В прошлом видео сделали обзор функций комбинированного модуля ввода-вывода MDS AIO-4. В данном видео мы покажем процесс конфигурирования (то есть настройки) данного модуля.
Конфигурирование (настройка) MDS AIO-4
Конфигурирование комбинированного модуля MDS AIO-4 происходит при подключении к персональному компьютеру через интерфейс RS-485 с помощью программного обеспечения SetMaker.
Если управляющее устройство не имеет встроенного интерфейса RS-485, то необходимо использовать преобразователи интерфейсов RS-232/RS-485 или USB/RS-485, например, выпускаемые НПФ КонтрАвт или аналогичные.
В данном видео мы будем использовать этот второй вариант - подключение модуля к USB-порту через преобразователь интерфейсов MDS IC-USB/485.
Перед проведением работ по конфигурированию, необходимо установить программное обеспечение SetMaker. Программу можно скачать на официальном сайте НПФ “КонтрАвт” на странице модуля на вкладке ИНФОРМАЦИЯ в разделе «Программное обеспечение». Программа не требует инсталляции, исполняемый файл запускается прямо с жесткого диска компьютера.
Подключение к ПК по RS-485 через преобразователь USB/RS-485
Перед поключением преобразователя интерфейсов MDS IC-USB/485 к персональному компьютеру через USB-порт, на самом компьютере необходимо установить драйвер виртуального COM-порта (VCP) от фирмы FTDI. Протестированные в работе с преобразователем MDS IC-USB/485 версии драйвера доступны для скачивания на официальном сайте НПФ КонтрАвт на странице преобразователя на вкладке "Информация" в разделе "Программное обеспечение".
Самые новые версии драйвера доступны для скачивания на официальном сайте компании FTDI - http://www.ftdichip.com. Ccсылка будет в описании к этому видеo.
Подключение модуля MDS-AIO-4 производится в следующем порядке: сначала подключаются цепи интерфейса RS-485, затем USB. В конце подаем на модуль MDS-AIO-4 питание 24 В.
Запуск SetMaker и поиск прибора
Запуск программного обеспечения SetMaker на персональном компьютере следует производить только после подключения всей схемы к нему.
Запускаем SetMaker. Видим стартовое окно программы, со списком поддерживаемых устройств. В левом поле окна конфигуратора выбираем СОМ порт, к которому подключен наш модуль."
Далее останавливаем параметры сетевого обмена. Они должны быть точно такие же, какие использует модуль.
Бывают ситуации, когда парамтеры сетевого обмена данного конкретного модуля неизвестны. В этом случае в модуле AIO-4 предусмотрен режим «INIT» с фиксированными настройками сетевого обмена. Для активации режима INIT на модуле нужно замкнуть 15 и 16 клеммы с надписью "Init" на нижней панели.
После того как все параметры сетевого обмена заданы, нажимаем кнопку «Поиск устройств».
Видим, что найдено одно устройство. Оно отображается в дереве устройств в левом поле. Можно сразу остановить поиск, выделить найденный модуль в дереве устройств и перейти к его конфигурированию.
Для нашего модуля сформировался набор вкладок, на каждой из которых размещаются параметры, которые необходимо настроить. Все параметры сгруппированы по вкладкам в соответствии с их функциональным назначением. Рассмотрим подробнее каждую вкладку и конфигурационные параметры на ней.
Вкладка Интерфейс связи
На вкладке "Интерфейс связи" отображены уже выбранные нами сетевые параметры.
Если мы захотим задать на этой вкладке новые значения сетевых параметров, то следует иметь в виду, что изменения вступят в силу сразу же после введения новых значений при этом связь с модулем по интерфейсу RS-485 будет потеряна. Для восстановления связи, будет необходимо заново осуществить поиск модуля как мы показали ранее, но уже с новыми параметрами интерфейса.
Вкладка Параметры аналоговых входов
В первом поле необходимо для каждого входа выбрать используемый тип сигнала. В соответствии с выбранным типом будет происходить линеаризация сигнала и результат будет рассчитан в физических величинах.
Чтобы исключить влияние случайных высокачастотных помех на измереный сигнал, можно включить низкочастотную фильтрацию с подходящей постоянной времени.
В модуле AIO-4 предусмотрена возможность дополнительного математического преобразования результатов измерения. С помощью поля Функция мы можем выбрать одну из доступных функций преобразования.
В простейшем случае можно выбрать функцию "Прямая трансляция". В этом случае соответствующий входной аналоговый сигнал будет просто транслироваться на выход без преобразования.
Доступны и другие функции преобразования для каждого входного аналогового канала: перекрестная трансляция, различные отклонения (то есть разности значений), например, прямой - парный, прямой - среднее.
Поясним, что такое парный канал. Для первого канала парный – второй, для второго - наоборот – первый, для третьего – четвертый, для четвертого – наоборот - третий. Например, если мы выберем для третьего выхода блока преобразования в качестве функции перекресную трансляцию, то на этот выход будут транслироваться значения четвертого входа.
Наконец, используя результаты измерения двух сигналов можно вычислить относительную влажность психрометрическим методом, а также рассчитать их произведение прямого и парного сигналов. "
Если в качестве источника входного сигнала мы используем унифицированные сигналы напряжения, тока или сопротивления, то мы можем линейно масштабировать диапазоны измерения каждого канала в отдельности.
Для этого используются поля "Начало шкалы" и "Конец шкалы". Вводя в них значения, мы тем самым задаем значения верхней и нижней границы диапазона измерения для каждого из четырех каналов.
При необходимости вычисления расхода для унифицированных сигналов можно включить функцию извлечения квадратного корня.
Вкладка Параметры дискретных входов
Вкладка "Параметры дискретных входов" позволяет настроить дискретные входы модуля.
Дискретные сигналы можно преобразовать с помощью блока логических функций FDI. Выбрать ее можно в поле "Функция". В простейшем случае - это функция трансляции, то есть дискретный сигнал на выходе блока совпадает с сигналом на входе. Можно инвертировать его значение, выбрав вариант "Инверсия".
Помимо трансляции и инверсии доступны также групповые логические функции: И, ИЛИ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ. В этом случае на дискретном выходе будет результат выбранной логической функции, учитывающей значения всех дискретных входов.
Каждый дискретный сигнал поступает также и на встроенный 32 - разрядный счетчик. Пользовать может разрешить вести счет событий, поставив соответствующую галочку.
Можно выбрать направление счета - увеличение или уменьшение и фронт импульсов счета - передний или задний.
Помимо счетчика, каждый дискретный сигнал поступает также на тахометр, который вычисляет частоту импульсов на входе. Пользователь должен указать значение максимально допустимого периода входного сигнала в секундах. Этот период будет определять нижнюю границу измерения частоты.
В зависимости от конкретной модификации модуль AIO-4 может иметь либо 4 дискретных выхода, выполненных на электромеханических реле (это модификация AIO-4/4R), либо четыре пассивных токовых выхода 4…20 мА с индивидуальной гальванической изоляцией (это модификация AIO-4/0R), либо комбинацию из двух дискретных и двух токовых выходов (это модификация AIO-4/2R) .
Обсудим сначала параметры конфигурирования дискретных выходов.
Поле "Тип выхода". Показывает конструктивный тип дискретного выхода, реазлизованный в данной конкретной модификации прибора. В данном случае это реле.
Для управления дискретными выходами используется поле "Функция выхода".
В предыдущем видео, посвященном обзору модуля AIO-4 мы говорили, что существует четыре варианта управления дискретными выходами.
Первый вариант, это локальное управление дискретным выходом входными дискретными сигналами. На дискретный выход DO подается сигнал FDI, полученный в результате логической обработки входных дискретных сигналов DI. В этом случае, модуль самостоятельно без участия управляющего контроллера обрабатывает входные дискретные сигналы и в соответствии с заданными логическими функциями FDI, о которых мы уже говорили, формирует сигналы на дискретном выходе.
Для выбора этого способа, в поле "Функция выхода" должна быть выбрана функция FDI. При этом дискретный выход может просто совпадать с сигналом FDI, либо формировать одиночные импульсы с заданной длительностью.
В случае , если выбран вариант "FDI автовозврат "выключено", то формируется импульс по фронту сигнала FDI с заданной длительностью, после чего значение принимает значение "выключено". Если выбрано значение "FDI автовозврат "включено" , то импульс формируется по спаду сигнала с исходным сосотоянием "включено"
Второй способ управления дискретными выходами - это также локальное управление дискретным выходом сигналами встроенных компараторов. На входы компараторов можно подать измеренные и преобразованные входные аналоговые сигналы, а также сигналы счетчиков и тахометров. Модуль при этом работает автономно (также как и в первом случае) и выполняет функции сигнализатора или позиционного регулятора.
Выбирая этот способ управления дискретными выходами, пользователь должен в поле "Функция выхода" задать одну из доступных функций компаратора: прямую (функцию Больше), обратную (функцию Меньше), попадание в интервал или попадание вне интервала.
Данные функции можно задать как с независимым заданием порогов срабатывания или границ интервала, так и с заданием центра и ширины зоны гистерезиса. При необходимости можно включить отложенную сигнализацию компаратора.
Третий способ управления дискретными выходами - это сочетание локальных функций и удаленного управления выходами по интерфейсу RS-485. В этом случае, дискретные выходы реализуют заданные пользователем временные диаграммы. Пользователь задает вид временной диаграммы - одиночные импульсы или непрерывный ШИМ сигнал с помощью выбора соответствующей функции в поле "Функция выхода" и дискретные выходы самостоятельно реализуют заданные временные интервалы.
Одиночные импульсы теперь запускаются не дискретными входными сигналами, а сигналом, поданным по интерфейсу RS-485. По интерфейсу же передается длительность импульса.
Непрерывный сигнал ШИМ генерируется постоянно с заданными по интерфейсу периодом и длительностью.
При необходимости смены этих параметров, необходимо их задать по интерфейсу. Таким образом, ШИМ сигнал генерируется модулем самостоятельно, а по интерфейсу только меняются параметры в нужные моменты времени.
Последний четвертый способ управления дискретными выхода - это полностью удаленное управление ими по интерфейсу. Дискретные выходы включаются и выключаются в моменты времени подачи сигналов.
Пользователь может включить или выключить выход с помощью галочки "Значение по сети".
Обсудим теперь управление аналоговыми выходами.
По аналогии с дискретными, аналоговые токовые выходы так же могут отрабатывать как внутренние сигналы, так и значения, заданные по интерфейсу.
Внутренние сигналы формируются внутренними нормирующими преобразователями, которые в свою очередь нормируют измеренные и преобразованные входные сигналы.
В случае внешнего управления, токовый выход формирует уровень тока, значение которого задается по интерфейсу управляющим контроллером. Это вариант позволячет управлять различныи исполнительными устройствами с помощью токового сигнала 4… 20 мА. Такими исполнительными устройствами могут быть, например, частотные преобразователи для электродвигателей, электропневматические преобразователи, тиристорные регуляторы мощности.
Для того, чтобы исключить непредсказуемое поведение выходов модуля, предусмотрены защитные механизмы в ряде аварийных ситуаций. Это могут быть ситуации обрыва или замыкания датчика, выхода измеренного значения за границы диапазона измерения, а также потери связи по интерфейсу RS-485.
Чтобы искключить опасные аварийные последствия, модуль переводит свои выходы в предустановленное пользователем безопасное состояние. Безопасные состояния выходов задаются пользователем с помощью галочки "Безопасное значение".
Вкладка Входы и выходы
На вкладке "Входы и выходы" отображается измеренные и заданные пользователем параметры входов и выходов модуля.
Для аналоговых входов - это измеренное значение технологического параметра в физических единицах измерения в соответствии с типом датчика, измеренное значение электрического сигнала датчика - напряжения в милливольтах, тока в миллиамперах, сопротивления в омах, состояние входного сигнала - выход за границы диапазона, обрыв или замыкание.
Поля со значениями счетчиков событий и частоты тахометров.
Для дискретных входов - состояния регисторов-защелок 0 и 1 для регистрации коротких импульсов в период между опросами, флаги заёма и переполнения счётчиков.
Для аналоговых выходов - значения уровня выходной мощности, для дискретных - индикатор включения/выключения.
В случае подключения термопар в отдельном поле указано значение температуры холодного спая и индикатор включения/выключения встроенной системы ее компенсации.
Для поверки прибора используется кнопка "Поверка".
Вкладка Общие
На вкладке "Общие" приведены системные параметры, такие как имя и код устройства, версия программного обеспечения, а так же ряд значений и параметров, полезных в работе с модулем.
Это счетчик моточасов, который позволяет определить наработанное счетчиком время в сутках. Это статус самодиагностики, позволяющий убедиться в отсутствии ошибок самодиагностики модуля.
В модуле AIO-4 реализован так называемый «системный» сторожевой таймер (watchdog), который позволяет контролировать интервал времени между «запросами» по сети к модулю, то есть остлеживать потерю связи по интерфейсу RS-485. Он может быть программно включен или выключен пользователем при конфигурировании.
Если пользователь хочет его использовать, то он должен дополнительно задать время срабатывания сетевого сторожевого таймера в поле cетевого таймаута. Если в течение данного интервала не поступает запроса от управляющего устройства (например, из-за отказа оборудования или сбоя программного обеспечения) – происходит ошибка """"таймаута"""", в соответствующем регистре модуля устанавливается признак статуса «системного» сторожевого таймера, происходит светодиодная индикация данного типа аварии и модуль переводит свои выходы в предустановленное пользователем безопасное состояние, о котором мы уже рассказывали.
В поле "Время блокировки" пользователь может задать значение времени блокировки выходов модуля после включения питания в секундах, то есть задать его задержку их срабатывания при включении модуля.
В этом случае сразу после включения питания выходы примут установленные пользователем значения и останутся такими до того момента, когда управляющтий контроллер не сменит эти состояния. Это позволяет исключить непредсказуемое поведение выходов модуля в случае аварийных ситуаций.
Итак, мы рассмотрели все вкладки и соответствующие им конфигурационные параметры комбинированного MDS-модуля AIO-4.
Авторизация
