Masurarea Curentului, Tensiunii, Puterii, Energiei Si Frecventei. Interfata Rs – 232 C, Modbus Rtu, Sineax A 210

l

CUPRINS

CAP. 1 MĂSURAREA CURENTULUI, TENSIUNII, PUTERII, ENERGIEI ȘI FRECVENȚEI

1.1Măsurarea curentului

Ampremetre numerice

Măsurarea numerică a curentului electric

Măsurarea numerică a curentului electric prin aproximare succesivă

Măsurarea tensiunii

Structura voltmetrelor numerice

Măsurarea puterii, energiei și a factorului de putere

Măsurarea puterii și energiei în circuite de curent continuu

Măsurarea puterii și energiei în circuite de curent continuu alternativ

Măsurarea numerică a puterii, energiei și a factorului de putere

Wattmetre numerice

Wattmetru cu convertor analogic putere frecvență

Wattmetru numeric cu multiplicare prin divizarea timpului

Wattmetru numeric cu multiplicator numeric

1.4. Măsurarea frecvenței

1.4.1 Măsurarea numerică a frecvenței

Cosfimetre numerice

CAP. 2. INTERFAȚA RS – 232 C

2.1 Introducere

2.2 Specificațiile mecanice ale interfeței RS 232 C

2.3 Specificațiile electrice

2.4 Funcțiile semnalului

CAP 3. DESCRIEREA PROTOCOLULUI MODBUS RTU

3.1 Introducere

3.2 Layerul fizic al MODBUS

3.3 Reguli de acces la bus

3.4 Reguli de structurare a pachetelor de date

CAP 4 . MONITORUL DE PUTERE MULTIFUNCȚIONAL SINEAX A 210

4.1 Descrierea aparatului

4.2 Punerea în funcțiune

4.3 Parametrii măsurați

4.4 Modulul de extensie MODBUS pentru instrumentele de tip A200

4.5 Programul A 200 plus

4.6 Configurarea A200 plus

4.7 Achiziția datelor

INTRODUCERE

Importanța practică a măsurărilor electrice în tehnica modernă nu mai necesită sublinieri . Atât schimburile de energie, cat și schimburile de informație se fac cel mai frecvent pe suportul mărimilor electromagnetice, a căror măsurare precisă condiționează desfașurarea normală a proceselor implicate. Prin măsurări electrice se intelege masurarea marimilor electromagnetice, prin orice mijloace, electromecanice, electrotermice, electrooptice.

SINEAX A210 înlocuiește un număr mare de instrumente analogice și oferă valori de înaltă precizie.

Ampermetrul cu trei faze

Voltmetru între faze și între faze și nul

Fazmetru

Wattmetru

Aparat de tarifare

CAPITOLUL 1

MĂSURAREA CURENTULUI, TENSIUNII , PUTERII, ENERGIEI SI FRECVENȚEI

1.1MĂSURAREA CURENTULUI

Măsurarea intensității curentului electric se face cu ajutorul metodelor c; măsurare directe sau indirecte într-o gamă de valori cuprinsă între i O"12 și 104A, Pentn măsurarea intensității curentului electric dintr-o latură a unui circuit electric, es:; necesară introducerea în latura de circuit respectivă a unui ampermetru sau a un;: traductor (fig.4.3) rezultând o perturbare a funcționării circuitului respectiv. Dacă 5; consideră rezistența ampermetrului Ra șl R rezistența totală a circuitului, eroare; suplimentară ce apare ca urmare a introducerii ampermetrului în schemă este:

de unde rezultă că pentru a avea erori mici este necesar ca Ra «R.

Fig. 4.3. Schema de măsurare a curentului.

Metodele și mijloacele de măsurare a intensității curentului electric prezintă particularități în funcție de nivelul semnalului (intensități mici sau mari) și de forma curentului electric măsurat (curent continuu sau alternativ, de joasă sau înaltă frecvență).

Măsurarea curenților electrici de intensitate mică în c.c. se poate face cu ajutorul galvanometrelor magnetoelectrice cu bobină mobilă, având constanta de curent mai mică decât A/div, în curent continuu, în domeniul – A/div se folosesc ampermetre magnetoelectrice. Deoarece indicația acestora este proporțională cu valoarea medie a curentului ce străbate bobina instrumentului, ele nu pot fi folosite direct și în c.a. Extinderea domeniului lor de măsurare și în c.a. este posibilă dacă sunt înseriate cu un element redresor; în fig. 4.4. este reprezentată schema electrică a unui ampermetru cu redresor și diagramele corespunzătoare ale curenților.

Valoarea medie a curentului redresat monoalternanță, pentru un curent sinusoidal, este data de relația:

relație ce permite etalonarea scării gradate direct în valori efective ale curentului măsurat. În acest caz, se constată o scădere a sensibilității de măsurare la mai puțin de sensibilitatea de curent continuu. Dioda D2 este introdusă în circuit pentru a permite închiderea semialternanței negative prin sarcină.

Extinderea domeniului de măsurare în c.c. până la niveluri de ordinul 10 A se poate face cu ajutorul șunturilor. Daca rezistența ampermetrului este Rg și Ia curentul nominal, atunci rezistența necesar pentru măsurarea unui curent /, este dată de relația:

1.1.1 AMPERMETRE NUMERICE

Pentru măsurarea curentului, se preferă să se folosească voltmetrele numerice. Pentru aceasta, curentul de măsurat este trecut printr-un rezistor de valoare cunoscută, R iar căderea de tensiune pe acesta este măsurată de voltmetrul numeric (fig.1.1 ). Datorită consumului extrem de scăzut al voltmetrului numeric se poate considera că prin R trece tot curentul I, deci tensiunea măsurată este U=IR. De aici se determina imediat I.

1.1.2 MĂSURAREA NUMERICĂ A CURENTULUI ELECTRIC

Măsurarea curentului electric se poate efectua numeric dacă se înseriază în circuit o rezistență cunoscută și se utilizează un voltmetru numeric pentru a măsura căderea de tensiune de pe rezistență, această cădere fiind proporțională cu curentul. Avantajul acestei metode constă în simplitatea realizării sale în lipsa necesității utilizării unor aparate speciale .Cu toate acestea se întâlnesc în literatură descrierile unori instalații specializare pentru măsurarea numerică a curentului. Acestea reprezintă în fond niște adaptări sau particularizări ale metodelor de măsurat a tensiunii . În continuare se prezintă câteva dintre ele.

1.2.MASURAREA TENSIUNII

1.2.1 STRUCTURA VOLTMETRELOR NUMERICE

Convertoarele analog-numerice reprezintă partea centrală a unui voltmetru numeric. Acestea însă nu sunt suficiente pentru a putea obține valoarea tensiunii măsurate. Un dispozitiv de intrare, DI, (fig.2.1.), care conține un divizor și un amplificator aduce tensiunea la intrarea convertorului la o valoare corespunzătoare intervalului său de măsurare. La ieșirea convertorului analog-numeric CAN se obține, în paralel sau în serie, într-un anumit cod, de obicei binar, valoarea tensiunii măsurate. Ea trebuie transformată într-o formă zecimală și afișată. Sistemele de afișare pot fi realizate din diferite elemente: tuburi cu descărcări în gaze, diode electroluminiscente, cristale lichide. Pentru a se obține cifre corespunzătoare, se comandă anumiți electrozi. Prin urmare, între convertor și dispozitivul de afișare A este necesar un decodor D. Totul trebuie să fie comandat de un dispozitiv de comandă D.C., care asigură automatizarea procesului de măsurare.

1.3.MĂSURAREA PUTERII ȘI ENERGIEI ȘI A FACTORULUI DE PUTERE

1.3.1 MĂSURAREA PUTERII ȘI ENERGIEI ÎN CIRCUITE DE CURENT CONTINUU

Puterea absorbită de un consumator, racordat într-un circuit de curent continuu, se definește ca produs între tensiunea U de la bornele sale și curentul I pe care-1 absoarbe din sursa de alimentare.

P=U*I (3.1)

Din definiție rezultă modalitatea de determinare a puterii, atunci cînd se cunosc valorile tensiunii și curentului, ambele mărimi fiind măsurabile cu instrumente si procedee cunoscute, atât la consumator cât și la sursă.

Oricum am conecta instrumentele de măsurare între puterile P generată de sursă, Pc consumată de sarcină și puterea absorbită de instrumente, Pm, se va scrie relația:

(3.2)

astfel încât se vor deduce relații de calcul pentru Pc sau Pg atunci când datele măsurate oferă suficientă informație.

Masurarea puterii în curent continuu se poate face cu ajutorul unui voltmetru și a unui ampermetru , conectate conform schemelor prezentate mai sus . Cu schema din figura a se obțin corect curentul absorbit de consumatorul C și tensiunea oferită de generatorul G, dar incorect tensiunea la bornele sarcinii și curentul debitat de generator. Aceasta înseamnă că din produsul indicațiilor ampermetrului și voltmetrului nu va rezulta corect nici puterea consumată nici cea generată. Schema din figura b indică corect tensiunea la bornele consumatorului și curentul debitat de generator, dar nu măsoară corect tensiunea la bornele sursei și nici curentul absorbit de sarcină. Din aceste motive nici această schemă nu permite determinarea corectă a puterii consumatorului sau generatorului, utilizînd indicațiile ampermetrului și voltmetrului.

Măsurarea corectă a puterii consumate sau a celei generate impune cunoașterea rezistențelor circuitelor instrumentelor de măsurare. Fie aceste rezistențe Rv pentru voltmetru, respectiv Ra pentru ampermetru. în cazul schemei din figura se va putea scrie:

(3.3)

(3.4)

și încă, din aceste două relații

(3.5)

confirmînd astfel relația (3.2), deoarece termenii I2Ra și U2/RV sînt puterile absorbite de rezistențele ampermetrului și volt-metrului.

Dacă Rv este mult mai mare și Ra mult mai mică decît rezistența consumatorului, eroarea ce se face considerînd

Pg=Pc=UI (3.6)

este mică.

Pentru schema din figura b

(3.7)

(3.8)

(3.9)

Oricare ar fi schema ce se aplică, făcînd produsul UI se obține o putere cu ceva mai mare decît cea consumată, respectiv cu ceva mai mică decît cea generată, diferența care apare fiind puterea disipată în circuitele instrumentelor de măsurare, ampermetru în fig. a), respectiv voltmetru în fig. b), dacă se măsoară puterea consumată P„ sau voltmetru în fig. a), respectiv ampermetru în fig. b), dacă se măsoară puterea generată Pc.

Eroarea de măsurare, constînd din puterea consumată într-unul din cele două instrumente, este o eroare de metodă și nu depinde de precizia instrumentului în sine, ci numai de rezistența circuitului acestuia, în consecință, cunoscînd valoarea rezistenței instrumentelor de măsurare, se poate face corecția rezultatului măsurării puterii, calculînd ultimul termen din relații, în care intră mărimi cunoscute.

1.3.2 MĂSURAREA PUTERII ȘI ENERGIEI ACTIVE IN CIRCUITE DE CURENT ALTERNATIV

Wattmetrul electrodinamic se poate utiliza pentru măsurarea puterii în circuite de curent alternativ, cuplul mediu dezvoltat de dispozitiv fiind

(3.10)

în care iA și iB sînt curenții ce creează fluxurile magnetice, care, prin interacțiunea lor, dau naștere cuplului de rotație a părții mobile. Dacă iA este proporțional cu curentul I absorbit de un consumator, iar iB cu tensiunea de alimentare a acesteia , cuplul mediu va fi :

(3.11)

deci proporțional cu puterea consumată UI cos cp.

In figura 3.2 se prezintă diagrama fazorială a mărimilor electrice ce acționează într-un wattmetru electrodinamic conectat cu scopul măsurării puterii.

Aici curentul iA, ce străbate bobina fixă a wattmetrului, este în fază cu curentul I, iar curentul , ce străbate bobina mobilă, decalat cu unghiul 6 în urma tensiunii U, unghiul 6 fiind dat de prezența inductivității înfășurării mobile. Cuplul mediu Mlt dezvoltat de interacțiunea fluxurilor magnetice, va depinde de unghiul dintre cei doi curenți

(3.12)

Din relația (3.12) se vede că prezența unghiului 6 duce la o expresie a cuplului mi care nu mai este proporțional cu puterea, abaterea fiind cu atât mai mare cu cât este mai mare unghiul 6. Eroarea ce se comite, acceptînd 6 = 0, se obține făcînd diferența cuplurilor exprimate prin relațiile (3.11, 3.12):

Eroarea relativă este deci cu atît mai mare cu cît este mai mare 0 si unghiul de defazaj cp. Pentru reducerea unghiului 6 se introduce un rezistor de valoare mare în serie cu bobina mobilă a dispozitivului electrodinamic, astfel încît caracterul circuitului realizat să fie cît mai puțin inductiv, în unele cazuri, cînd se urmărește obținerea unor precizii mari, inductanța bobi mobile. Dacă iA este proporțional cu curentul I absorbit de un consumator, iar iB cu tensiunea de alimentare a acesteia , cuplul mediu va fi :

(3.11)

deci proporțional cu puterea consumată UI cos cp.

In figura 3.2 se prezintă diagrama fazorială a mărimilor electrice ce acționează într-un wattmetru electrodinamic conectat cu scopul măsurării puterii.

Aici curentul iA, ce străbate bobina fixă a wattmetrului, este în fază cu curentul I, iar curentul , ce străbate bobina mobilă, decalat cu unghiul 6 în urma tensiunii U, unghiul 6 fiind dat de prezența inductivității înfășurării mobile. Cuplul mediu Mlt dezvoltat de interacțiunea fluxurilor magnetice, va depinde de unghiul dintre cei doi curenți

(3.12)

Din relația (3.12) se vede că prezența unghiului 6 duce la o expresie a cuplului mi care nu mai este proporțional cu puterea, abaterea fiind cu atât mai mare cu cât este mai mare unghiul 6. Eroarea ce se comite, acceptînd 6 = 0, se obține făcînd diferența cuplurilor exprimate prin relațiile (3.11, 3.12):

Eroarea relativă este deci cu atît mai mare cu cît este mai mare 0 si unghiul de defazaj cp. Pentru reducerea unghiului 6 se introduce un rezistor de valoare mare în serie cu bobina mobilă a dispozitivului electrodinamic, astfel încît caracterul circuitului realizat să fie cît mai puțin inductiv, în unele cazuri, cînd se urmărește obținerea unor precizii mari, inductanța bobinei se compensează cu capacități.

Un wattmetru electrodinamic este caracterizat prin valorile nominale I și Un, pe care le poate accepta fără să se deterioreze, precum și de puterea Pn pe care o poate măsura. Din aceste mărimi se poate calcula un așa-numit „factor de putere nominal" al watt-metrului, cos cpre, mărime de calcul, nelegată cu nimic de factorul de putere al circuitului în care se va măsura puterea cu watt-metrul

Factorul de putere nominal al wattmetrului oferă informații despre sensibilitatea instrumentului, acesta fiind cu atît mai sensibil cu cît cos q>„ are valoare mai mică și are utilitate în alegerea instrumentului de măsurare, dacă ne stau la dispoziție mai multe instrumente, cînd dorim măsurări de precizie si cînd se poate estima caracterul reactiv al consumatorului. Ca regulă, este bine ca factorul de putere nominal al wattmetrului să fie cît mai apropiat de factorul de putere al consumatorului, pentru ca eroarea relativă să fie minimă.

Consumatorii de energie pot fi conectați la rețeaua de curent alternativ în mai multe moduri, în funcție de puterea pe care o absorb și de tensiunea rețelei. Astfel, vom distinge scheme monofazate, în care alimentarea se face prin două conductoare, sau scheme polifazate, cel mai adesea trifazate, în care consumatorul se racordează la sursă prin mai multe de două conductoare, în sistemele trifazate prin 3 sau 4 conductoare.

Schemele de măsurare a puterii sau energiei sînt asemănătoare, deosebirea constînd în instrumentul care se utilizează, wattmetru în cazul puterii, respectiv contor în cazul energiei. Bornele de conectare ale wattmetrului și ale contorului sînt asemănătoare, ambele instrumente avînd una sau mai multe bobine de curent și respectiv una sau mai multe bobine de tensiune. Din acest motiv se vor prezenta scheme de măsurare comune atît pentru putere cît și pentru energie, în cele ce urmează nemai-făcîndu-se precizarea asemănării între scheme.

Puterea și energia consumatorilor care au parametri U și I compatibili cu valorile corespunzătoare ale instrumentelor de măsurare, vor utiliza scheme denumite directe, instrumentul de măsurare fiind conectat fără elemente intermediare, între sursă și consumator. Dacă unul sau ambii parametri ai consumatorului diferă de cei ai instrumentului, se va utiliza o schemă indirectă sau semiindirectă. Schema semiindirectă se utilizează atunci cînd curentul I, absorbit de consumator, este mai mare decît curentul nominal IH al instrumentului, acesta din urmă fiind conectat printr-un transformator de măsurare. Schema indirectă se utilizează atunci cînd tensiunea rețelei este mai mare decît a instrumentului, spre exemplu în sistemele de înaltă tensiune, transformatoarele care se utilizează avînd și rol de izolare.

1.3.3 MĂSURAREA NUMERICĂ A PUTERII , ENERGIEI ȘI A FACTORULUI DE PUTERE

Se poate afirma că dacă nu cea mai veche cel puțin cea mai răspândită mărime numeric măsurată este energia, contorul sub oricare forma a sa furnizând date despre energie într-o formă numerică , discretă. Cu toate acestea măsurarea numerică a puterii, a factorului de putere și chiar a energiei , adică a principalelor mărimi legate de energia electrică . este încă o problemă incomplet rezolvată , deși în acest domeniu se fac continue eforturi pentru găsirea unor soluții tehnico-economic satisfăcătoare. Oricare din cele trei mărimi specificate se obțin prin relații între tensiuni si curenți . Măsurarea numerică va presupune în consecință circuite de intrare analogice în care se execută o prelucrare inițială , apoi circuite de prelucrare digitală cu sistem de afișare adecvat.

Partea analogică poate fi mai mult sau mai puțin extinsă astfel încât partea numerică ocupă o zonă mai mică sau mai mare din aparatul de măsurat. Cu cât partea analogică va fi mai restrânsa cu atât precizia de măsurare va fi mai mare și aparatul mai complicat și mai scump.

1.4.MASURAREA FRECVENTEI

În energetică, frecvența cea mai răspîndită este 50 Hz, proprie fenomenelor electrice din sistem, frecvențe inferioare întîlnindu-se rar în instalații mecanice, iar frecvențe superioare de asemenea rar, în fenomene care dau naștere la armonici ale frecvenței de 50 Hz, în vibrații mecanice, în instalații de telecomunicații, în instalații energetice industriale speciale.

Din acest motiv, în cele ce urmează se vor prezenta în primul rînd metode de măsurare a frecvenței industriale.

Frecvențmetrul cu lame vibrante este un instrument cu citire directă. El este constituit din lamele de oțel de aceeași lungime și lățime, dar cu grosimi diferite, plasate unele lîngă altele. Perioada oscilațiilor libere va fi diferită de Ia o lamelă la alta. Un electromagnet pune în mișcare o placă și prin intermediul acesteia lamele vibrante. Electromagnetul se conectează la sursa de tensiune a cărei frecvență urmează a se măsura. Placa este atrasă periodic de eîectromagnet. Forța cu care acesta atrage armătura mobilă este proporțională cu pătratul inducției și are deci componentă alternativă de frecvență egală cu dublul frecvenței tensiunii de alimentare. Mișcarea armăturii mobile se transmite spre lamele. Una dintre acestea va oscila cu amplitudine mare, frecvența sa de rezonanță fiind apropiată sau egală cu de două ori frecvența tensiunii de alimentare.

Scara frecvențmetrului este discontinuă, în mod obișnuit instrumentul avînd o lamelă pentru fiecare jumătate sau sfert de hertz. De asemenea, în mod uzual, domeniul de frecvență este limitat la +10% în jurul frecvenței industriale. Eroarea de măsurare a frecvenței nu este mai mare de 0,25 Hz, ceea ce înseamnă o precizie de 0,5% pentru frecvența industrială. Frecvențmetre cu lame vibrante se construiesc pînă la frecvențe de peste l OOOHz, avînd mai multe șiruri de lamele. Tensiunea de alimentare este 110, 220, 380 sau 100 V, permițîn-du-se abateri de +20% fără influențe asupra preciziei.

Frecvențmetrul cu logometru este un instrument cu ac indicator, cu care se măsoară frecvența. El utilizează dispozitive logome-trice magnetoelectrice sau electrodinamice. Cele două bobine mobile ale logometrului sînt conectate la sursa de tensiune a cărei frecvență se măsoară, printr-o schemă care conține o capacitate și o inductivitate, așa cum se vede în figura 7.64. Bobina B i, parcursă de curentul 7l5 este înseriată cu dioda D1 și cu capacitatea C. Bobina B2, parcursă de curentul I2, este înseriată cu dioda D2 Și cu inductivitatea L. Deviația α a echipajului mobil va fi o funcție de raportul valorilor medii ale celor doi curenți

și, deoarece:

;

rezultă

(4.1)

adică deviația a este dependentă de frecvența f atunci cînd L și C sînt constante, în relația (4.1), k este factorul de formă al tensiunii de alimentare.

Instrumentul se etalonează și se gradează direct în hertz. Domeniul de măsurare se extinde de obicei între 48 și 52 Hz. Precizia instrumentului este de ordinul procentului [5].

Frecvențmetrul cu condensator sau cu impulsuri este un instrument cu ac indicator care utilizează un dispozitiv magneto-electfic alimentat în impulsuri. Tensiunea alternativă, a cărei frecvență urmează a se măsura, se transformă prin dublă limitare într-o undă de tensiune cu formă aproape dreptunghiulară Condensatorul și rezistența dispozitivului magneto-electric A formează un circuit de diferențiere.

În care s-au prezentat si formele tensiunii de alimentare U si a celei limitate. Prin instrumentul magnetoelectric trec impulsurile pozitive, iar impulsurile negative se închid prin dioda D2. Valoarea medie a curentului ia prin instrument depinde liniar de suprafața impulsurilor și de numărul de impulsuri ce trec în unitatea de timp, deci de frecvența acestora. Dacă nu se modifică capacitatea condensatorului, rezistența diodei d1 si a instrumentului și nici amplitudinea semnalului C71; suprafața impulsurilor este constantă, astfel încît valoarea medie a curentului ia va fi o măsură a frecvenței. Frecvențmetrul cu condensator își poate extinde domeniul de măsurare prin schimbarea capacității condensatorului, micșorînd valoarea acestuia atunci cînd se dorește măsurarea unor frecvențe într-un domeniu mai înalt.

CAPITOLUL 2

MONITOR DE PUTERE MULTIFUNCTIONAL

SINEAX A210/A 220

2.1.Descriere sumară

A 210 / A 220 sunt instrumente pentru montat pe panou pentru monitorizarea sistemelor AC cu dimensiunile 96 x 96 (A 210) și 144 x 144 (A 220). Sunt efectuate următoarele măsurători: tensiuni, curenți, frecvență și unghiuri de fază pentru sisteme mono sau trifazate. Pornind de la acestea se pot calcula puterea activă, puterea reactivă, puterea aparentă, energia activă, energia reactivă, factorul de putere și curentul de nul. Cu ajutorul transformatoarelor de tensiune și curent, instrumentul poate fi utilizat pentru măsurători în sisteme cu tensiune înaltă sau medie. Rapoartele de transformare sunt configurabile pentru afișarea directă a tuturor măsurătorilor. Instrumentul A 210 / A 220 este utilizat ca un afișaj cu două pulsuri SO sau ieșiri pentru valori limită.

Modulul de extensie crește funcționalitatea si flexibilitatea aparatului. Modulul EMMOD 201 are o interfata seriala RS 232 sau RS 485 și poate realiza schimbul de date cu un sistem de control prin MODBUS RTU. Funcționalitatea aparatului este completată de intrările digitale (posibilitatea schimbarii intre tarif mare și mic) pentru monitorizarea sau stocarea valorilor medii ale puterii.

Programul A200 plus , cu o interfata accesibila utilizatorului, permite setarea parametrilor și citirea valorilor curente.

SINEAX A210 înlocuiește un număr mare de instrumente analogice si ofera valori de înaltă precizie.

DIAGRAMA BLOC:

Instrumentul masoara curentii I1, I2, I3, tensiunile U1, U2, U3, frecventa si unghiurile de faza dintre tensiuni si curenti. Toti ceilalti masuranzi sunt calculati din acestea. Masuratorile sunt facute intern prin transformatoare integrate. Prin urmare este posibila realizarea de conexiuni fara un transformator extern.

Intrările de măsurare

Frecvența nominală:

Tensiune nominală de intrare:

Curent nominal de intrare:

50, 60 Hz

Fază – Fază: 500V Fază – N: 290V

5A sau 1A

Valori nominale termice ale intrărilor în regim continuu

– 10A la 346V sistem AC cu o singură fază

– 10A la 600V sistem cu 3 faze

Valori nominale termice ale intrărilor în regim de scurta durată

Domenii de măsurare

5 120% din valoarea nominală < ±120% din valoarea nominală 45 până la 65 Hz ±

Relativ la funcția selectată, cele două ieșiri digitale pot fi utilizate fie ca ieșiri pentru impulsuri pentru energia activă și reactivă, fie ca semnale limită. Ieșirile sunt pasive, sunt izolate galvanic de toate celelalte circuite prin optocuplori. Sunt potrivite pentru a comanda dispozitive de tarifare (standard SO DIN 43864) si relee de 24V.

Uext < 40V DC (OFF: curent de scurgere < 0,1 m A)

IL < 150mA )ON: tensiunea terminalelor 1,2V)

Ieșirile pentru valori limită

Orice valoare măsurată poate fi alocată valorilor limită.

Ieșirile pentu impulsuri

Pot fi generate impulsuri pentru energia activă și reactivă pentru comanda contoarelor de energie electronice și electromecanice.

Alimentarea

DC, AC 45 la 400Hz

85 la 253 V AC/DC sau

20 la 70 V AC/DC

Intrarea de alimentare: <4 VA (cu modul de extensie)

<3 VA (fără modul de extensie)

* Pentru surse de alimentare > 125V circitul auxiliar trebuie să includă o siguranță externă.

Condiții de referință conform IEC 688 resp. EN 60 688

Sinusoidal 50 – 60 Hz, 15 – 30°C, grupul de aplicații II

Precizia de măsurare (în funcție de valorea nominală)

Curent, tensiune ±0,5%

Putere ±1,0%

Factorul de putere ±1,0%

Energie ±1,0%

Frecvență ±0,02 Hz (abs)

Condiții de mediu

Temperatura de funcționare -10 la +55°C
Temperatura de depozitare -25 ia +70°C

Umiditatea relativă <93%

Intreținere

Nu este necesară întreținerea

Afișaj

Afișarea măsurătorilor se face pe 3 digiți, respectiv 4 (frecvență) aliniată la dreapta, cu excepția valorilor energiei care sunt afișate pe 8 digiți. Afișajul de 7 segmente din stânga este pentru semn sau o abreviere.

2.2.Punerea in funcțiune

Monitorul de putere multifuncțional este pus în funcțiune prin pornirea sursei de alimentare. Pe afișaj apar secvențial următoarele:

Testarea segmentelor: toate segmentele afișajului și toate led-uriie se aprind
pentru 2 secunde

Versiunea software-ului: ex. A210 1.04

Cele trei tensiuni ale rețelei la pornire

Intreruperea sursei de alimentare

Toate valorile configurate se mențin în timpul unei întreruperi a alimentării. La reconectarea sursei de alimentare este afișat ultimul mod selectat.

Valori programabile

Rata impulsului

rata de transformare

tipul sistemului

intervalul de timp pentru valorile medii ale puterii

Setarea poate fi blocata cu ajutorul unui jumper din spatele instrumentului. Cu toate acestea valorile limita pot fi schimbate.

Conexiuni electrice

2.3.Parametrii masurati

2.4.Modulul de extensie MODBUS pentru instrumentele A200

Modulul de extensie EMMOD 201 largeste functiile si flexibilitatea unui aparat de baza A2.. si realizeaza programarea si comunicarea cu interfata comutabila RS 232. Permite schimbul de date cu ajutorul MODBUS RTU si poate fi incorporat fara modificari in instrumentul de baza. Memoria de date si intrarea numerica permit achizitia de valori medii si de profile de incarcare cu sincronizare temporala sau secventiala. Aceasta functie permite de exemplu determinarea profilului puterii. Intrarea numerica poate fi folosita alternativ pentru a comuta intre tarfiul inalt si cel jos.

Pt progamarea instrumentului de baza A2.. cu un PC si EMMOD 201 si pentru a citi si selectiona valorile memorate e necesar programul A200plus.

CONECTAREA EMMOD 210

4.5.Programul A 200 plus

Softwareul A 200 plus este folosit pentru configurarea montajului si pentru citirea parametrilor . El permite comunicarea cu seria de echipamente A200. Utilizatorul poate configura comportamentul acestora si poate achizitiona valorile masurate.

Panoul de configurare are doua butoane aditionale : “Interval restart” care permite restartarea intervalului de sincornizare. „Logger + interval restart” este folosit pentru a sterge toate datele colectate anterior.Acest lucru poate fi util in cazul in care parametrii au fost schimbari sau pentru a incepe un nou proces de colectare de date.

Datele de intrare :

Pentru a introduce valorile de intrare pentru tensiuni si curenti vor fi folosite preselectiile din interfata de comanda. Acolo se gasesc limitarile de hardware ale montajului. Daca valorile de intrare sunt poluate de frecvente perturbatoare , pot apare probleme la masurarea la masurarea frecventelor montajului. Aceasta afecteaza colectarea datelor de intrare ceea ce poate duce la o instabilitate a comportarii masuranzilor . In acest caz alegem optiunea „ frecvente fixe pentru sampling” si selectam ca valoarea frcventei sa fie fixa. In cazul acesta colectarea datelor de intrare se va face la intervale fixe de timp bazate pe frecventa selectata.

Iesiri digitale

Iesirile digitale pot fi folosite pentru monitorizarea alarmelor sau ca si pul pentru echipamente de masurat externe.

Pentru limitele de alarma trebuie precizate o stare de ON si alta de OFF . Tipul de monitorizare cu alarma depinde de care limita este mai mare. Daca limita pentru ON este mai mare , atunci limita monitorizeaza alarmele de hight, in caz coltrar cele de low.

Valorile medii

Exista trei variante pentru a sincroniza valorile puterilor medii masurate:

cand folosim sincronizarea interna calculul valorilor medii vor fi efectuate pentru intervale selectate intre 1 si 60 min.

Pentru sincronizarea prin intrari digitale calculul valorilor medii va fi realizat pentru perioada dintr doua pulsuri ale intrarii digitale. In acest caz intrarea digitala nu va putea fi folosita pentru schimbari de tarif.

Sincronizarea externa via interfata bus mediaza calorile dintre receptionarea a doua comenzi de sincronizare prin interfata bus. In acest caz intrarea digitala poate fi folosita si pentru schimbari de tarifare.

Daca multimetrul este echipat si cu o extnsie EMMOD201 sau EMMOD 203 valorile medii por fi memeorate pentru o perioada mai lunga de timp. Pentru A210 si A22o un maxim de doua puteri medii pot fi inregistrate. Un A230 permite inregistrarea pana la 5 puteri medii .

Ficare montak ai carui parametrii sunt masurati poate fi descris in campul device description. Acesta face parte din configurarea montajului si poate fi downloadat in Sineax A200.

Setarile Modbus

Dispozitiviul de monitorizare a puterii poate fi pus in retea cu ajutorul modulelor de extenise EMMOD201. Un protocol modbus RTU va fi folosit pt comunicatie. Pana la 32 de astfel de echipamente pot fi interconectate. Fiecareia dintre ele trebuie sa i se asigneze o adresa unica in prealabil. Setarile de transmisie si viteza de transmisie trebuie sa fie aceleasi pentru toate Sineax. Setarile parametrilor Modbus pot fi facute doar prin interfata RS 232.

Selectarea tarifelor

Modulul de extensie EMMOD201 ofera o intrare digitala care poate fi folosita pentru urmatoarele functii:

sincornizarea calculului valorilor medii

selectarea tarifelor

Aceste functii nu pot fi selectate daca optiunea “configurare” este selectata.

Achizitia datelor

Folosind meniul “measurands” totti masuranzii si progresia bazei de date poate fi accesata. Acestea sunt:

expunere de ansamblu a tuturor masuranzilor

ultimele 2 puteri medii

toate valorile minime si maxima cu posibilitate de reset

tarifele cu posibilitate de reset

analiza armonica (in cazul EMMOD 203)

Toate datele sunt actualizate periodic

Arhiva de date

Valorile memorate in modul de extensie pot fi accesate din meniul “measurands” . In panou vor fi afisate in partea de jos statusul curent al arhivei (numarul de date inregistrate, masuranzii , intervalul de sincornizare) Datele pot fi stocate pe disc sau pot fi colectate pentru o analiza ulterioara. De asemenea datele pot fi exportate si in Microsoft Excel)

Procesul de achizitie a datelor incepe folosind functia “get logger data” Citirea incepe intotdeauna cu ultima valoare . Arhiva de date poate fi afisata si sub forma unui profil grafica. Datele sunt aranjate pe seturi zilnice.

Selectam : Logger data -> find extreme values pentru a afla valorile minime si maxime ale inregistrarilor.

Comunicatia

Selectarea interfetei de comunicare activa este realizata folosind tab-ul “communication interface” din meniul Options. Aisi se gasesc toate setarile necesare pentru tipul de interfata selectata. Daca exista posibilitatea de a lega dispozitivul intr-o retea , utilizatorul va fi ajutat de o cautare automata. Toate datele sunt salvate in aplicatia de tip INI.

Modul de afisare

Se citesc urmatoarele măsurători

Interval putere activa

Interval putere reactiva

Interval putere aparenta

Se citesc urmatorii parametrii

Tensiunile delta U12, U23 , U31

Curentul fazei

Valorile medii ale curentilor

Curentul nul

Frecventa

Puterea activa a sistemului

Puterea reactiva a sistemului

Puterea aparent a sistemului

Factorul de putere al sistemului

CAPITOLUL 3

INTERFAȚA RS-232 C

3.1. Introducere

Standardul RS-232 C, introdus de Electronic Industries Association (EIA) definește caracteristicile electrice ale unei interfețe dintre un echipament numeric numit în standard Data Terminal Equipment (DTE) si un modem- denumit de standard Data Communications Equipment (DCE). Denumirea completă a interfețe RS-232 C este : Interface Between Data Terminal Equipment and Data Communication Equipment Employing Serial Binary Data Interchange. Litera C vine de la ultima revizie făcută standardului. Recomandarea V.24 a CCITT este aproape identică cu RS-232 C.

Standardul RS-232 C acoperă patru domenii :

1. Caracteristicile mecanice ale interfeței.

2. Semnalele electrice.

3. Funcția fiecărui semnal.

4. Subset de semnale pentru aplicații specifice.

3.2. Specificațiile mecanice ale interfeței RS 232 C

Prescripțiile mecanice se referă la faptul că pe echipamentul numeric se afl dispus conectorul mamă, că lungimea maximă a cablului dintre DTE si DCE este 15 metri și că se admite o capacitate maximă a cablului de 2500 picofarazi. Deși nespecificat în standard, în momentul de față, aproape toate aplicațiile utilizează pentru RS-232 C conectorul cu 25 pini: DB25.

Denumirea semnalelor asociate fiecărui pin aparținând conectorului DB25, precum și sursa și abrevierea fiecărui semnal este dată în tabelul 8.1.

Figura de mai jos arată și alte tipuri de conectoare ce pot fi întâlnite în practică. Săgețile indică semnalele de intrare și ieșire pentru DTE. În cazul conectorului DB- 25 au fost explicitate doar semnalele pentru canalul principal. Se observă că în cazul celorlalte conectoare, datorită numărului mai mic de pini se poate implementa un singur canal de transmisie.

3.3. Specificațiile electrice

Standardul specifică patru tipuri de linii: linii de date (4), linii de control (11),

linii de sincronizare (3) și linii de masă (2). Un semnal de date este considerat pe "1" logic dacă potențialul față de masă al liniei respective este cuprins între – 3 V și – 25 V, (de regulă între – 3 V și – 25 V la recepție și între – 5 V și – 25 V la generare).

Pentru "0" logic potențialul liniei de date este cuprins între +3 V și + 25 V. Figura 8.8 arată zonele admise și interzise pentru palierele semnalelor vehiculate de către interfața RS 232. Timpul petrecut în zona de tranziție trebuie să fie mai mic de 4% din durata necesară transmiterii unui bit. Această cerință limitează capacitatea maximă admisă pentru cablu la 2500 pF, deci și lungimea maximă a cablului.

Pentru liniile de control, polaritatea potențialelor asociate lui “1” și “0” logic sunt inversate față de liniile de date. Liniile de control sunt considerate în starea "ON" dacă sunt pe "1" logic (potențial pozitiv) și în starea "OFF" dacă sunt în "0" logic (potențial negativ).

Semnalele electrice sunt astfel generate încât scurtcircuitarea oricăror linii ale interfeței să nu conducă la defectarea echipamentelor. Evident că pe durata scurtcircuitului interfața, funcție de pinii scurtcircuitați, este posibil să nu funcționeze, dar o dată cu îndepărtarea scurtcircuitului toate funcțiile de interfață pot fi reluate.

Standardul RS-232 C cuprinde două tipuri de canale: un canal primar ce operează la viteze ridicate de transfer și care este dedicat transferului de date și un canal secundar, de viteză redusă, dedicat informației de control. La rândul său, canalul secundar poate fi divizat într-un canal auxiliar pe care se transmit date independent de canalul primar și un canal de răspuns asociat canalului primar. Pe canalul de răspuns, direcția de transmitere a datelor este întotdeauna inversă față de direcția de transmitere a datelor pe canalul primar. Este de remarcat că majoritatea aplicațiilor folosesc doar canalul primar. Foarte important este modul de conectare al masei. Există (figura 8.8 a și tabelul 8.1) două legături la masă: pinul 1 este “împământare” și folosește la legarea între ele și la pământ a carcaselor dispozitivelor și pinul 7 care este masa de referință a semnalelor. Neutilizarea ambelor legături poate să fie cauza unor erori: figura 8.9.

3.4.Funcțiile semnalelor

Semnalele de date sunt definite din punctul de vedere al DTE și pentru canalul principal sunt două astfel de semnale : transmisie date (TD), (Tx) – pinul 2 și recepție date (RD), (Rx) – pinul 3. DTE trebuie să țină semnalul Tx în starea logică „1” (potențial negativ) atunci când nu se transmit date precum și în intervalul dintre caractere. DTE nu poate activa semnalul Tx dacă semnalele de control RTS, CTS, DSR și DTR nu sunt în starea logică „1” (ON, potențial pozitiv).

Semnalul recepție date Rx trebuie ținut pe „1” logic atâta timp cât semnalul de control „DATA CARRIER DETECT” (DCD) este OFF. În transmisia „half-duplex” RD este pe „1” atunci când RTS este ON. Canalul secundar are la pinii 14 și 16 semnale de date analoage cu cele prezentate anterior.

Semnalele de control pot fi utilizate în totalitate sau numai o parte dintre ele. Se descrie în continuare funcția fiecărui semnal de control.

REQUEST TO SEND (RTS) (pinul 4) are drept sursă DTE și anunță că există date de transmis. În cazul legăturilor de tip simplex sau duplex punerea pe ON („1” logic) a liniei RTS determină trecerea modemului (DCE) în modul „transmite”. În legătura de tip half-duplex, starea ON a semnalului RTS pune DCE în modul „transmite” și totodată inhibă modul „recepție”. O dată ce semnalul RTS trece în starea OFF el nu mai poate fi readus în starea ON decât cu condiția ca semnalul CLEAR TO SEND (CTS) să fi fost comutat în starea OFF de către DCE. Semnalul CLEAR TO SEND (CTS) (pinul 5) are ca sursă DCE și constituie răspunsul modemului la semnalul RTS. Dacă CTS este în starea ON, transmiterea datelor poate începe. Dacă CTS este în starea OFF, DTE nu poate transmite date. Modemul ține CTS în starea ON numai dacă liniile de control DATA SET READY (DSR) și DATA TERMINAL READY (DTR) sunt în starea ON. Semnalul DATA SET READY (DSR) (pinul 6) dă informații despre starea în care se găseste modemul în sensul că este pus sub tensiune, este pornit și gata să primească date pentru a le transmite pe linia telefonică. Este un răspuns al modemului la semnalul DTR emis de echipamentul numeric (DTE). Punerea lui DSR în starea ON nu înseamnă că întreg circuitul telefonic este stabilit, ci doar că modemul local este pregătit pentru utilizare . Semnalul DATA TERMINAL READY (DTR) – pinul 20 – în starea ON anunță că DTE este în functiune și se dorește conectarea lui DCE la interfață. Dacă DTR devine OFF, DCE este deconectat din lanțul de comunicație după ce s-a terminat comunicarea aflată în curs de derulare. Semnalul RING INDICATOR (RI) – pinul 22 – este pus în starea ON atunci când DCE anunță DTE că s-a primit un semnal de apel. Semnalul DATA CARRIER DETECT (DCD) – pinul 8 este pus în starea ON atunci când DCE este în măsură să anunțe DTE că pe linia telefonică a fost detectată existența purtătoarei. Dacă nu există purtătoare sau nivelul acestuia este insuficient, DCD trece în starea OFF.

Dacă parametrii purtătoarei se mențin în limitele prescrise un timp mai îndelungat, există o mare probabilitate ca schimbul de informație ce urmează a fi efectuat să se desfășoare fără erori. Acest lucru este semnalizat de către DCE prin punerea în stare ON a liniei SIGNAL QUALITY DETECTOR – pinul 21. Semnalul DATA SIGNAL RATE SELECTOR – pinul 22 – este pus în starea ON atunci când se selectează o viteză de transfer mai mare . Semnalele de control SECONDARY REQUEST TO SEND, SECONDARY CLEAR TO SEND și SECONDARY DATA CARRIER DETECT au pentru canalul secundar același rol cu semnalele RTS, CTS și DCD pentru canalul primar. Semnalele de sincronizare se utilizează doar în cazul comunicației sincrone, de altfel foarte rar folosită de către interfața RS-232 C. TRANSMITTER SIGNAL ELEMENT TIMING (DTE SOURCE) are ca sursă DTE și marchează mijlocul fiecărui bit transmis. RECEIVER SIGNAL ELEMENT TIMING este folosit de DCE pentru a marca mijlocul fiecărui bit recepționat. Cel de-al treilea semnal TRANSMITTER SIGNAL ELEMENT TIMING (DCE SOURCE) este folosit de DTE pentru a schimba datele ce se transmit pe linia de date (TxD). Data se modifică atunci când semnalul de sincronizare are o tranziție din starea OFF în starea ON.

Semnalele de masă sunt două: împământarea – pinul 1 – ce realizează legarea echipotențială a carcaselor DTE si DCE si masa de semnal – pinul 7 – ce reprezintă potențialul de referință pentru celelalte semnale.

Interfața RS-232 C poate funcționa asincron sau sincron. Cel mai adesea se folosește comunicarea asincronă. În acest caz transmițătorul emite mai întâi un bit de start prin care anunță receptorul că urmează un caracter. După bitul de start transmițătorul pune pe linia TxD caracterul, începând cu bitul cel mai semnificativ. Fiecare bit este menținut pe linie o durată bine stabilită de timp. Receptorul eșantionează linia TxD la momente de timp care se situează cât mai aproape de

centrul momentului de timp afectat fiecărui bit. Lucrul acesta se întâmplă numai dacă transmițătorul și receptorul lucrează cu aceeași viteză (au același « baud rate »). Codul folosit pentru caractere este codul ASCII ce folosește 7 biți. După biții caracterului urmează bitul de paritate ce permite receptorului să detecteze dacă un bit a fost greșit recepționat. Bitul de paritate permite detectarea eronării unui singur bit. Ultimii biți transmiși sunt biții de stop care dau timp receptorului să asamblez într-un cuvânt biții recepționați serie și să se pregătească pentru recepționarea noului caracter. Se utilizează 1, 1,5 sau 2 biți de stop.

În cazul în care un calculator transmite unei imprimante, pot apare probleme din cauza vitezei de lucru a acesteia. De aceea se utilizează un protocol de transmisie realizat cu liniile RTS și CTS. Datorită dotării imprimantei cu o memorie tampon, protocolul se realizează pe blocuri de date. Unii producători înlocuiesc CTS cu unul dintre semnalele DTR și DSR.

La comunicarea între două calculatoare, ce folosesc RS-232 C și modul fullduplex, legate direct sau prin intermediul modemurilor, se utilizează frecvent așanumitul protocol XON / XOFF. Acest protocol folosește două coduri ASCII, numite unul « Device Control 1 » (DC1) și celălalt « Device Control 2 » (DC2), în modul următor : la primirea caracterului DC1 transmițătorul începe să transmită (XON), iar la primirea caracterului DC2 transmițătorul se oprește (XOFF).

La echipamentele ce lucrează la distanță mare se preferă lucrul în curent. Standardul RS-232 C a fost definit în termeni de tensiune, dar se construiesc dispozitive ce consideră nivel logic “1” atunci când trece un curent de 20…60 mA și nivel logic “0” la absența curentului. La asamblarea unor astfel de dispozitive în vederea comunicării prin RS-232 C apare problema care dintre ele constituie sursa de curent.

CAPITOLUL 4

DESCRIEREA PROTOCOLULUI MODBUS RTU

4.1. Introducere

Protocolul MODBUS a fost definit in 1979 de producatorul de automate programabile Modicon. El are o serie de avantaje, care l-au impus pe piata echipamentelor de automatizare, in prezent circa 40% din totalul comunicatiilor industriale se bazeaza pe

MODBUS. Printre avantaje, enumeram:

a. Este relativ simplu de implementat

b. Nu necesita harware dedicat pe nivelul fizic

c. Dispune de un mecanism sigur de detectie a erorilor

d. Este complet open source – astfel incat este foarte bine documentat

La capitolul dezavantaje, enumeram:

a. Are o structura rigida MASTER-SLAVE a retelei, astfel incat un SLAVE nu poate niciodata lua initiativa de a transmite un “eveniment” detectat

b. Viteza de comunicatie e limitata la 115200 baud MODBUS este prezentat in doua variante: MODBUS ASCII si MODBUS RTU. A

cestea sunt in linii mari identice, cu trei diferente esentiale:

a. In MODBUS ASCII, toate caracterele oricarui pachet sunt codate ASCII, spre

deosebire de MODBUS RTU, unde datele sunt transmise binar.

b. In MODBUS ASCII delimitarea pachetelor se face prin introducerea unor caractere speciale pentru inceputul si sfarsitul pachetului. Inceputul pachetului este marcat de caracterul ASCII ‘:’ (hex 0x3A), iar sfarsitul pachetelor este marcat de CR+LF

(0x0D,0x0A). In MODBUS RTU, delimitarea pachetelor se face prin pauze de minim 3.5Tc (Tc=timpul de caracter – durata de timp necesara pentru transmiterea unui

caracter la viteza de transmisie aleasa. De exemplu, la viteza de 9600 baud, timpul

de caracter este aproximativ o milisecunda).

c. Detectia erorilor se face diferit in cele doua variante: MODBUS ASCII foloseste o suma de control relativ simpla, pe 8 biti, denumita LRC (Longitudinal Redundancy

Check), in timp ce MODBUS RTU foloseste o suma de control complexa pe 16 biti,

denumita CRC (Cyclic Redundancy Check). MODBUS ASCII are avantajul ca poate fi usor “citit” si interpretat si este util pentru regimul de depanare a comunicatiei, dar are dezavantajul ca pentru fiecare octet binary transferat sunt necesare doua caractere ASCII, deci viteza globala de comunicatie este redusa la jumatate. Din acest motiv este rareori folosit in exploatare, dar majoritatea implementarilor contin ambele versiuni.

Ulterior aparitiei MODBUS, au fost dezvoltate alte variante ale protocolului initial si anume:

a. MODBUS PLus

b. Modbus II

c. MODBUS TCP

Acestea nu mai sunt open source si sunt mult mai putin raspandite. Diferentele fata de varianta initiala a MODBUS sunt considerabile, astfel incat sunt considerate protocoale

distincte.

4.2. Fundamentele MODBUS

4.2.1. Layer-ul fizic al MODBUS

La nivelul layer-ului fizic, MODBUS se bazeaza pe o structura de retea de tip RS48, cu

configuratia tipica prezentata in figura 1.

Fig. 1 o Retea RS485 tipica

4.2.2. Reguli de acces la bus

• Intr-o retea MODBUS exista un singur MASTER.

• Toate secventele de comunicatie sunt initioate de MASTER. In consecinta doua unitati SLAVE nu pot comunica direct una cu alta.

• Un singur SLAVE poate raspunde la un pachet emis de MASTER

• Toate pachetele corecte trebuie sa primeasca raspuns.. Exista totusi o exceptie de la

aceasta regula, si anume pachetele de tip “broadcast”. Acestea sunt adresate tuturor

unitatilor SLAVE.

4.2.3.Reguli de structurare a pachetelor de date (data frames)

Descrierea de mai jos se refera la MODBUS RTU. Conversia pachetelor de date

descrise la MODBUS ASCII se rezuma la adaugarea caracterelor de inceput si sfarsit de

pachet, la calcularea CRC ai apoi fiecare octet binar din pachet este convertit la doua

caractere ASCII.

In MODBUS RTU, delimitarea pachetelor se face prin pastrarea unor intervale de

tacere intre pachete de minim 3.5 Tc inainte si dupa transmisia unui pachet. Daca dispozitivul MASTER nu primeste raspuns la o interogare intr-un anumit interval de tip, se declara o eroare de time-out. Intervalul recomandat pentru time-out este intre 20 si 250ms, dar acesta variaza mult de la o implementare la alta. Multe aplicatii soft care realizeaza functia de MODBUS MASTER lasa la alegerea utilizatorului intervalul de time-out si plaja de reglare poate merge pana la 30 secunde.

Toate pachetele de date au structura din figura 2.

-transformator coborator de tensiune de la 220V – 50 Hz ( alimetarea de la retea) la 1

Rezistenta este folosita ca sarcina si are urmatoarele valori…………….

=== A200plus ===

4.5 Montaj experimental pentru studiul funcționǎrii SINEAX A200

U1= ~ 220 V (transformator coborator de tensiune de la 220V – 50 Hz ( alimetarea de la retea) la 1

Rs = 4, 9 ohm

În urma punerii in funcțiune a montajului se citesc urmatoarele valori

Interval putere activa

Interval putere reactiva

Interval putere aparenta

Se citesc urmatorii parametrii

Tensiunea delta U= 227,3 V

Curentul fazei I = 0,965 A

Valorile medii ale curentilor I avg = 0,961 A

Frecventa F = 50.01 Hz

Puterea activa a sistemului P = 0.219 kW

Puterea reactiva a sistemului Q = -0.002 Kvar

Puterea aparentă a sistemului S = 0.219 kVA

Factorul de putere al sistemului PF = 1

Istoricul valorilor medii ale puterii

Pint 1 = 0.219 kW Qint 1…5 = 0.002 Sint 1= 0. 219 kVA

Pint 2 = 0.217 kW Sint 2 = 0.217 kVA

Pint 3 = 0.218 kW Sint 3 = 0.218 kVA

Pint 4 = 0.219 kW Sint 4 = 0.219 kVA

Pint 5 = 0.217 kW Sint 5 = 0.217 kVA

Datele colectate se pot exporta in Microsoft Office Excel

4.6.Configuarea programului A 200 plus

Softwareul A 200 plus este folosit pentru configurarea montajului si pentru citirea parametrilor . El permite comunicarea cu seria de echipamente A200. Utilizatorul poate configura comportamentul acestora si poate achizitiona valorile masurate.

Panoul de configurare are doua butoane aditionale : “Interval restart” care permite restartarea intervalului de sincornizare. „Logger + interval restart” este folosit pentru a sterge toate datele colectate anterior.Acest lucru poate fi util in cazul in care parametrii au fost schimbari sau pentru a incepe un nou proces de colectare de date.

Datele de intrare :

Pentru a introduce valorile de intrare pentru tensiuni si curenti vor fi folosite preselectiile din interfata de comanda. Acolo se gasesc limitarile de hardware ale montajului. Daca valorile de intrare sunt poluate de frecvente perturbatoare , pot apare probleme la masurarea la masurarea frecventelor montajului. Aceasta afecteaza colectarea datelor de intrare ceea ce poate duce la o instabilitate a comportarii masuranzilor . In acest caz alegem optiunea „ frecvente fixe pentru sampling” si selectam ca valoarea frcventei sa fie fixa. In cazul acesta colectarea datelor de intrare se va face la intervale fixe de timp bazate pe frecventa selectata.

Iesiri digitale

Iesirile digitale pot fi folosite pentru monitorizarea alarmelor sau ca si pul pentru echipamente de masurat externe.

Pentru limitele de alarma trebuie precizate o stare de ON si alta de OFF . Tipul de monitorizare cu alarma depinde de care limita este mai mare. Daca limita pentru ON este mai mare , atunci limita monitorizeaza alarmele de hight, in caz coltrar cele de low.

Valorile medii

Exista trei variante pentru a sincroniza valorile puterilor medii masurate:

cand folosim sincronizarea interna calculul valorilor medii vor fi efectuate pentru intervale selectate intre 1 si 60 min.

Pentru sincronizarea prin intrari digitale calculul valorilor medii va fi realizat pentru perioada dintr doua pulsuri ale intrarii digitale. In acest caz intrarea digitala nu va putea fi folosita pentru schimbari de tarif.

Sincronizarea externa via interfata bus mediaza calorile dintre receptionarea a doua comenzi de sincronizare prin interfata bus. In acest caz intrarea digitala poate fi folosita si pentru schimbari de tarifare.

Daca multimetrul este echipat si cu o extnsie EMMOD201 sau EMMOD 203 valorile medii por fi memeorate pentru o perioada mai lunga de timp. Pentru A210 si A22o un maxim de doua puteri medii pot fi inregistrate. Un A230 permite inregistrarea pana la 5 puteri medii .

Ficare montak ai carui parametrii sunt masurati poate fi descris in campul device description. Acesta face parte din configurarea montajului si poate fi downloadat in Sineax A200.

Setarile Modbus

Dispozitiviul de monitorizare a puterii poate fi pus in retea cu ajutorul modulelor de extenise EMMOD201. Un protocol modbus RTU va fi folosit pt comunicatie. Pana la 32 de astfel de echipamente pot fi interconectate. Fiecareia dintre ele trebuie sa i se asigneze o adresa unica in prealabil. Setarile de transmisie si viteza de transmisie trebuie sa fie aceleasi pentru toate Sineax. Setarile parametrilor Modbus pot fi facute doar prin interfata RS 232.

Selectarea tarifelor

Modulul de extensie EMMOD201 ofera o intrare digitala care poate fi folosita pentru urmatoarele functii:

sincornizarea calculului valorilor medii

selectarea tarifelor

Aceste functii nu pot fi selectate daca optiunea “configurare” este selectata.

Achizitia datelor

Folosind meniul “measurands” totti masuranzii si progresia bazei de date poate fi accesata. Acestea sunt:

expunere de ansamblu a tuturor masuranzilor

ultimele 2 puteri medii

toate valorile minime si maxima cu posibilitate de reset

tarifele cu posibilitate de reset

analiza armonica (in cazul EMMOD 203)

Toate datele sunt actualizate periodic

Arhiva de date

Valorile memorate in modul de extensie pot fi accesate din meniul “measurands” . In panou vor fi afisate in partea de jos statusul curent al arhivei (numarul de date inregistrate, masuranzii , intervalul de sincornizare) Datele pot fi stocate pe disc sau pot fi colectate pentru o analiza ulterioara. De asemenea datele pot fi exportate si in Microsoft Excel)

Procesul de achizitie a datelor incepe folosind functia “get logger data” Citirea incepe intotdeauna cu ultima valoare . Arhiva de date poate fi afisata si sub forma unui profil grafica. Datele sunt aranjate pe seturi zilnice.

Selectam : Logger data -> find extreme values pentru a afla valorile minime si maxime ale inregistrarilor.

Comunicatia

Selectarea interfetei de comunicare activa este realizata folosind tab-ul “communication interface” din meniul Options. Aisi se gasesc toate setarile necesare pentru tipul de interfata selectata. Daca exista posibilitatea de a lega dispozitivul intr-o retea , utilizatorul va fi ajutat de o cautare automata. Toate datele sunt salvate in aplicatia de tip INI.

Bibliografie

Pop E., Stoica V. ,Principii și metode de măsurare numerică , Ed. Facla , 1977

Iliescu, C. , Măsurări electrice și electronice . Ed Didactică și Pedagogică, București , 1984

Pop. E, Stoica, V. Crișan , S. , Măsurări în energetică, Ed. Facla, 1981

Ignea, A., Stoiciu, D., Măsurări electronice , senzori și traductoare, Ed. Politehnica , 2003

www.camillebauer.com