ООО «ИТЭП»
Исследования, Технологии,
Электротехническое Производство
Украина, г. Мариуполь, бул. 50 лет Октября 15/20
тел. +380 (50) 624-48-50
e-mail: tb@ukr.net
 

Блок информационный БИН.3МК

Блок информационный БИН.3МК совместно с датчиком тока типа ДТ предназначен для передачи данных по интерфейсу RS485, отображения на жидкокристаллическом индикаторе (ЖКИ) значений токовой нагрузки и напряжения сети, а также диагностирование и световой индикации о работе основных узлов контролируемого коммутационного аппарата.

Информационный блок БИН.3МК, фотографияРисунок 1 — Информационный блок БИН.3МК

Блок является индикационным прибором.

Блок может подключаться к датчикам тока типа ДТ с номинальными токами 32, 32/63, 63, 63/80, 125/160, 250, 250/315, 315/500, 400, 500, 500/800, 800, А. Индикация силы тока может отображаться как в амперах, так и в процентах относительно номинального значения датчика тока.

Структура условного обозначения блока информационного типа БИН.3МК:

Условия эксплуатации

  • температура окружающего воздуха от -10 до +60 °С;
  • относительная влажность окружающей среды до 100 % при температуре +35 °С;
  • отсутствие резких толчков (ударов и сильной тряски);
  • рабочее положение в пространстве не регламентируется;
  • номинальное значение внешних механических воздействующих факторов по ГОСТ 13516.1-90 для группы механического исполнения М1.

Степень защиты корпуса блока IР30.

Технические характеристики

Напряжение питания блока постоянным током, В
12
Диапазон изменения рабочего напряжения, % Uном 50..125%
Пределы индикации токовой нагрузки 0,3…4 Iном
Входное сопротивление аналогового входа, кОм, не менее
33
Погрешность измерения силы тока нагрузки, %, не более
10
Погрешность измерения напряжения сети, %, не более
10
Потребляемая мощность блока, Вт, не более
2
Габаритные размеры блока, мм
90х95х43
Масса блока, кг, не более
0,11

Состав изделия и комплектность поставки

В комплект поставки входит:
а) блок БИН.3МК – 1 шт.,
б) гнездо соединителя – 2 шт.,
в) руководство по эксплуатации – 1 экз.

Устройство и работа

Конструктивно блок выполнен в виде пластмассового корпуса, внутри которого размещены печатные платы с элементами и вилками соединителей (рис. 2). На передней части корпуса установлены светодиодные индикаторы  и ЖКИ. В верхней части корпуса блока имеются переключатели тока и напряжения.

Информационный блок БИН.3МК, габаритный чертежРисунок 2 — Блок информационный типа БИН.3МК
1 – корпус; 2 – плата с элементами; 3 – вилки соединителей; 4 – ЖКИ;
5 – светодиодные индикаторы; 6 – подстройка отображаемого напряжения;
7 – переключатели номинальных напряжений и токов коммутационного аппарата;
8 – кнопки для настройки параметров связи блока по интерфейсу RS-485

По запросу заказчика блок БИН.3МК может выпускаться на различные напряжения (1, 2 или 3 номинальных напряжения). В зависимости от исполнения в верхней части корпуса блока может быть установлено до 3-х переключателей (поз. 8, рис. 2), информация о которых приведена на соответствующих надписях.

Блок обеспечивает передачу по интерфейсу RS485 и отображение на символьном жидкокристаллическом дисплее следующих данных и событий:

  • значение токовой нагрузки в амперах;
  • значение напряжения в сети в вольтах;
  • текущее состояние блоков БДУ (включен / выключен);
  • текущее состояние контакторов (включен / выключен);
  • проверка цепи контактора;
  • срабатывание максимальной токовой защиты;
  • срабатывание защиты от перегруза;
  • блокирование включения коммутационного аппарата по причине низкого сопротивления изоляции отходящей кабельной сети;
  • срабатывание блока БЗ-2, осуществляющего защиту от токов короткого замыкания, предварительного контроля изоляции и защиты от токов утечек на землю цепей напряжением 36 В; или аппарата АЗУР.4МК (АЗУР.1МК), осуществляющего защиту от утечек тока на землю в сетях напряжением 660/1140 В (380/660 В).

Информация о срабатывании защиты дублируется светодиодной индикацией.

Отображение информации на ЖКИ и светодиодных индикаторах

В верхней части корпуса блока находятся 4 светодиода для отображения состояния защит и двустрочный ЖКИ для отображения информации.

В первой строке отображается информация о срабатывании максимальной токовой защиты, защиты от перегруза коммутационного аппарата, включении блока БДУ и контактора, а также значение тока нагрузки в амперах.

Вторая строка отображает информацию о блокировании включения коммутационного аппарата по причине низкого сопротивления изоляции отходящей кабельной сети, о срабатывании реле утечки 36 В (АЗУР.4МК или АЗУР.1МК), о проверке цепи контактора, а также напряжения отходящей цепи в вольтах.

При подаче напряжения на коммутационный аппарат, на ЖКИ в течение 2 секунд отображается надпись «Напр. подано» (рисунок 3.1), после чего экран очищается и во второй строке отображается значение напряжения сети в вольтах (рисунок 3.2).

При проверке цепи питания катушки контактора, во второй строке ЖКИ появляется надпись «ПРОВЕРКА». При обрыве цепи питания катушки контактора, надпись «ПРОВЕРКА» не отображается. Если проверка цепи питания катушки контактора совмещена с проверкой исправности реле утечки 36 В, то в случае целостности цепи контактора и работоспособности реле утечки, в первой строке ЖКИ отображается надпись «БДУ», а во второй строке с частотой 1 Гц мигают надписи «ПРОВЕРКА» и «РУ» (рис. 3.3..3.4).

При нажатии на кнопку «Пуск» поста дистанционного управления, включается блок БДУ подающий команду на включение контактора. В нормальном режиме работы коммутационного аппарата на ЖКИ в верхней строчке появляется надпись «БДУ», означающая включение блока БДУ и «КМ» – включение контактора (рис. 3.5), а также стрелка, направленная вверх или вниз, соответствующая направлению пуска двигателя «Вперед» и «Назад». После пуска и при уровне тока нагрузки более 0,3 Iном, надписи «БДУ» и «КМ» исчезают, а вместо них в первой строке ЖКИ отображается значение тока нагрузки в амперах или процентах (рис. 3.6). Направление пуска также отображается в виде стрелки.

Отображение информации на ЖКИ

Рисунок 3 — Отображение информации на ЖКИ

При срабатывании одной из защит, на ЖКИ отображаются надписи «МТЗ», «ТЗП», «РУ» или «КИ» (рис. 4.1). Рядом с соответствующей надписью для привлечения внимания загорается красный дублирующий светодиод (рис. 4.2..4.5).

При снижении сопротивления изоляции отходящей кабельной сети до предупредительного уровня, надпись «КИ» и светодиод мигают с частотой 1 Гц.

Индикация аварийных режимов

Рисунок 4 — Индикация аварийных режимов

Настройка параметров блока

Настройка параметров блока производится с помощью кнопок (рис. 2, поз. 8) и включает возможность изменения адреса блока в сети, скорости передачи данных, формата байта, времени дополнительного молчания, а также номинального тока установленных в коммутационном аппарате датчиков тока. Длительным нажатием на правую кнопку вызывается меню настроек. Далее в меню настроек левая кнопка изменяет настраиваемый параметр, правая кнопка сохраняет его. Для удобства смены адреса и времени дополнительного молчания, левую кнопку можно удерживать в нажатом состоянии, в результате чего изменение величины параметра ускоряется.

Последним в меню настроек выбирается номинальный ток датчиков тока из следующего списка: 32А, 32/63А, 63А, 63/80А, 125/160А, 250А, 250/315А, 400А, 315/500А, 500А, 500/800А, 800А, 100%. При выборе последнего варианта на экране ЖКИ действующий ток будет указываться в процентах относительно номинального значения установленных в коммутационном аппарате датчиков тока.

Порядок подключения

Блок подключается к схеме аппарата с помощью вилок соединителя X1 и X2 (рис. 5).

Индикация аварийных режимов

Рисунок 5 – Схема подключения блока БИН.3МК
а) вариант подключения блока БЗ-2,
б) вариант подключения аппарата аппарата АЗУР.4МК,
в) вариант подключения аппарата АЗУР.1МК

Передача данных

Блок информационный БИН.3МК может быть подключен в нижний уровень АСУ ТП для передачи данных посредством интерфейса RS485 (Modbus RTU). Для гальванической развязки цепей интерфейса используется встроенный преобразователь напряжения, специализированные интерфейсные транзисторные оптроны и барьер искрозащиты.

Внутренний протокол устройства индикации служит для организации обмена данными между устройством индикации БИН.3МК и персональным компьютером (программируемым логическим контроллером сети АСУ ТП) по интерфейсу RS-485. В основу протокола обмена данными положен протокол ModBus RTU.

При построении сети используется принцип организации ведущий – ведомый (master – slave). В сети может присутствовать только один ведущий узел и несколько ведомых узлов. В качестве ведущего узла выступает персональный компьютер либо программируемый логический контроллер, в качестве ведомых узлов – устройство БИН.3МК. При данной организации инициатором циклов обмена может выступать исключительно ведущий узел. Запросы ведущего узла – индивидуальные (адресуемые к конкретному блоку). Ведомые узлы осуществляют передачу, отвечая на индивидуальные запросы ведущего узла.

При обнаружении ошибок в получении запросов либо невозможности выполнения полученной команды, ведомый узел, в качестве ответа, генерирует сообщение об ошибке.

Форматы сообщений.

Протокол обмена имеет четко определенные форматы сообщений. Описывается формат байт и формат кадров. Соблюдение форматов обеспечивает правильность и устойчивость функционирования сети.

Блоки настраиваются на работу с одним из двух форматов байт данных: с контролем паритета и без контроля паритета (рисунок 6). В режиме работы с контролем паритета указывается также тип контроля: по четности (Odd), либо по нечетности (Even). В режиме работы без контроля паритета указывается количество стоп битов (1 или 2). Передача восьми бит данных производится младшими битами вперед. По умолчанию при изготовлении все блоки настраиваются на работу без контроля паритета.

Формат байта
Рисунок 6 — Формат байта: а) с контролем паритета,
б) без контроля паритета (1 стоп бит), в) без контроля паритета (2 стоп бита)

Передача данных по умолчанию осуществляется на скорости 19200 бит/сек. При настройке блока возможно изменение скорости согласно таблице 2 (1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600 бит/сек).

Длина кадра не может превышать 256 байт. Контроль начала и окончания кадра осуществляется при помощи интервалов молчания, длиной не менее времени передачи 3.5 байт. Таким образом, перед началом передачи и после окончания передачи каждого кадра интервал молчания превышает 3.5 байта. Формат кадра с интервалами молчания приведен на рисунке 7.

Формат кадра
Рисунок 7 — Формат кадра: а) одного, б) трех последовательных кадров

Кадр должен передаваться как непрерывный поток байт. Правильность принятия кадра дополнительно контролируется проверкой контрольной суммы.

Интервал молчания может быть изменен при настройке блока согласно таблице 2, т.е. к интервалу молчания длиной 3,5 байта может быть добавлен дополнительный интервал молчания, задаваемый в мс. При изготовлении блоков дополнительный интервал молчания имеет значение 0.

Форматы данных

Протокол аппарата поддерживает один тип передаваемых данных: word, т.е. целое беззнаковое двухбайтное число. Данные передаются старшим байтом вперед. На рисунке 8 приведен пример кодирования числа 1000 в формате word.

Формат word
Рисунок 8 — Формат word

Генерация и проверка контрольной суммы.

Контрольная сумма (CRC16) представляет собой циклический проверочный код на основе неприводимого полинома A001h. Передающее устройство формирует контрольную сумму для всех байт передаваемого сообщения за исключением последних двух байт, составляющих контрольную сумму. Поле контрольной суммы занимает два байта. Контрольная сумма в сообщении передается младшим байтом вперед. Принимающее устройство аналогичным образом формирует контрольную сумму для всех байт принятого сообщения и сравнивает ее с контрольной суммой, принятой от передающего устройства. При несовпадении сформированной и принятой контрольных сумм переданный кадр считается поврежденным, блок генерирует сообщение об ошибке.

Формирование контрольной суммы алгоритмическим способом производится посредством следующей последовательности операций:

  1. Загрузка CRC регистра (16 бит) единицами (FFFFh);
  2. Исключающее ИЛИ с первыми 8 битами байта сообщения и содержимым CRC регистра;
  3. Сдвиг результата на один бит вправо;
  4. Если сдвигаемый бит равен единице, выполнить операцию исключающего ИЛИ содержимого регистра со значением A001h;
  5. Если сдвигаемый бит равен нулю, повторить шаг 3;
  6. Повторять шаги 3..5 пока не будут выполнены 8 сдвигов;
  7. Исключающее ИЛИ со следующими 8 битами байта и содержимым CRC регистра;
  8. Повторять шаги 3..7, пока все байты сообщения не будут обработаны;
  9. Конечное содержимое регистра будет содержать контрольную сумму.
Расчет контрольной суммы по алгоритму CRC16 является стандартным и может быть произведен по иным алгоритмам, включая табличный способ, который в данном руководстве не приводится.
Подпрограмма алгоритмического формирования контрольной суммы на языке C:
crc16 = 0xFFFF;
for (i = 0; i < count; i ++)
{
    crc16 ^= buffer[i];
    for (j = 0; j < 8; j ++)
    {
        if (crc16 & 1)
        {
            crc16 >>= 1;
            crc16 ^= 0xA001;
        }
        else
            crc16 >>= 1;
    }
}

Описание системы команд

Широковещательная передача протоколом не поддерживается.

Функция 03h (03) обеспечивает чтение содержимого регистров ведомого устройства.
В запросе ведущего содержится адрес начального регистра, а также количество слов (word) для чтения. Ответ ведомого содержит количество возвращаемых байт и запрошенные данные. Пример запроса и ответа приведён на рисунке 9.

Пример запроса и ответа функции 03h

Рисунок 9 — Пример запроса и ответа функции 03h – чтение группы регистров

Протокол поддерживает посредством функции 03h передачу данных, расположенных только в том диапазоне адресов, который указан в таблице регистров. На запрос данных из адресов регистров, находящихся вне указанного диапазона, блок сформирует ответ с признаком ошибки.

Возможные варианты запросов функции 03h приведены ниже:
01 03 00 00 00 04 44 09 – модификация блока, версия программы, настройки связи
01 03 00 05 00 03 15 CA – напряжение, ток, состояние входов
01 03 00 00 00 08 44 0C – полный пакет данных

В случае возникновения ошибочной ситуации при принятии кадра (ошибка паритета, ошибка кадра, ошибка контрольной суммы), ведомое устройство ответ не возвращает. В случае возникновения ошибки в формате или значении передаваемых данных (неверный код функции, неверные данные для записи и т.д.), ведомое устройство формирует ответ с признаком и кодом ошибки. Признаком ошибки является установленный в единицу старший бит в поле функции. Возможные коды ошибок, поддерживаемые протоколом аппарата:

  • 01h: принятый код функции не может быть обработан.
  • 02h: адрес данных не доступен для чтения либо записи.
Примеры ошибочных запросов и ответов на них:
01 30 xx xx XX XX          01 B0 01 94 00
01 03 00 40 xx xx XX XX 01 83 02 C0 F1
Функция Адрес регистра Формат Наименование параметра Примечание
Идентификатор аппарата
03 0000h WORD Ст. байт: код и модификация изделия 3xh
где 3: блок информационный БИН.3МК
x: модификация информационного блока
Мл. байт: версия программы 1-255
Настройки связи
03 0001h WORD Мл. байт: сетевой адрес 1-247
03 0002h WORD Ст. байт: скорость обмена 03: 1200 бит/сек
04: 2400 бит/сек
05: 4800 бит/сек
06: 9600 бит/сек
07: 19200 бит/сек
08: 38400 бит/сек
09: 57600 бит/сек
Мл. байт: режим работы порта 00: 8 бит, без контроля паритета, 1 стоп бит
01: 8 бит, без контроля паритета, 2 стоп бита
02: 8 бит, контроль паритета по четности, 1 стоп бит
03: 8 бит, контроль паритета по нечетности, 1 стоп бит
03 0003h WORD Мл. байт: интервал дополнительного молчания, мс 0-255
Данные
03 0004h WORD Ст. байт: выбранное напряжение 1: 380 В
2: 660 В
3: 1140 В
Мл. байт: выбранное номинальное значение тока 1h: 32 A
2h: 63 A
3h: 80 A
4h: 125 A
5h: 160 A
6h: 250 A
7h: 315 A
8h: 400 A
9h: 500 A
Ah: 800 A
Bh: 100 %
03 0005h WORD Напряжение 0 - 1300
03 0006h WORD Ток 0 - 3200
03 0007h WORD Мл. байт: состояние входов, бинарный код Значение битов:
7 – Проверка цепи контактора (1 – производится проверка целостности цепи контактора, цепь в норме)
6 – КМ2 (1 – контактор включен)
5 – КМ1 (1 – контактор включен)
4 – БДУ (1 – блок БДУ включен)
3 – РУ (1 – сработала защита от утечки тока на землю)
2 – КИ (1 – включение контактора заблокировано по причине сниженного сопротивления изоляции отходящего кабеля)
1 – ТЗП (1 – сработала токовая защита от перегруза)
0 – МТЗ (1 – сработала максимальная токовая защита)
Детальную информацию о протоколе Modbus Вы можете найти на сайте http://www.modbus.org/
 
 
 
 
 
© 2017 ООО «ИТЭП»: Исследования, Технология, Электротехническое Производство
Разработка сайта - Студия web-дизайна Stoff