Блок інформаційний БИН.3МК
Блок інформаційний БИН.3МК спільно з датчиком струму типу ДТ призначений для передачі даних за інтерфейсом RS485, відображення на рідкокристалічному індикаторі (РКІ) значень струмового навантаження та напруги мережі, а також діагностування та світлової індикації про роботу основних вузлів контрольованого комутаційного апарата.
Рисунок 1 — Інформаційний блок БИН.3МК
Блок є індикаційним приладом.
Блок може підключатися до датчиків струму типу ДТ з номінальними струмами 32, 32/63, 63, 63/80, 125/160, 250, 250/315, 315/500, 400, 500, 500/800, 800, А. Індикація сили струму може відображатись як у амперах, так і у відсотках щодо номінального значення датчика струму.
Структура умовного позначення блоку інформаційного типу БИН.3МК:
Умови експлуатації
- температура навколишнього повітря від -10 до +60°С;
- відносна вологість навколишнього середовища до 100% при температурі +35°С;
- відсутність різких поштовхів (ударів та сильної тряски);
- робоче становище у просторі не регламентується;
- номінальне значення зовнішніх механічних факторів, що впливають за ГОСТ 13516.1-90 для групи механічного виконання М1.
Сступінь захисту корпусу блоку IР30.
Технічні характеристики
| Напруга живлення блоку постійним струмом, В |
12 |
| Діапазон зміни робочої напруги, % Uном | 50..125% |
| Межі індикації струмового навантаження | 0,3…4 Iном |
| Вхідний опір аналогового входу, кОм, не менше |
33 |
| Похибка вимірювання сили струму навантаження, %, не більше |
10 |
| Похибка вимірювання напруги мережі, %, не більше | 10 |
| Споживана потужність блока, Вт, не більше |
2 |
| Габаритні розміри блоку, мм |
90х95х43 |
| Маса блоку, кг, не більше |
0,11 |
Склад виробу та комплектність поставки
У комплект поставки входить:
а) блок БИН.3МК – 1 шт.,
б) гніздо з'єднувача – 2 шт.,
в) Інструкція з експлуатації – 1 екз.
Пристрій та робота
Конструктивно блок виконаний у вигляді пластмасового корпусу, усередині якого розміщені друковані плати з елементами та вилками з'єднувачів (рис. 2). На передній частині корпусу встановлені світлодіодні індикатори та РКІ. У верхній частині корпусу блоку є перемикачі струму та напруги.
Рисунок 2 — Блок інформаційного типу БИН.3МК
1 – корпус; 2 – плата з елементами; 3 – вилки з'єднувачів; 4 – РКІ;
5 – світлодіодні індикатори; 6 – підстроювання напруги, що відображається;
7 – перемикачі номінальних напруг та струмів комутаційного апарата;
8 – кнопки для налаштування параметрів зв'язку блоку за інтерфейсом RS-485
За запитом замовника блок БІН.3МК може випускатися на різні напруги (1, 2 або 3 номінальні напруги). Залежно від виконання у верхній частині корпусу блоку може бути встановлене до 3-х перемикачів (поз. 8, рис. 2), інформація про які наведена на відповідних написах.
Блок забезпечує передачу за інтерфейсом RS485 та відображення на символьному рідкокристалічному дисплеї наступних даних та подій:
- значення струмового навантаження в амперах;
- значення напруги в мережі у вольтах;
- поточний стан блоків БДУ (увімкнено/вимкнено);
- поточний стан контакторів (увімкнено/вимкнено);
- перевірка ланцюга контактора;
- спрацювання максимального струмового захисту;
- спрацювання захисту від перевантаження;
- блокування включення комутаційного апарата через низький опір ізоляції кабельної мережі, що відходить;
- спрацювання блоку БЗ-2, здійснює захист від струмів короткого замикання, попереднього контролю ізоляції та захисту від струмів витоків на землю ланцюгів напругою 36 В; або апарата АЗУР.4МК (АЗУР.1МК), який здійснює захист від витоків струму на землю в мережах напругою 660/1140 В (380/660 В).
Інформація про спрацювання захисту дублюється світлодіодною індикацією.
Відображення інформації на РКІ та світлодіодних індикаторах
У верхній частині корпусу блоку знаходяться 4 світлодіоди для відображення стану захисту та дворядковий РКІ для відображення інформації.
У першому рядку відображається інформація про спрацювання максимального струмового захисту, захисту від перевантаження комутаційного апарата, включення блоку БДУ та контактора, а також значення струму навантаження в амперах.
Другий рядок відображає інформацію про блокування включення комутаційного апарата через низький опір ізоляції кабельної мережі, що відходить, про спрацювання реле витоку 36 В (АЗУР.4МК або АЗУР.1МК), про перевірку ланцюга контактора, а також напруги ланцюга, що відходить у вольтах.
При подачі напруги на комутаційний апарат, на РКІ протягом 2 секунд відображається напис «Напр. подано» (рисунок 3.1), після чого екран очищається і в другому рядку відображається значення напруги мережі у вольтах (рисунок 3.2).
Під час перевірки ланцюга живлення котушки контактора, у другому рядку РКІ з'являється напис «ПЕРЕВІРКА». При обриві ланцюга живлення котушки контактора напис «ПЕРЕВІРКА» не відображається. Якщо перевірка ланцюга живлення котушки контактора суміщена з перевіркою справності реле витоку 36 В, то у разі цілісності ланцюга контактора та працездатності реле витоку, у першому рядку РКІ відображається напис «БДУ», а у другому рядку з частотою 1 Гц блимають написи «ПЕРЕВІРКА» і «РУ» (рис. 3.3..3.4).
При натисканні на кнопку «Пуск» поста дистанційного керування включається блок БДУ який подає команду на увімкнення контактора. У нормальному режимі роботи комутаційного апарата на РКІ у верхньому рядку з'являється напис «БДУ», що означає включення блоку БДУ та «КМ» – увімкнення контактора (рис. 3.5), а також стрілка, спрямована вгору або вниз, що відповідає напрямку пуску двигуна «Вперед» та «Назад». Після пуску та при рівні струму навантаження більше 0,3 Iном, надписи «БДУ» та «КМ» зникають, а замість них у першому рядку РКІ відображається значення струму навантаження в амперах або відсотках (рис. 3.6). Напрямок запуску також відображається у вигляді стрілки.
Рисунок 3 — Відображення інформації на РКІ
При спрацюванні одного із захистів, на РКІ відображаються написи «МТЗ», «ТЗП», «РУ» або «КИ» (рис. 4.1). Поряд з відповідним написом для привертання уваги спалахує червоний дублюючий світлодіод (рис. 4.2..4.5).
При зниженні опору ізоляції кабельної мережі, що відходить, до попереджувального рівня, напис «КИ» та світлодіод блимають з частотою 1 Гц.
Рисунок 4 — Індикація аварійних режимів
Налаштування параметрів блоку
Налаштування параметрів блоку здійснюється за допомогою кнопок (рис. 2, поз. 8) і включає можливість зміни адреси блоку мережі, швидкості передачі даних, формату байта, часу додаткового мовчання, і навіть номінального струму встановлених у комутаційному апараті датчиків струму. Тривалим натисканням на праву кнопку викликається меню налаштувань. Далі в меню налаштувань ліва кнопка змінює параметр, що налаштовується, права кнопка зберігає його. Для зручності зміни адреси та часу додаткового мовчання ліву кнопку можна утримувати в натиснутому стані, внаслідок чого зміна величини параметра прискорюється.
Останнім у меню налаштувань вибирається номінальний струм датчиків струму з наступного списку: 32А, 32/63А, 63А, 63/80А, 125/160А, 250А, 250/315А, 400А, 315/500А, 500А, 500/800А, 800А, 100%. При виборі останнього варіанту на екрані РКІ струм, що діє, буде вказуватися у відсотках щодо номінального значення встановлених в комутаційному апараті датчиків струму.
Порядок підключення
Блок підключається до схеми апарата за допомогою вилок з'єднувача X1 и X2 (рис. 5).
Рисунок 5 – Схема підключення блоку БИН.3МК
а) варіант підключення блоку БЗ-2,
б) варіант підключення апарата АЗУР.4МК,
в) варіант підключення апарата АЗУР.1МК
Передача даних
Інформаційний блок БИН.3МК може бути підключений в нижній рівень АСУ ТП для передачі даних за допомогою інтерфейсу RS485 (Modbus RTU). Для гальванічної розв'язки ланцюгів інтерфейсу використовується вбудований перетворювач напруги, спеціалізовані транзисторні інтерфейсні оптрони і бар'єр іскрозахисту.
Внутрішній протокол пристрою індикації служить організації обміну даними між пристроєм індикації БИН.3МК і персональним комп'ютером (програмованим логічним контролером мережі АСУ ТП) за інтерфейсом RS-485. В основу протоколу обміну даними покладено протокол ModBus RTU.
При побудові мережі використовується принцип організації ведучий – ведений (master – slave). У мережі може бути лише один ведучий вузол і кілька ведених вузлів. Як ведучий вузел виступає персональний комп'ютер або програмований логічний контролер, як ведені вузли - пристрій БИН.3МК. При цій організації ініціатором циклів обміну може бути виключно ведучий вузол. Запити ведучого вузла – індивідуальні (що адресуються конкретному блоку). Відомі вузли здійснюють передачу, відповідаючи на індивідуальні запити провідного вузла.
При виявленні помилок в отриманні запитів або неможливості виконання отриманої команди, ведений вузол, як відповідь, генерує повідомлення про помилку.
Формати повідомлень.
Протокол обміну має чітко визначені формати повідомлень. Описується формат байт та формат кадрів. Дотримання форматів забезпечує правильність та стійкість функціонування мережі.
Блоки налаштовуються працювати з однією з двох форматів байт даних: з контролем паритету і без контролю паритету (рисунок 6). У режимі роботи з контролем паритету вказується також тип контролю: парності (Odd), або непарності (Even). У режимі без контролю паритету вказується кількість стоп бітів (1 чи 2). Передача восьми біт даних виконується молодшими бітами вперед. За замовчуванням всі блоки налаштовуються на роботу без контролю паритету.
Рисунок 6 — Формат байта: а) з контролем паритету,
б) без контролю паритету (1 стоп біт); в) без контролю паритету (2 стоп біта)
Передача даних за умовчанням зі швидкістю 19200 біт/сек. При налаштуванні блоку можлива зміна швидкості згідно таблиці 2 (1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600 біт/сек).
Довжина кадру не може перевищувати 256 байт. Контроль початку та закінчення кадру здійснюється за допомогою інтервалів мовчання, довжиною не менше часу передачі 3.5 байт. Таким чином, перед початком передачі та після закінчення передачі кожного кадру інтервал мовчання перевищує 3.5 байта. Формат кадру з інтервалами мовчання наведено на рисунку 7.
Рисунок 7 — Формат кадра: а) одного, б) трьох послідовних кадрів
Кадр повинен передаватися як безперервний потік байт. Правильність прийняття кадру додатково контролюється перевіркою контрольної суми.
Інтервал мовчання може бути змінений при налаштуванні блоку згідно з таблицею 2, тобто до інтервалу мовчання довжиною 3,5 байта може бути доданий додатковий інтервал мовчання, що задається мс. Під час виготовлення блоків додатковий інтервал мовчання має значення 0.
Формати даних
Протокол апарата підтримує один тип даних, що передається: word, тобто ціле беззнакове двобайтне число. Дані передаються старшим байтом уперед. На рисунку 8 наведено приклад кодування числа 1000 у форматі word.
Рисунок 8 — Формат word
Генерація та перевірка контрольної суми.
Контрольна сума (CRC16) являє собою циклічний код перевірки на основі непривідного полінома A001h. Передавальний пристрій формує контрольну суму для всіх байт повідомлення, що передається, за винятком останніх двох байт, що складають контрольну суму. Поле контрольної суми займає два байти. Контрольна сума у повідомленні передається молодшим байтом уперед. Пристрій, що приймає аналогічним чином формує контрольну суму для всіх байт прийнятого повідомлення і порівнює її з контрольною сумою, прийнятою від пристрою, що передає. При розбіжності сформованої та прийнятої контрольних сум переданий кадр вважається пошкодженим, блок генерує повідомлення про помилку.
Формування контрольної суми алгоритмічним способом здійснюється за допомогою наступної послідовності операцій:
- Завантаження CRC регістру (16 біт) одиницями (FFFFh);
- Виключне АБО з першими 8 бітами байта повідомлення та вмістом CRC регістру;
- Зрушення результату на один біт праворуч;
- Якщо біт, що зсувається, дорівнює одиниці, виконати операцію того, що виключається АБО вмісту регістру зі значенням A001h;
- Якщо біт, що зсувається, дорівнює нулю, повторити крок 3;
- Повторювати кроки 3..5 доки не буде виконано 8 зрушень;
- Виключне АБО з наступними 8 бітами байта та вмістом CRC регістру;
- Повторювати кроки 3..7, доки всі байти повідомлення не будуть оброблені;
- Кінцевий вміст регістру міститиме контрольну суму.
Підпрограма алгоритмічного формування контрольної суми мовою 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;
}
}
Опис системи команд.
Широкомовна передача протоколом не підтримується.
Функція 03h (03) забезпечує читання вмісту регістрів веденого пристрою.
У запиті ведучого міститься адреса початкового регістру, а також кількість слів (word) для читання. Відповідь веденого містить кількість байт, що повертаються, і запитані дані. Приклад запиту та відповіді наведено на рисунку.
Рисунок 9 — Приклад запиту та відповіді функції 03h – читання групи регістрів
Протокол підтримує за допомогою функції 03h передачу даних, розташованих тільки у діапазоні адрес, який вказаний в таблиці регістрів. На запит даних з адрес регістрів, що знаходяться поза вказаним діапазоном, блок сформує відповідь з ознакою помилки.
Можливі варіанти запитів функції 03h наведені нижче:
01 03 00 00 00 04 44 09 – модифікація блоку, версія програми, налаштування зв'язку
01 03 00 05 00 03 15 CA – напруга, струм, стан входів
01 03 00 00 00 08 44 0C – повний пакет даних
У разі виникнення помилкової ситуації під час прийняття кадру (помилка паритету, помилка кадру, помилка контрольної суми), ведений пристрій відповіді не повертає. У разі виникнення помилки у форматі або значенні даних, що передаються (невірний код функції, невірні дані для запису і т.д.), ведений пристрій формує відповідь з ознакою і кодом помилки. Ознакою помилки є встановлений один старший біт в полі функції. Можливі коди помилок, які підтримує протокол апарата:
- 01h: прийнятий код функції не може бути оброблений.
- 02h: адреса даних недоступна для читання чи запису.
01 30 xx xx XX XX 01 B0 01 94 00
01 03 00 40 xx xx XX XX 01 83 02 C0 F1
| Функція | Адреса регістру | Формат | Найменування параметру | Примітка |
| Ідентифікатор апарата | ||||
| 03 | 0000h | WORD | Ст. байт: код та модифікація виробу | 3xh |
| де 3: блок інформаційний БИН.3МК | ||||
| x: модифікація інформаційного блоку | ||||
| Мл. байт: версія програми | 1-255 | |||
| Налаштування зв'язку | ||||
| 03 | 0001h | WORD | Мл. байт: мережева адреса | 1-247 |
| 03 | 0002h | WORD | Ст. байт: швидкість обміну | 03: 1200 біт/сек |
| 04: 2400 біт/сек | ||||
| 05: 4800 біт/сек | ||||
| 06: 9600 біт/сек | ||||
| 07: 19200 біт/сек | ||||
| 08: 38400 біт/сек | ||||
| 09: 57600 біт/сек | ||||
| Мл. байт: режим роботи порту | 00: 8 біт, без контролю паритету, 1 стоп біт | |||
| 01: 8 біт, без контролю паритету, 2 стоп біта | ||||
| 02: 8 біт, контроль паритету парності, 1 стоп біт | ||||
| 03: 8 біт, контроль паритету з непарності, 1 стоп біт | ||||
| 03 | 0003h | WORD | Мл. байт: інтервал додаткового мовчання, мс | 0-255 |
| Данные | ||||
| 03 | 0004h | WORD | Ст. байт: обрана напруга | 1: 380 В 2: 660 В 3: 1140 В |
| Мл. байт: обране номінальне значення струму | 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 | Напруга | 0 - 1300 |
| 03 | 0006h | WORD | Струм | 0 - 3200 |
| 03 | 0007h | WORD | Мл. байт: стан входів, бінарний код | Значение битов: 7 – Перевірка ланцюга контактора (1 – проводиться перевірка цілісності ланцюга контактора, ланцюг у нормі) 6 – КМ2 (1 – контактор увімкнено) 5 – КМ1 (1 – контактор увімкнено) 4 – БДУ (1 – блок БДУ включений) 3 – РУ (1 – спрацював захист від витоку струму на землю) 2 – КИ (1 – включення контактора заблоковано через знижений опір ізоляції кабелю, що відходить) 1 – ТЗП (1 – спрацював струмовий захист від перевантаження) 0 – МТЗ (1 – спрацював максимальний струмовий захист) |
БЗУ-П