Прежде всего, рекомендуем вам ознакомится с первым видео данной серии
В нем мы рассказываем, что представляют собой MDS-модули в целом, для решения каких задач их следует применять, а также рассматриваем общие ключевые особенности MDS-модулей. Ccылка будет доступна в описании к этому видео.
Сегодня мы рассмотрим группу дискретных MDS-модулей, состоящую из трех приборов: MDS DI-8H, MDS DIO-8H/4RA и MDS DIO-12H3/4RA.
Почему мы объединили эти модули в одну группу?
Основное предназначение рассматриваемых высоковольтных MDS-модулей - это контроль наличия фазного напряжения в сетях 220 В частотой 50 Гц. Заметим, что модули не измеряют сам уровень напряжения, а позволяют именно контролировать его наличие - присутствует оно в сети или нет.
Считается, что напряжение есть и формируется входной сигнал 1 , если напряжение на входе выше 185 В, и напряжения нет и входной сигнал равен 0, если напряжение меньше 125 В. В диапазоне от 125 до 185 В состояние входного логического сигнала зависит от того, в какой зоне напряжение находилось перед этим.
Таким образом, логический сигнал переключается из одного уровня в другой с гистерезисом. Зона гистерезиса от 125 до 185 В.
Заметим, что рабочий диапазон входных напряжений составляет 250 В, но допускается кратковременно подавать напряжение до 300 В.
Применение
Как используются на практике данные модули?На практике, данные модули могут использоваться в различныx вводно-распределительных устройствах, устройствах автоматического ввода резерва, системах управления технологическими процессами, а также в комплектных трансформаторных подстанциях.
Можно выделить три основные практические задачи, которые решают рассматриваемые модули в этих системах. Первая задача - это контроль наличия или отсутствия напряжения на оборудовании, подключенном к сети 220 В: трансформаторах, двигателях, запорных или регулирующих клапанах, на ТЭНах и т.п. Вторая - это формирование сигналов сигнализации на дискретных выходах модулей, третья - управление оборудованием. Данные задачи могут решаться как по-отдельности, так и комплексно, в зависимости от характера технологического процесса.
На рисунке, в качестве примера такого применения, представлена схема подключения трехфазного двигателя ко входам дискретного модуля ввода-вывода MDS DIO-8H/4RA.
В случае отсутствия напряжения на одной из фаз двигателя, мы можем зарегистрировать это событие и передать его далее в контроллер по интерфейсу RS-485. Но что делать с самим двигателем в случае обрыва одной или нескольких питающих фаз? Как защитить его? Это вторая и третья задачи рассматриваемой группы MDS-модулей.
Для этого у двух из трех модулей рассматриваемой группы (в частности у рассматриваемого сейчас на рисунке) реализованы дискретные выходы на электромеханическом реле. По данным выходам мы можем как сформировать дискретный сигнал сигнализации и вывести его на сигнализатор так и реализовать какой-либо алгоритм управления, например ввести резев или отключить двигатель.
Таким образом с помощью дискретных выходов модулей мы можем: контролировать состояние оборудования, формировать сигнализацию и управлять оборудованием.
Функциональные структуры модулей
Функциональные структуры трех моделей дискретных модулей приведены на экране."Во всех трех модулях присутствуют как минимум четыре гальванически развязанные друг от друга части. Это цепи питания, группа входов, группа выходов и интерфейс RS-485. Выходы (если они есть) также гальванически развязаны между собой. А развязка входов между собой в разных модулях решена по-разному.
В рассматриваемой группе приборов, модуль MDS DI-8H обеспечивает только ввод дискретных сигналов, а модули MDS DIO-8H/4RA и MDS DIO-12H3/4RA и ввод и вывод.
Модуль MDS DI-8H имеет восемь пассивных высоковольных входов с индивидуальной гальванической изоляцией. Выходов прибор не имеет.
Модуль MDS DIO-8H/4RA c точки зрения входов полностью аналогичен (те же 8 пассивных дискретных высоковольтных входов с индивидуальной гальванической изоляцией), но кроме того, модуль имеет также четыре дискретных выхода на электромеханическом реле с контактами на замыкание (тип А). Все выходы реле индивидуально гальванически развязаны между собой.
Модуль MDS DIO-12H3/4RA, как видно из названия, также имеет 4 индивидуально гальванически изолированных дискретных выхода на электромеханическом реле с контактами на замыкание (тип А). А вот по входам есть отличие от предыдущей модели.
Модуль имеет 12 дискретных пассивных высоковольтных входов, объединенных в 4 группы по 3 канала с одной общей точкой в группе. Модуль оптимизирован для решения задачи контроля наличия напряжения на нагрузках на четырех трехфазных фидерах. Каждая группа позволяет контролировать напряжение по 3 фазам одного фидера. Индивидуальной гальванической развязки входов внутри группы нет, есть групповая изоляция между группами, выходами, цепями питания и интерфейсом.
Работа с MDS-модулями
Работа с данными модулями заключается в том, что пользователь, подавая команды управления на модуль с помощью специального программного обеспечения SetMaker, установленного на управляющем компьютере или контроллере, считывает и устанавливает состояние каналов ввода и вывода и, при необходимости, передает эти сигналы дальше в распределенную систему управления технологическим процессом.Перед началом работы необходимо cконфигурировать модуль. Для этого необходимо подключить его к управляющему устройству (персональному компьютеру или контроллеру) по интерфейсу RS-485.
Перед подключанием на самом управляющем устройстве необходимо установить специализированное программное обеспечение SetMaker. Данный процесс универсален для всех модулей НПФ "КонтрАвт" cерии MDS и был подробно показан нами в видео про конфигурирование комбинированного модуля ввода - вывода AIO-4. Ссылка находится в описании к данному видео.
Конфигурировать прибор ,т.е менять его настрйоки можно и в процессе работы в системе ,используя уже прикладное программное обеспечение."
Параметры входов
Начать конфигурирование модуля целесообразно с задания параметров обработки входных высоковольтных сигналов.Входные сигналы подвергаются в модуле преобразованию с помощью заданных логических функций. Необходимо выбрать функцию логического преобразования FDI для каждого дискретного входа. В поле "Функция входа" доступны различные варианты функций логического преобразования. В простейшем случае - это трансляция, когда дискретный сигнал на выходе функционального блока совпадает с сигналом на входе, а также инверсия, когда выходное значение инвертировано ко входному.
Помимо трансляции и инверсии доступны также групповые функции логических преобразований: И, ИЛИ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ. Групповой обработке подвергаются только выбранные сигналы.
Также необходимо установить значение постоянной времени входных циФровых антидребезговых фильтров, выполняющих роль селекторов по длительности. Сигналы, у которых длительность меньше заданной величины, регистрироваться не будут.
Параметры выходов
Далее необходимо задать параметры, задающие порядок работы дискретных выходов модулей.Для этого используется поле "Функция выхода".
Возможны три способами управления дискретными выходами.
Первый способ - локальное управление дискретным выходом входными дискретными сигналами. На дискретный выход 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, формирует сигналы на дискретном выходе.
Для выбора этого способа, в поле "Функция выхода" должна быть выбрана функция FDI. Тут возможны варианты. Первый вариант - дискретный сигнал на выходе совпадает с сигналом FDI. Для того варианта в поле задаем "Трансляцию от FDI".
Второй вариант - входной сигнал запускает таймеры. На выходах формируются одиночные импульсы с заданной длительностью. Для этого случая мы можем выбрать варианты "без автовозврата", "автовозврат в состояние включено", "автовозврат в состоянии выключено".
В случае, если выбран вариант "автовозврат в состояние "выключено", на выходе модуля формируется импульс по фронту сигнала FDI, выход переходит в состояние «включено», и, после отработки таймера автовозврата, возвращается в состояние «выключено». Если выбрано значение "автовозврат в состоянии "включено" , то выходной импульс формируется по спаду сигнала FDI, выход переходит в состояние «выключено», и после отработки таймера автовозврата возвращается в состояние «включено».
Значение времени задержки автовозрата в секундах задается в отдельном поле.
Если вернуться к задаче с трехфазным двигателем, которую мы обсуждали вначале видео, то она наглядно демонстрирует данный локальный способ управления дискретными выходами модуля. На схеме видно, что три дискретных входа модуля регистрируют логические сигналы, соответстветствующие наличие либо отсутствие напряжения на соответствующей фазе двигателя. Далее эти сигналы поступают на блок логического преобразования FDI, где преобразуются в зависимости от заданной нами логической функции. Результат логической обработки (выход функции FDI) поступает на физический дискретный выход модуля, сигнал с которого идет дальше в систему.
Конкретный вид функции FDI, а также вид функции на выходе, определяется необходимостью конкретной производственной задачи.
Например, мы хотим контролировать наличие напряжения по всем трем фазам и при отсутствии напряжения на какой-либо из фаз двигателя отключить его. В качестве функции FDI выбираем логическое И и транслируем сигнал на выход, который подключен к контактору. При наличии логического нуля на любом из входов модуля (то есть при отсутствиии напряжения на любой из фаз двигателя), на выходе модуль будет иметь логический ноль, контактор разомкнется и тем самым обесточит двигатель. Вся информация о сотояниЯх входов и выходов может быть передана на управляющий контроллер по интерфейсу, но сама описанная функция реализуется модулем без участия контроллера.
Еще одной практической задачей может быть задача оповещения персонала о незапланированном характере работы оборудования. То есть задача сигнализации. Например у нас также как и в предыдущей задаче ко входам модуля подключен трехфазный двигатель и мы при отсутствии напряжения на одной из фаз хотим об проинформировать персонал звуковым сигналом. Для этого точно также, в качестве функции FDI выбираем логическое И и транслируем сигнал на выход модуля, но сам выход уже не подключаем к контактору, а формируем на нем дискретный импульс, соответствующий выходу функции FDI. Далее этот импульс мы просто передаем на сигнализатор, который звуковым оповещением сигнализирует о нештатной ситуации в двигателе.
Второй вариант 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, выбирая в поле "Функция выхода" варианты "ШИМ" или "Импульс ШИМ" для соотвественно непрерывного либо одиночного ШИМ сигнала. Дискретные выходы модуля самостоятельно реализуют заданные временные интервалы.
Одиночный импульс ШИМ-сигнала теперь запускается не дискретным входными сигналами, а сигналом, поданным по интерфейсу. Также по интерфейсу пользователь задает его длительность.
Непрерывный ШИМ-сигнал генерируется самостоятельно без участия интерфейса . По интерфейсу передаются только длительность и период и только тогда, когда необходимо их изменить. "
Наконец, третий вариант управления выходами - это полностью удаленное управление ими по интерфейсу.
Дискретные выходы включаются и выключаются в моменты времени подачи сигналов по интерфейсу.
В модулях реализовано управление выХодами в особых ситуациях, к которым относятся:
- включение питания;
- срабатывание сетевого «сторожевого» таймера"
Поясним данные особые ситуации. В обоих особых ситуациях поведение выходов модуля должно быть предсказуемым, то есть пользователь должен однозначно понимать какие значения у него присутствуют на каждом выходе.
Пользователь может при конфигурировании зафиксировать состояние каждого выхода при подаче питания на модуль. Для этого используется параметр "Выходы PUP". Галочками отмечаются те выходы, которые при включении модуля сразу должны быть переведены в состояние ВКЛЮЧЕНО. В дальнейшем выход работает в соответствии с заданными настройками.
Вторая особая ситуация - срабатывание сетевого сторожевого таймера. В рассматриваемых MDS модулях реализован «системный» сторожевой таймер (watchdog), который позволяет контролировать интервал времени между «запросами» по сети к модулю. Если время между запросами превышает заданное пользователем время , то срабатывает сторожевой таймер, и ситуация рассматривается как обрыв связи по интерфейсу. Функция сторожевого таймера может быть программно включена или выключена пользователем на вкладке "Общие".
При конфигурировании, используя параметр "Выходы SAFE", пользователь отмечает те выходы, которые при обрыве связи по интерфейсу должны перейти в состояние ВКЛЮЧЕНО.
Заметим, что в обеих особых ситуациях, выходы модуля могут принимать не только предустановленные пользователем безопасные значения, о которых мы только что рассказали. При возникновения особых ситуаций, состояния выходов сохраняются в энергонезависимой памяти модуля и могут быть восстановлены. Если пользователь хочет зафиксировать выходы в тех состояниях, которые у них были ДО возникновения одной из двух рассмотренных особых ситуациях, он должен в соотвествующих полях выбрать вместо состояний PUP и SAFE установку текущих сохранненых значений.
Настройка индикаторов
Режимы работы индикатора «Status» в зависимости от типа нештатной ситуации приведены в руководствах по эксплутации данных модулей.
Помимо индикаторов "On" и "Status" модули имеют еще и группы единичных индикаторов, отображающих состояния дискретных входов и выходов. Режимы работы данных индикаторов пользователь может настроить.
Возможные режимы работы индикаторов: режим теста индикаторов, режим управления индикаторами с управляющего устройства по интерфейсу RS-485, режим индикации состояния дискретных каналов (входов, выходов, либо входов и выходов вместе). Выбор режима происходит в поле "Управление индикацией"
Если пользователь выбирает в этом поле режим управления индикаторами с управляющего устройства по интерфейсу RS-485, то ниже можно настроить атрибуты конткретного индикатора. Проставляя галочки, пользователь может: включить или выключить индикатор нужно канала, включить или отключить его мерцание, а также задать характер мерцания: сихронно или в противофазе (для этого нужно включить или выключить атрибут фаза).
Дополнительные возможности модулей
Помимо перечисленных настроек работы с модулями, есть ряд дополнительных возможностей. Они представлены на вкладке "Общие".Пользователь может определить продолжительность непрерывной работы модуля после включения питания. Для этого в модулях присутствует таймер, который после каждого включения питания запускается с нулевыми начальными условиями.
Еще одной полезной функцией является функция «моточасов», которая суммирует накопленные временные значения таймера работы модуля и отображает суммарное наработанное время модуля в сутках.
Как мы уже в говорили, в модулях MDS присутствует также сетевой сторожевой таймер, необходимый для остлеживания потери связи с модулем по интерфейсу RS-485. Если пользователь хочет его использовать, он должен задать время его срабатывания в поле таймаута. Если сторожевой таймер срабатывает (то есть интервал времени между опросами по интерфейсу превышает заданный таймаут), то пользователь видит это с помощью индикатора "Статус сторожевого таймера". После восстановления обмена по интерфейсу RS-485 статус таймаута не сбрасывается. Пользователь может принудительно сбросить его сам, нажав на кнопку сброса, расположенную рядом с индикатором его статуса.
Аналогичным способом пользователь может проконтролировать случаи, когда встроенный микроконтроллер модуля был перезагружен. Для этого доступен индикатор "Статус рестарта", который также может быть сброшен кнопкой справа.
Модули при включении, а также в процессе работы, проводят самодиагностику на предмет обнаружения особых ситуаций, о которых мы говорили. При включении модулей, проверяется состояние встроенного микроконтроллера и сохранность содержимого энергонезависимой памяти. В процессе работы, проверяется связь модуля по RS-485. Наличие либо отсутвие ошибок самодиагностики пользователь может увидеть в поле "Статус самодиагностики".
Все модули серии MDS поддерживают возможость работы в режиме Init. Данный режим необходим когда пользователю неизвестны предустановленные сетевые параметры модуля; адрес, cкорость, формат передачи данных. В режиме Init для данных параметров устанавливаются фиксированные значения: адрес 01, скорость передачи данных 9600 бод и формат их передачи 8N1. Замкнув определенные клеммы на модуле, пользователь может запустить модуль в режиме Init, cоединиться с модулем по сети, cконфигуровать и сохранить необходимые параметры, а затем перезапустить модуль и соединится с ним уже по новым сетевым параметрам. Индикатор "Модуль в режиме Init" сигнализирует о работе модуля в данном режиме.
Итак, в данном видео мы рассмотрели группу дискретных MDS-модулей, состоящую из трех приборов: MDS DI-8H, MDS DIO-8H/4RA и MDS 12H3/4RA. Рассказали где их следует применять, каковы и сходства и различия, а также обсудили настройку основных параметров данных модулей. В следующих видео мы продолжим рассказ о других моделях модулей серии MDS из номенклатуры научно-производственной фирмы КонтрАвт. Оставайтесь с нами и подписывайтесь на наш канал.