С новым днём вас, друзья! Здравствуйте!
На чем мы в прошлый раз остановились? Обзор очередного отличного устройства от Российской компании ОВЕН.
Сегодня будет Часть 2.
Поговорим о протоколах, методах подключения и прочих технических характеристиках и особенностях прибора.
Что на счет третьей части? Возможно, т.к. есть нюансы, которые можно показать! Но третью часть (если она будет) выложу позже, после всех испытаний, возможно даже не в этом году, загадывать не буду.
Сегодня по прибору:
1) Подключение прибора по протоколу ModBus.
2) Получение данных по протоколу MQTT.
Описывать подключение прибора к компьютеру не вижу смысла, используется специализированное ПО от ОВЕН – OwenConfigurator, и кабель MicroUSB или Ethernet, все настройки делаются без особого труда.
Предварительные настройки.
Перед тем как переходить к описанию протоколов, давайте настроим прибор.
Сетевые настройки будут показаны ниже.
Для начала нам нужно определиться с типом подключений.
Прибор может быть подключен по разным схемам, и «треугольник», и «звезда», и с частичной или полной схемой. Но, все эти нюансы обдумываются индивидуально, для каждого конкретного случая. Мой вариант – схема подключения S9.
Ещё, для управления нагрузкой, у прибора присутствует 2 Дискретных Выхода – типа «электромагнитное реле», с NO контактами. Для подключения нагрузки с током не превышающим 5 А AC, cos(φ) > 0,4, или 3А DC. Это стоит учитывать и делать правильные схемы подключения. Светодиодная лампа, ватт на 30, данное реле быстро испортит. Я буду использовать 1 дискретный выход для управления маломощным контактором, который будет включать уличный светильник. А ещё DO может работать в режиме ШИМ, но это будет крайне «медленный» и очень не «долгосрочный» ШИМ, хотя, возможно, кому-то этого будет достаточно.
В приборе, кроме DO, есть 8 DI, их использовать не буду, но всё что с ними связано – покажу. Вход может работать как счетчик импульсов, или определять логический уровень. Скорость у DI не очень высокая, всего 400 Гц, чего достаточно для простых задач подсчета.
Про измерения:
Сам прибор измеряет ток до 5 Ампер. Для измерения больших токов, требуется установить трансформаторы тока. Тут надо учесть то, что точность измерения через трансформаторы тока зависит не только от класса точности этих трансформаторов, но и от их номинального рабочего тока. Нет смысла устанавливать трансформатор на 150А, если больше 25А у вас быть в принципе не может. В моём случае трансформаторы будут использоваться 30-ти Амперные.
Исходя из выше написанного напрашивается продолжение – коэффициент трансформации. В случае с 30-ти Амперными трансформаторами тока (с номинальным вторичным током 5 Ампер) – 30/5 = 6. Задаем коэффициент трансформации равный 6. Настройки прибора позволяют выставлять значения трансформации с точностью 0,01. Это так же может потребоваться при поверке\калибровке измерений тока.
Что касается точности измерения самого прибора (до 5А), то тут всё точно, имеющиеся у меня приборы не выявили расхождений на токах до 5 Ампер. Хотя я не гос. поверка. Будущие измерения (ниже по тексту) подтвердят точность прибора и трансформаторов тока.
Измерять напряжение можно до 400 Вольт без трансформации. На подстанциях можно предусмотреть трансформаторы напряжения, и прописать необходимый коэффициент трансформации Напряжения.
ModBus
У прибора есть 2 физических интерфейса для работы по протоколу ModBus - RS485 и Ethernet.
У меня прибор подключен по Ethernet, соответственно - ModBus TCP. Каких-то отличий в настройке ModBus RTU и TCP нет, просто разные физические интерфейсы. В качестве прибора, выступающего в роли Master, будет ПР205, в нем мы сделаем кое-какие не сложные алгоритмы, для подсчёта, управления и чтения параметров МЭ210-701.
В инструкции к прибору есть полный список всех параметров, которые можно читать, а также записывать в прибор. Не буду копировать всё, но кое-что возьму.
Из не очевидного, но важного – напряжение батареи для актуального RTC.
- Если заряд батареи опускается ниже 2 В, то индикатор Авария засвечивается на 100 мс один раз в - две секунды. Такое свечение индикатора сигнализирует о необходимости замены батареи.
- Если напряжение батареи часов реального времени меньше 1,6 В, то запись конфигурационных - - параметров выполняется во флеш-память модуля.
Флеш-память имеет ресурс, важно менять батарейку вовремя, для этого можно создать простейший алгоритм уведомления. Можно через SCADA, если такая имеется, а можно и через OwenCloud отправить уведомление в телеграмм! Прибор очень хорошо работает с OwenCloud, а ещё и очень просто настаивается для этой работы!
Т.к. я хочу посчитать общую потребленную электроэнергию, нужно суммировать показания с всех трёх фаз.
Прибор измеряет и в прямом, и в обратном направлении мощность каждой фазы (A, B, C):
- Активную
- Реактивную
- Полную
Прибор, который будет выполнять роль «поверочного» - Меркурий 231AT-01, измеряет только Активную мощность. К тому же, Меркурий 2-ух тарифный, и разбивку на тарифы, подсчёт общей потребленной (активной) энергии сделаем уже не в ПР205, а в Home Assistant, где будет произведена калибровка показаний, и переключение тарифов. Хотя и ПР205 может самостоятельно выполнять все эти функции.
Принцип Профиля мощности.
Прибор непрерывно записывает в архив данные, в том числе и потреблённую мощность.
В настройках профиля мощности (на 3-тем фото сверху) есть несколько вариантов временного интервала – называется это "период интегрирования мощности". Есть вариант 3 минуты, 30 минут и так далее до 24 часов.
Чем чаще мы забираем информацию – тем меньше вероятность её потери.
При выключении питания модуля, производимая в момент снятия питания запись в файле архива может не сохраниться.
Запись в ячейку памяти происходит по истечению указанного времени. То есть, сначала накопленная мощность равна 0, через 3 минуты данные записываются в архив (и в регистр памяти прибора), и 3 минуты там хранятся, как только проходит ещё 3 минуты, старые значения из регистра стираются, а новые записываются.
Нужно организовать простейший механизм на ПР205, чтобы каждые 3 минуты новое значение суммировалось с предыдущим, а также все 3 значения с 3-ёх фаз суммировались в общую потребленную энергию (Активную). После чего данные передадим в «а-ля SCADA» систему Home Assistant, которая выведет на экран корректные показания, в зависимости от тарифа. Точность измерений будет +- 3 минуты в сутки.
Вот так примерно всё это выглядит. По истечению 8-ми суток, показания Меркурия и ОВЕН практически равны, разница вызвана лишь тем, что я перезагружал несколько раз ОВЕН МЭ210-701, и интервалом архивации 3 минуты. По сумме значений всё в полном равенстве.
С параметрами чтения Архива думаю всё понятно. Теперь быстренько посмотрим на DO.
Состояние дискретных выходов хранится в регистре 468, запись производится в регистр 470. В инструкции опечатка – и 468 и 470 полные регистры, не 8 бит, а 16.
Запись и чтение ведётся цельночисленными значениями. 00/01/10/11 – 0/1/2/3.
Т.к. DO требуется только 1, то и усложнять с запаковкой или распаковкой не буду, просто 0 выключить, 1 – включить.
Почитать про битовые операции можно в теме про ПЧВ и ПР205:
MQTT
Современный протокол, принцип работы - обмен сообщениями по шаблону издатель-подписчик.
Зачем и почему – такова тенденция, и MQTT пророчат будущее. В случае с промышленным оборудованием у меня пока есть некие сомнения в этом…
У прибора МЭ210-701 есть такой параметр, как "период обновления". Который, на данный момент, не доступен для редактирования, хотя варианты от 1 секунды, до 60 секунд в конфигураторе указаны.
В "Периоде обновления" стоит значение – 5 секунд. Соответственно и данные от прибора по MQTT отправляются 1 раз в 5 секунд.
Подключение к MQTT брокеру очень простое, достаточно заполнить данные, и всё само будет передаваться, хотя не совсем:).
Давайте по порядку.
В инструкции указаны все необходимые (и все возможные) «строки», а также примеры чтения и записи. По MQTT передается не так уж и много параметров, а записывать можно вообще только состояние дискретных выходов.
В качестве MQTT брокера выступит Home Assistant с соответствующими плагинами.
Диагностировать и наблюдать за обменом сообщений между прибором и Брокером, будем при помощи MQTT Explorer. Логи подключения увидим в Home Assistant, статус подключения (прибора по MQTT к брокеру) будет доступен в конфигураторе Owen.
Как только подключение установлено, всё настроено, приступаем к созданию сенсоров:
- Текущее напряжение
- Ток
- Мощность
- Статус DO1
Остальные данные мне не интересны. Хотя вот сейчас пишу это, и вдруг мне захотелось посмотреть перекос фаз, добавлю эти данные для архивирования чуть позже.
Теперь можно наблюдать историю, сравнивать и анализировать данные.
Данный пример лишь описывает возможность работы прибора по протоколу MQTT, для чего это нужно – решать вам. Хотя не так давно мне очень нужно было реализовать протокол MQTT в ПЛК150, и даже частично получилось решить эту задачу, но с сокетами я пока ещё даже не разбирался, только изучаю.
Всё. Сегодня мы с вами рассмотрели возможность подключения прибора по основным протоколам обмена данными. Подключили и настроили, и даже передали и получили данные.
Мой эксперимент продолжается, и сейчас прибор проходит пассивную фазу испытаний, без моего участия:). Не обещаю в этом году, но очень постараюсь сделать 3-тью часть, если наберется достаточное количество информации, которая может и в правду вам пригодиться.
Очень хочется реализовать ещё один проект, правда у себя дома – управление уличной подсветкой (свесы\стены дома), вроде «светомузыки», затухания, моргания, эффект дыхания дома, подмигивания, змейка и прочее. Но у меня нет Ethernet устройства вывода Аналоговых сигналов (4-20мА или 0-10В) каналов на 6-8 (для 6-8 ТТР и диммируемых СД фонарей), пока мониторю китайский сайт и авито.
На сегодня прощаюсь с вами, друзья! Впереди ещё много не рассказанного, не отключайтесь и подписывайтесь! Палец вверх приятно, но не обязательно:).
Нашли ошЫбки или не точ_ности? Дайте знать! Есть вопросы – задавайте!
Пока!