Назначение индикации

Индикатор	Состояние индикатора	Назначение
Питание (зеленый)	Не светится	Питание выключено
	Светится	Напряжение питания модуля подано
Eth 1 (зеленый)	Не светится	Кабель не подключен
	Мигает	Передача данных по порту 1 Ethernet
Eth 2 (зеленый)	Не светится	Кабель не подключен
	Мигает	Передача данных по порту 2 Ethernet
Авария (красный)*	Не светится	Сбои отсутствуют
	Светится постоянно	Сбой основного приложения и/или конфигурации
	Включается один раз в две секунды (включается на 100 мс)	Необходима замена батареи питания часов (напряжение батареи ниже 2 В)
	Включается два раза в секунду (включается на 100 мс через паузу 400 мс)	Сработал тайм-аут перехода в безопасное состояние (отсутствуют запросы от мастера сети по протоколу Modbus TCP)
	Включается на 900 мс через паузу 100 мс	Аппаратный сбой периферии (Flash, RTC, Ethernet Switch)
Индикаторы состояния входов (зеленый/красный/оранжевый)	Светится зеленым	Вход включен
	Не светится	Вход отключен
	Выключается на короткое время	Измерение на входе**
	Светится оранжевым	Некритическая ошибка входа**
	Светится красным	Критическая ошибка входа**
Примечание *´Приоритеты индикации светодиода «Авария» от большего к меньшему: аппаратный сбой, программные ошибки, безопасный режим, уровень заряда батареи. **Cм. таблицу.

Формат записи в файле архива

Включение любого датчика в список опроса производится автоматически после задания типа его НСХ в параметре «Тип датчика». Во время установки в параметре «Тип датчика» значение «Датчик отключен» датчик из списка опроса исключается.

Для каждого входа задается параметр «Период опроса». Период опроса может быть установлен в интервале от 0,6 до 10 секунд. Если опрос входа не может быть произведен с заданной периодичностью (например, если на всех входах задан период опроса 0,6 секунд), то модуль автоматически увеличивает период опроса до наименьшего возможного.

В модуле предусмотрен режим «Максимальной загрузки АЦП». В этом режиме период опроса будет автоматически настроен на минимальный возможный период для соответствующего типа датчика.

Во время работы с активными преобразователями, выходным сигналом которых является унифицированный сигнал напряжения постоянного тока или силы тока постоянного напряжения, в модуле предусмотрена возможность масштабирования шкалы измерения. Текущие величины контролируемых параметров вычисляются с помощью масштабирующих значений, задаваемых индивидуально для каждого входа. Использование масштабирующих значений позволяет отображать контролируемые физические параметры непосредственно в единицах их измерения (атмосферах, килопаскалях, метрах и т. д.).

Для масштабирования шкалы измерения следует установить границы диапазона измерения:

• Ain.L — нижняя граница, соответствует минимальному уровню выходного сигнала датчика;
• Ain.H — верхняя граница, соответствует максимальному уровню выходного сигнала датчика.

Дальнейшая обработка сигналов датчика осуществляется в заданных единицах измерения по линейному закону (прямо пропорциональному при Ain.H > Ain.L или обратно пропорциональному при Ain.H < Ain.L). Расчет текущего значения контролируемого датчиком параметра производится по формуле:

где

Ain.L, Ain.H — заданные значения параметров Ain.L и Ain.H;

V_вх — текущее значение входного сигнала;

V_min, V_max — минимальное и максимальное значения входного сигнала датчика по данным таблицы (мА, мВ или В);

П_изм — измеренное модулем значение параметра.

Для дополнительной защиты от электромагнитных помех в модуле предусмотрен программный цифровой фильтр низких частот. Цифровая фильтрация проводится в два этапа.

На первом этапе фильтрации из текущих измерений входных параметров отфильтровываются значения, имеющие явно выраженные «провалы» или «выбросы». Для этого модуль вычисляет разность между результатами измерений входной величины, выполненных в двух последних циклах опроса, и сравнивает ее с заданным значением, называемым полосой фильтра. Если вычисленная разность превышает заданный предел, то производится повторное измерение, полученный результат отбрасывается, а значение полосы фильтра удваивается. В случае подтверждения нового значения фильтр перестраивается (т.е. полоса фильтра уменьшается до исходной) на новое стабильное состояние измеряемой величины. Такой алгоритм позволяет защитить модуль от воздействия единичных импульсных и коммутационных помех, возникающих на производстве при работе силового оборудования.

Полоса фильтра задается в единицах измеряемой величины в ПО OWEN Configurator индивидуально для каждого датчика. Уменьшение полосы фильтра улучшает помехозащищенность входа измерения, но приводит к замедлению реакции модуля на быстрое изменение входной величины. Поэтому при низком уровне помех или при работе с быстро меняющимися процессами рекомендуется увеличить значение полосы фильтра или отключить действие этого параметра. При работе в условиях сильных помех для устранения их влияния на работу модуля необходимо уменьшить значение полосы фильтра. Данный фильтр может быть отключен установкой значения 0 в параметре Полоса фильтра.

На втором этапе фильтрации осуществляется сглаживание (демпфирование) сигнала с целью устранения шумовых составляющих. Основной характеристикой сглаживающего фильтра является «постоянная времени фильтра».

Фильтрация происходит по формуле:

где

П – значение в регистре «Значение аналогового выхода»;

П_изм – значение, измеренное на входе;

П_изм’ – значение, измеренное на входе в предыдущий такт измерений;

T = 1 / (k / 10+1) – коэффициент сглаживания;

K – постоянная времени фильтра.

Постоянная времени фильтра задается в секундах индивидуально для каждого входа в соответствующем параметре в ПО OWEN Configurator.

Увеличение постоянной значения фильтра улучшает помехозащищенность входа измерения, но и одновременно увеличивает его инерционность. То есть, реакция модуля на быстрые изменения входной величины замедляется.

В случае необходимости данный фильтр может быть отключен установкой значения 0 в параметре Постоянная времени фильтра.

Временные диаграммы работы цифровых фильтров представлены на рисунке.

Для устранения начальной погрешности преобразователей входных сигналов, измеренное модулем значение может быть откорректировано. В модуле есть два типа коррекции, позволяющие осуществлять сдвиг или наклон характеристики на заданную величину.

Сдвиг характеристики применяется:

• для компенсации погрешностей, вносимых сопротивлением подводящих проводов при использовании двухпроводной схемы подключения ТС;
• при отклонении у ТС значения R₀.

Изменение наклона характеристики осуществляется путем умножения измеренной (и скорректированной «сдвигом», если эта коррекция необходима) величины на поправочный коэффициент β, значение которого задается параметром Наклон. Пример изменения наклона измерительной характеристики графически представлен на рисунке. Данный вид коррекции используется, как правило, для компенсации погрешностей самих датчиков (например, при отклонении у термопреобразователей сопротивления параметра α от стандартного значения) или погрешностей, связанных с разбросом сопротивлений шунтирующих резисторов (при работе с преобразователями, выходным сигналом которых является сила тока постоянного напряжения). Значение поправочного коэффициента β задается в безразмерных единицах в диапазоне от – 1 до 10 и перед установкой определяется по формуле:

где

П_факт – фактическое значение контролируемой входной величины;

П_изм – измеренное модулем значение той же величины.

Определить необходимость введения поправочного коэффициента можно, измерив максимальное или близкое к нему значение параметра, где отклонение наклона измерительной характеристики наиболее заметно.

Предупреждение

Задание корректирующих значений, отличающихся от заводских установок (Сдвиг = 000.0 и Наклон = 1.000), изменяет стандартные метрологические характеристики модуля и должно производиться только в технически обоснованных случаях квалифицированными специалистами.

Полученная после фильтрации и коррекции результирующая информация об измеренных значениях входных параметров поступает для передачи в сеть.

Работа по протоколу ModBus проходит в режиме TCP.

Результаты измерения представляются в следующих форматах:

• четырехбайтовые значения с плавающей точкой (без времени);
• двухбайтовое целое.

Предупреждение

При задании параметру «Положение десятичной точки» значений 6 и 7 может возникнуть ситуация, когда измеренное значение, умноженное на 10 в степени «Положение десятичной точки», будет больше 32767 или меньше – 32768 (для значений со знаком) или больше 65535 (для значений без знака). Такие значения не могут быть переданы в формате числа int16. Это следует учитывать при задании значения «Положение десятичной точки».

Оба формата можно считать независимо, каждый по своему адресу (см. таблицу)

Время измерения – это циклическое время с шагом 0,01 секунд, передаваемое в двух байтах. Время точно соответствует времени проведения измерения в данном канале и при работе с ним (например, при вычислении дифференциальной составляющей при ПИД-регулировании) можно не учитывать задержку передачи по сети Ethernet. Отсчет циклического времени начинается при включении модуля и каждые 65536 тактов (что соответствует 655,36 секунд) время обнуляется.

Запись регистров осуществляется командой 16 (0x10), чтение – командами 3 (0x03) или 4 (0x04).

При управлении по протоколу Modbus для каждого входа следует указать тип датчика записью кода в соответствующий регистр. По умолчанию установлено значение 0.

Во время работы модуля по протоколу Modbus возможно возникновение ошибок, представленных в таблице. В случае возникновения ошибки модуль отправляет Мастеру сети ответ с кодом ошибки.

Во время обмена по протоколу Modbus модуль проверяет соответствие запросов спецификации Modbus. Не прошедшие проверку запросы игнорируются модулем. Запросы, в которых указан адрес, не соответствующий адресу модуля, также игнорируются.

Далее проверяется код функции. Если в модуль приходит запрос с кодом функции, не указанной в таблице, возникает ошибка MODBUS_ILLEGAL_FUNCTION.

Ситуации, приводящие к возникновению ошибок во время работы с регистрами, описаны в таблице.

Ситуации, приводящие к возникновению ошибок во время работы с архивом, описаны в таблице.

Архитектура MQTT определяет три типа устройств в сети:

• брокер – устройство (обычно – ПК с серверным ПО), которое осуществляет передачу сообщений от издателей к подписчикам;
• издатели – устройства, которые являются источниками данных для подписчиков;
• подписчики – устройства, которые получают данные от издателей.

Одно устройство может совмещать функции издателя и подписчика.

Подписка и публикация данных происходит в рамках топиков. Топик представляет собой символьную строку с кодировкой UTF-8, которая позволяет однозначно идентифицировать определенный параметр. Топики состоят из уровней, разделяемых символом «/».

Примечание

Топики MQTT могут включать в себя заполнители – специальные символы, которые обрабатываются брокером особым образом. Существует два типа заполнителей – одноуровневый заполнитель «+» и многоуровневый заполнитель «#».

Предупреждение

Топики являются чувствительными к регистру.

Структура топиков модулей: Серия/Имя_устройства/Функция/Имя_узла/Параметр, где:

• Серия – наименование серии устройства, всегда имеет значение MX210;
• Имя_устройства – имя конкретного модуля, заданное в ПО Owen Configurator (см. раздел);
• Функция – GET (чтение значений входов или выходов модуля) или SET (запись значений выходов модуля);
• Имя_узла – тип входов или выходов (DI/DO/AI/AO);
• Параметр – название конкретного параметра (см. таблицу).

Протокол основан на архитектуре «Клиент/Сервер», при этом в терминологии протокола клиенты называются менеджерами, а серверы – агентами.

Менеджеры могут производить чтение (GET) и запись (SET) параметров агентов. Агенты могут отправлять менеджерам уведомления (трапы) – например, о переходе оборудования в аварийное состояние.

Каждый параметр агента имеет уникальный идентификатор (OID), представляющий собой последовательность цифр, разделенных точками. Для упрощения настройки обмена производители устройств-агентов обычно предоставляют MIB-файлы, которые включают в себя список параметров прибора с их названиями и идентификаторами. Эти файлы могут быть импортированы в SNMP-менеджер.

В процессе работы модуль контролирует работоспособность подключенных к нему первичных преобразователей. В случае обнаружения неисправности любого из них модуль передает сообщение об ошибке по сетевому интерфейсу Ethernet.

Ошибки формируются:

• при работе с ТС в случае их обрыва или короткого замыкания;
• при работе с ТП в случае их обрыва, а также при увеличении температуры свободных концов термопар свыше 90 °С или при ее уменьшении ниже минус 40 °С;
• при работе с любым типом первичных преобразователей в случае получения результатов измерений, выходящих за установленные для данного датчика границы диапазона контроля.

Некоторые типы неисправностей первичных преобразователей не могут быть диагностированы модулем. К ним относятся обрывы датчиков тока и напряжения (измеренный вход выдает нулевое значение или диагностирует как неисправность «Значение слишком мало»).

Из-за введенной в модуль диагностики короткого замыкания ТС модуль воспринимает сигналы сопротивления менее 25 Ом как недостоверные, в связи с этим, например,  датчик (0...2000) Ом не может измерять сигналы в диапазоне от 0 до 25 Ом (от 0 до 1,26 % диапазона).

В случае возникновения ошибки на входе во время обмена по протоколу Modbus код ошибки передается в регистр статуса входа и в старший байт регистра значения (тип float).