
Ilość rejestrów
2 Bajty
1 do 40
Ilość bajtów
1 Bajt
2xN
Wartość pierwszego rejestru
2 Bajty
0x0000 do 0xFFFF
Wartość rejestru N..
2 Bajty
0x0000 do 0xFFFF
Kod funkcji
1 Bajt
0x10
Adres pierwszego rejestru
2 Bajty
0x0000 do 0x0027
Ilość zapisanych rejestrów
2 Bajty
N
Kod błędu
1 Bajt
0x90
Kod wyjątku
1 Bajt
1 lub 2 lub 3 lub 4
Odpowiedź (response)
Błąd (error)
Protokół MODBUS używa reprezentacji „big-Endian”, co oznacza, że liczby o wartości przekraczającej zakres jednego bajtu przesyłane są kolejno od najbardziej
znaczącego bajtu. Każdy z rejestrów posiada atrybuty określające sposób dostępu do niej:
R/W
Atrybut ten oznacza, że możliwy jest zapis i odczyt wartości rejestru
R
Atrybut ten oznacza, że możliwy jest tylko odczyt wartości rejestru
Opis rejestrów MODBUS.
Adres
R/W
Reprezentacja
Zakres
Domyślnie
Opis
0
R
UINT16 HEX
0x0000 ÷ 0xFFFF
nd
Numer seryjny (dwa najstarsze bajty)
1
R
UINT16 HEX
0x0000 ÷ 0xFFFF
nd
Numer seryjny (dwa środkowe bajty)
2
R
UINT16 HEX
0x0000 ÷ 0xFFFF
nd
Numer seryjny (dwa najmłodsze bajty)
3
R
UINT16 DEC
0 ÷ 65535
nd
Wersja oprogramowania
4
R/W
UINT16 DEC
0 ÷ 247
247
Adres urządzenia Modbus
5
R/W
UINT16 DEC
0 ÷ 10
4
Prędkość transmisji (0:2400, 1:4800, 2:9600, 3:14400, 4:19200,
5:28800, 6:38400, 7:57600, 8:76800, 9:115200, 10:230400)
6
R/W
UINT16 DEC
0÷3
0
Parzystość transmisji (0:brak, 1: rezerwacja, 2:parzyste, 3:nieparzyste)
7
R/W
UINT16 DEC
0÷2
0
Ilość bitów Stop'u (0:1bit, 1:2bit)
8
R/W
UINT16 DEC
10 ÷ 6000
10
Przełożenie przekładników prądowych (x 0,1A)
9
R/W
UINT16 DEC
1800 ÷ 2100
2000
Minimalne napięcie fazy (x 0,1V)
10
R/W
UINT16 DEC
2300 ÷ 2600
2600
Maksymalne napięcie fazy (x 0,1V)
11
R/W
UINT16 DEC
200 ÷ 500
300
Maksymalna asymetria napięcia pomiędzy fazami (x 0,1V)
12
R/W
UINT16 DEC
3 ÷ 10
5
Czas bezwładności czujnika kolejności i zaniku faz (x 1s)
13
R
UINT16 DEC
100 ÷ 2650
-
Napięcie fazy L1 (x 0,1V)
• MODUŁ POMIARU ENERGII WEMS • W.EMS.101 •
Adres
R/W
Reprezentacja
Zakres
Domyślnie
Opis
14
R
UINT16 DEC
100 ÷ 2650
-
Napięcie fazy L2 (x 0,1V)
15
R
UINT16 DEC
100 ÷ 2650
-
Napięcie fazy L3 (x 0,1V)
16
R
17
R
UINT32 DEC
0 ÷ 600000
-
Prąd fazy L1 (x 0,001A)
UINT16 H * 256 + UINT16 L
18
R
19
R
UINT32 DEC
0 ÷ 600000
-
Prąd fazy L2 (x 0,001A)
UINT16 H * 256 + UINT16 L
20
R
21
R
UINT32 DEC
0 ÷ 600000
-
Prąd fazy L3 (x 0,001A)
UINT16 H * 256 + UINT16 L
22
R
23
R
UINT32 DEC
0 ÷ 16000000
-
Moc czynna fazy L1 (x 0,01W)
UINT16 H * 256 + UINT16 L
24
R
25
R
UINT32 DEC
0 ÷ 16000000
-
Moc czynna fazy L2 (x 0,01W)
UINT16 H * 256 + UINT16 L
26
R
27
R
UINT32 DEC
0 ÷ 16000000
-
Moc czynna fazy L3 (x 0,01W)
UINT16 H * 256 + UINT16 L
28
R
29
R
UINT32 DEC
0 ÷ 48000000
-
Moc czynna sumaryczna (x 0,01W)
UINT16 H * 256 + UINT16 L
30
R
UINT16 DEC
20 ÷ 99
-
Częstotliwość napięcia sieci (x 1Hz)
31
R
32
R
UINT32 DEC
0 ÷ 1431655765
0
Energia czynna pobrana z L1 (* 0,001 kWh)
UINT16 H * 256 + UINT16 L
33
R
34
R
UINT32 DEC
0 ÷ 1431655765
0
Energia czynna pobrana z L2 (* 0,001 kWh)
UINT16 H * 256 + UINT16 L
35
R
36
R
UINT32 DEC
0 ÷ 1431655765
0
Energia czynna pobrana z L3 (* 0,001 kWh)
UINT16 H * 256 + UINT16 L
37
R
38
R
UINT32 DEC
0 ÷ 4294967295
0
Sumaryczna energia czynna pobrana (* 0,001 kWh)
UINT16 H * 256 + UINT16 L
Dla parametrów prądów, mocy oraz energii dane zapisywane są jako zmienne 32 bit. W tym wypadku każda zmienna zapisana jest w dwóch sąsiadujących ze
sobą zmiennych 16 bitowych. Starsza część odczytywana jest na niższym adresie, młodsza na wyższym.
Wskazówki do projektowania —
Układ pomiarowy zasilany jest bezpośrednio z sieci energetycznej. Urządzenie należy podłączyć do sieci trójfazowej zgodnie z obowiązującymi normami. Czynności związane z instalacją, podłączeniem i konfiguracją powinny być wykonywane przez wykwalifikowanych elektryków, którzy zapoznali się z instrukcją obsługi i funkcjami urządzenia. Przed rozpoczęciem instalacji należy upewnić się czy na przewodach przyłączeniowych nie występuje napięcie. W przypadku
zastosowania przekładników prądowych zaleca się stosowanie krótkich przewodów połączeniowych. Układ można podłączać bezpośrednio bez przekładników
prądowych – w takim wypadku maksymalny pobierany prąd nie może przekroczyć 5A / faza. Komunikację przy użyciu protokołu Modbus RTU umożliwia izolowana bramka RS485. Do podłączenia interfejsu należy stosować ekranowany przewód skręcany zgodny ze standardem transmisji szeregowej EIA-485.
• MODUŁ POMIARU ENERGII WEMS • W.EMS.101 •
Dane techniczne —
Zasilanie
Napięcie zasilające
180-265VAC L1
Pobór mocy
< 3W
Dane funkcjonalne
Minimalne napięcie mierzone L1
180VAC
Wejść napięciowych
Minimalne napięcie mierzone L2, L3
1VAC
Maksymalne napięcie mierzone L1, L2, L3
265VAC
Rezystancja układów pomiarowych
2610kΩ
Rozdzielczość pomiaru
0,1V
Dokładność pomiaru
±0,5%
Częstotliwość próbkowania
6,4kHz
Odświeżanie wartości
1s
Dane funkcjonalne
Minimalny prąd mierzony
±0A
Wejść prądowych
Maksymalny prąd mierzony
±5A
Rezystancja układów pomiarowych
1,2mΩ
Rozdzielczość pomiaru
0,1mA
Dokładność pomiaru
±0,5%
Częstotliwość próbkowania
6,4kHz
Odświeżanie wartości
1s
Dane funkcjonalne
Maksymalne napięcie przełączane
110VDC 250VAC
Wyjścia przekaźnikowego
Minimalny prąd przełączany
0,1mA
Maksymalny prąd przełączany
5A
Żywotność elektryczna (cykle)
1x10 5 5x10 4 (5A)
Żywotność mechaniczna (cykle)
2x10 7
Czas zadziałania wyjścia
3-10 s
Wyjściowe napięcie różnicowe nadajnika
5,0V @ RL=∞
1,5V @ RL=27Ω
Wejściowa rezystancja odbiornika
48 kΩ
Próg/czułość odbiornika
±0,2V, histereza 70mV
Stopień ochrony obudowy modułu interfejsu
IP20 wg IEC 60529
Klasa bezpieczeństwa
III wg PN-EN 60730
Połączenie elektryczne
Zaciski połączeniowe
Złącza wtykowe śrubowe
rozłączalne,
max. przekrój 2,5mm2
Warunki środowiskowe
Praca
RS-485
Dane ochronne
Warunki klimatyczne
Temperatura (obudowa)
0..60 oC
Wilgotność (obudowa) – bez kondensacji
10..95%
Transport
Warunki klimatyczne
Temperatura (obudowa)
-25…+70 oC
Wilgotność (obudowa) – bez kondensacji
<95%
• MODUŁ POMIARU ENERGII WEMS • W.EMS.101 •
Materiały i kolory
Standardy
Obudowa modułu podstawa
Poliwęglan czarny
Obudowa modułu góra
Poliamid szary
Opakowanie
karton
Bezpieczeństwo wyrobu
Wymagania bezpieczeństwa dotyczących elektrycznych
przyrządów pomiarowych, automatyki oraz urządzeń laboratoryjnych
EN 60730-1
Zgodność elektromagnetyczna
Emisja zakłóceń
PN-EN 61000-3-2
PN-EN 61000-3-3
PN-EN 61000-6-3
Odporność na zakłócenia
PN-EN 61000-6-1
Zgodność CE
Dyrektywa EMC
Waga
Wymiary —
Sterownik
LVD 2006/95/WE
EMC 2004/108/WE
ok. 0,3kg
WAYY — WAY BETTER
KLIMAT SOLEC Sp. z o.o.
ul. Nadborna 2a, 86-050 Solec Kujawski
tel. +48 52 387 24 42, mail: [email protected]
www.wayy.pl
ver. 23-02-2015