Настоящее руководство по эксплуатации содержит сведения о конструкции, принципе действия и характеристиках контроллера расширения входов КР-Д16А8.М2 (далее по тексту КР).

В руководстве приведены указания, необходимые для правильной и безопасной работы КР, а также для оценки его технического состояния.

КР предназначен для функционирования в информационно-управляющих системах (АСУТП, SCADA-системы, системы телемеханики и т.п.) в качестве устройства дистанционного контроля, управления и взаимодействия с более высокими уровнями систем, в том числе ПЛК-166.М2, ПЛК-84.М2И.

Параметры цифровых входов приведены ниже:

Для возможности подключения датчиков различного типа на общий провод цифровых входов можно подавать любую полярность встроенного источника подпитки датчиков, либо отключить его.

Состояние цифровых входов отображается светодиодными индикаторами.

Имеется программная индикация выхода аналогового сигнала за верх номинального диапазона (см. описание регистров в Приложении 1).

КР имеет два порта связи: RS-485 и USB.

Порт RS-485 предназначен для связи с устройствами верхнего уровня и имеет следующие параметры:

• наличие гальванической развязки;
• протокол обмена MODBUS;
• скорость обмена до 115 200 бод;
• количество объединяемых устройств до 32;
• длина линии связи до 1500 м.

Порт USB используется для настройки параметров и обновления версий программного обеспечения КР. Подключение к USB порту осуществляется стандартным кабелем USB 2.0AB.

Изменение параметров и обновления версий программного обеспечения КР выполняется при помощи программы «Настройка КР (USB)», входящей в комплект поставки КР и доступной на сайте www.skbpa.ru в разделе описания данного контроллера.

КР имеет 2 светодиодных индикатора на верхней панели, отражающих исправное состояние КР и обмен данными КР с управляющим компьютером/контроллером, а также 16 светодиодных индикаторов, отражающих состояние цифровых входов.

КР изготавливается в пластиковом корпусе для монтажа на DIN рельс. Настенный монтаж возможен при установке на корпус монтажных кронштейнов, поставляемых по дополнительному заказу. Чертёж корпуса КР приведён на рис. 1.

Габаритные размеры корпуса — 156(180*) x 101 x 32.6 мм (* — вариант настенного монтажа).

Питание КР осуществляется от источника постоянного тока напряжением 12 … 30 В. Потребляемая мощность — не более 4 Вт. Имеется защита от неправильной полярности и перенапряжения.

Степень защиты КР от воздействия окружающей среды — IP50.

КР предназначен для работы в следующих рабочих условиях:

• температура окружающего воздуха от −40 °C до +60 °C;
• верхнее значение относительной влажности воздуха 95 % при температурах ниже +35 °C, без конденсации влаги.

КР представляет собой специализированную одноплатную микроконтроллерную систему, адаптированную для выполнения задач сканирования объектов, управления, обработки и передачи информации.

Цифровые входы КР могут обрабатываться как телесостояние (ТС), телеизмерение интегральное (ТИИ), телеизмерение расхода (ТИР). Входы защищены оптронной гальванической развязкой, входными сигналами для которой являются импульсы тока: логический «0» не более 1 мА, логическая «1» не менее 3 мА. Опрос датчиков, имеющих выход типа «сухой контакт», выполняется с использованием встроенного гальванически развязанного источника питания 12В.

Аналоговые входы КР обрабатываются с периодом опроса 200 мс.

Для обработки аналоговых сигналов в КР применяется 12-разрядный АЦП с цифровой фильтрацией входного сигнала. Диапазон измеряемого входного тока 0-5мА или 0-20мА/4-20мА задаётся в настройках КР через программу «Настройка КР (USB)», по умолчанию задан диапазон 0-20мА/4-20мА.

Передача информации и объединение КР и других устройств производится через интерфейс RS-485. Протокол обмена — MODBUS, описание которого приведено в Приложении 1.

КР выводит на светодиодные индикаторы «КОНТРОЛЬ» (каждую секунду изменяет состояние) и «ПЕРЕДАЧА» (горит на время передачи данных по RS485) состояние своей работы. Светодиоды цифровых входов горят при замкнутом входе (режим включённого внутреннего источника запитки входов) и при подаче тока на вход (режим отключённого внутреннего источника запитки входов).

К работе с КР допускаются лица, изучившие настоящее руководство и прошедшие инструктаж по технике безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей.

По способу защиты от поражения электрическим током КР относится к классу III по ГОСТ 12.2.007.0.

Монтаж сигнальных линий от датчиков дискретных сигналов осуществляется на клеммы креплением «под винт», маркированные соответствующим образом. На клеммы D1-D16 подключаются сигнальные провода от датчиков, клеммы «Общий D1-D16» объединены между собой и предназначены для подключения общих проводов датчиков. Для дискретных входов существует возможность выбора типа подключаемых датчиков (пассивный/активный). Выбор типа подключаемых датчиков осуществляется установкой соответствующих перемычек на плате КР (рис. 2).

Для подключения к КР датчиков с пассивным выходом («сухой контакт», «открытый коллектор» и т.п.) необходимо установить перемычки на плате КР, согласно приведённым на рис. 3, 4 схемам (соответствующая маркировка установки перемычек нанесена на плате). При такой установке перемычек на общий цифровой провод подаётся напряжение +12В(−12В), и возвратные провода оптронов замыкаются на соответствующий источник питания.

Для подключения активных датчиков (датчики, которые выдают напряжение) необходимо установить перемычку выбора питания входных цепей в соответствующее положение и осуществить подключение датчиков согласно приведённой схеме (рис. 5). При таком включении на общий цифровой провод подаются сигналы с возвратных проводов оптронов.

Максимально допускаемое сечение подсоединяемых проводников 2.5 кв. мм.

Монтаж сигнальных линий от датчиков аналоговых сигналов осуществляется на клеммы креплением «под винт», маркированные соответствующим образом. На клеммы A1-A8 подключаются сигнальные провода от датчиков, клеммы «Общий A1-A8» объединены между собой и подключены к аналоговой земле АЦП. Максимально допускаемое сечение подсоединяемых проводников 2.5 кв. мм.

Для каждого входа можно через программу настройки задать диапазон измеряемого сигнала — 0-5 мА или 0/4-20 мА.

Схема подключения датчиков с токовым выходом к аналоговым входам КР приведена на рис. 6.

Связь КР с управляющим компьютером или контроллером более высокого уровня осуществляется через интерфейс RS485. Монтаж сигнальных линий осуществляется подключением связного кабеля на клеммы, маркированные A и B, подключение линии экрана производится к клемме S. Всего с контроллером верхнего уровня (например, ПЛК-84.М2, ПЛК-166.М2И) могут работать до 8-ми КР при одном базовом адресе. При этом каждый КР должен иметь уникальный сетевой номер, который задаётся 3-мя переключателями «ADDR» на плате КР в двоичном коде (рис. 2). Таблица соответствия положения переключателей сетевому номеру КР приведена на панели КР на рис. 2.

Интерфейс RS485 позволяет объединить до 32-х КР на одной линии связи. Для программирования адреса по всему адресному пространству в регистр базового адреса КР необходимо записать соответствующее смещение, используя программу «Настройка КР (USB)».

Схема соединения блоков КР и контроллером верхнего уровня приведена на рис. 7. Схема соединения блока КР и компьютера для настройки КР через интерфейс USB приведена на рис. 8.

После подсоединения входных сигналов к управляемому объекту и сигналов интерфейса RS-485 к другим объектам системы необходимо проверить системные установки КР.

Предприятие-изготовитель выпускает КР со следующими первоначальными установками, запрограммированными в EEPROM:

• базовый адрес КР 30(hex). Адрес КР вычисляется как сумма базового адреса и значения переключателя «ADDR» (0 … 7), т.е. переключателями можно задать 8 различных адресов при одном базовом адресе;
• скорость 9600 бод, 8 бит, чётность, 1 стоп;
• задержка передачи и максимально допустимая пауза между символами при приёме 3,5 символа;
• включен алгоритм определения аварии питания (см. Приложение 1);
• выключена фильтрация счетчиков цифровых входов;
• время фильтрации состояний цифровых входов 100 мс.

Для запуска КР необходимо подать напряжение питания 12 … 30 В на соответствующие клеммы.

На плате КР имеются 2 светодиодных индикатора. При исправном функционировании КР индикатор «КОНТРОЛЬ» мигает с частотой один раз в секунду. Индикатор «ПЕРЕДАЧА» светится при передаче данных КР по интерфейсу RS-485.

Для изменения настроек КР необходимо подключить его к компьютеру согласно схеме рис. 8 и воспользоваться программой «Настройка КР (USB)».

Входные данные (к КР) / Выходные данные (от КР)

ADDR, FUNC, DATA, DATA, … CRCL, CRCH

• ADDR — адрес КР (диапазон адресов для КР — 30h…37h);
• FUNC — запрашиваемая функция;
• DATA — передаваемые данные (зависят от функции, могут отсутствовать).

02 Read Input Status (Чтение статуса входов)

КР имеет 16 дискретных входов с адресами 0..15. «1»-значение входа соответствует разомкнутому датчику (ток не течет), «0»-соответственно замкнутому датчику (ток течет).

03 Read Holding Registers (Чтение регистров)

КР имеет 58 двухбайтных регистра с адресами 00h…39h, содержащих информацию о состоянии входов и 32 регистра EEPROM с адресами 100h..11Fh, содержащих информацию о настройках КР.

Назначение регистров:

06 Preset Single Register (Запись единичного регистра)

Запись в регистры EEPROM 100h-11Fh разрешена только через USB-интерфейс.

17 (11 HEX) Чтение идентификатора подчинённого

Содержание байтов данных в ответе специфично для каждого типа контроллеров. Формат ответа для КР показан ниже.