В данной статье мы хотим рассказать о промышленном индикаторе токовой петли ИТП-420, а именно варианты и способы подключения, а также режимы конфигурации в промышленной сети Modbus. Индикатор токовой петли ИТП-420 - это компактное электронное устройство имеющее цифровой LED дисплей, на котором возможно отображать технологические показания с различных датчиков и устройств. Прибор ИТП-420 может отображать значения от -1999 до 9999. Сдвиг запятой на дисплее настраивается через параметр F0-2 (XXXX, XXX.X, XX.XX, X.XXX). Обычно ИТП-420 врезают в дверцу шкафа и пластиковые боксы для отображения информации. Ниже представлены габаритные размеры индикатора токовой петли ИТП-420.
Индикатор токовой петли ИТП-420 поддерживает сигналы 0-10В, 2-10В, 0-20мА и 4-20мА. Датчики с выходном сигналом 0-5В также возможно подключить к ИТП-420, но в этом случае придется указать верхний диапазон в два раза выше, чем у датчика. Рекомендуемое питающее напряжение индикатора составляет от 9 до 25В DC. Важно понимать, независимо от схемы подключения, на индикатор ВСЕГДА необходимо подавать питающее напряжения на клеммы PWR и GND.
Рассмотрим самые популярные схемы подключения к аналоговому входу ИТП-420.
1. Подключение аналогового датчика 4-20мА по двухпроводной схеме. Обязательно, подаем питание (в нашем случае 24В DC) на клеммы PWR и GND с внешнего блока питания. Если используется сигнал 0-20мА/4-20мА не забываем ставить перемычку между клеммами Ai и mA на индикаторе.
Далее необходимо запараметрировать ИТП-420 на сигнал 4-20мА и установить правильные диапазоны подключаемого датчика.
- F0-3 = задаем нижний предел измерения датчика. Например, если у вас датчик температуры имеет диапазон измерения от -50°С до 50°С, то в параметре F0-3 необходимо задать -50. Если хотите более точные показания с десятыми долями, то указываете -500 и делаем сдвиг запятой в параметре F0-2 = 1.
- F0-4 = задаем верхний предел измерения датчика. Аналогично примеру выше, указываем 50. Если нужны более точные показания, то указываем 500.
- F0-2 = задаем сдвиг запятой на экране. Если указали в F0-3 (-500) и F0-4 (500), то обязательно в параметре F0-2 указываем 1.
- F1-0 = 1. Настраиваем ИТП-420 на токовые показания 4-20мА. Если указать F1-0 = 0, то подключаемые датчики должны быть с выходом 0-20мА или 0-10В.
Это минимальные настройки для отображения технологических показаний с датчика 4-20мА по двухпроводной схеме подключения.
2. Подключение аналогового датчика 0-10В по двухпроводной схеме. В этом случае схема подключения аналогична схеме с датчиком 4-20мА, только сигнальный провод с датчика необходимо подключать на клемму Ai (без перемычки на mA).
- F0-3 = задаем нижний предел измерения датчика. Например, если у вас датчик температуры имеет диапазон измерения от -50°С до 50°С, то в параметре F0-3 необходимо задать -50. Если хотите более точные показания с десятыми долями, то указываете -500 и делаем сдвиг запятой в параметре F0-2 = 1.
- F0-4 = задаем верхний предел измерения датчика. Аналогично примеру выше, указываем 50. Если нужны более точные показания, то указываем 500.
- F0-2 = задаем сдвиг запятой на экране. Если указали в F0-3 (-500) и F0-4 (500), то обязательно в параметре F0-2 указываем 1.
- F1-0 = 0. Настраиваем ИТП-420 на сигналы напряжения 0-10В. Если у вас датчик 2-10В, то в параметре F1-0 укажите 1.
3. Подключение ИТП-420 к аналоговому выходу 4-20мА контроллера или частотного преобразователя с активным или пассивным выходом. Активный выход (например, у контроллера) может иметь собственное выходное напряжение и в этом случае схема подключения с ИТП-420 будет отличаться. Если питание контроллера и индикатора ИТП-420 осуществляется от разных блоков питания, то ОБЯЗАТЕЛЬНО общий контакт объединить, как на схеме ниже. В противном случае показания с контроллера будут некорректные или вообще отсутствовать. Если выход у контроллера имеет сигнал 0-10В, то "+" аналогового выхода контроллера необходимо подключить на клемму Ai БЕЗ ПЕРЕМЫЧКИ. В остальном схема подключения аналогична. Параметрирование значений ИТП-420 осуществляется согласно пунктам 1 и 2.
Если аналоговый выход контроллер пассивный (отсутствует собственное выходное напряжение), то в этом случае схема подключения аналогична п.1 и п.2. В дополнение показали схему подключения с пассивным выходом контроллера выше. Напоминаем, независимо от схемы подключения ИТП-420, питание на клеммы PWR и GND с блока питания ОБЯЗАТЕЛЬНО!
Индикатор токовой петли ИТП-420 поддерживает работу по промышленному протоколу Modbus RTU. Получаемые показания с различных датчиков возможно транслировать по Modbus через интерфейс RS485. Далее более подробно рассмотрим поддерживаемые режимы ИТП-420 в сети Modbus RTU и функциональные возможности интерфейса RS485.
- скорость обмена от 1200 до 38400 бит/сек (параметр F7-1)
- Slave ID ИТП-420 от 1 до 247 (параметр F7-2)
- формат передачи данных 8N1, 8E1, 0O1, 8N2 (параметр F7-3)
1. Передача показаний датчика по протоколу Modbus RTU. Параметр F7-4 = 0. Это стандартная конфигурация ИТП-420, когда устройство считывает показания с датчика и транслирует их по протоколу Modbus RTU.
В данном случае можно считать следующие регистры по сети Modbus RTU (только чтение):
- параметр F0-0 - показания с датчика в %, когда 4мА = 0%, а 20мА = 100%. Необходимо считать регистр №0 (DEC) с помощью функции Modbus 03. Тип переменной INT16.
- параметр F0-1 - преобразованные показания отображаемые на дисплее. Необходимо считать регистр №1 (DEC) с помощью функции Modbus 03. Тип переменной INT16.
- параметр F0-2 - сдвиг запятой показаний на дисплее. Необходимо считать регистр №2 (DEC) с помощью функции Modbus 03. Тип переменной INT16.
- параметр F0-3 - нижний предел показаний подключаемого датчика. Необходимо считать регистр №3 (DEC) с помощью функции Modbus 03. Тип переменной INT16.
- параметр F0-3 - верхний предел показаний подключаемого датчика. Необходимо считать регистр №4 (DEC) с помощью функции Modbus 03. Тип переменной INT16.
2. Передача показаний с контроллера или панели оператора на индикатор ИТП-420. Параметр F7-4 = 1. В данном случае индикатор ИТП-420 выступает в качестве Slave устройства, на которое возможно передавать одно значение (переменную) с Master устройства сети Modbus RTU. В текущей ситуации датчики не подключаются к ИТП-420 и аналоговый вход не задействован.
ИТП-420 поддерживает только целочисленные значения в формате INT16 и диапазоне от -1999 до 9999. В качестве Master устройства может выступать контроллер, панель оператора, SCADA система или любое другое устройство поддерживающее протокол Modbus RTU и интерфейс RS485. Если F7-4=1, то возможно считать/записать следующие регистры:
- параметр F0-1 - показания отображаемые на дисплее ИТП-420. Необходимо считать/записать регистр №1 (DEC) с помощью функции Modbus 03/10. Тип переменной INT16.
- параметр F0-2 - сдвиг запятой показаний на дисплее. Необходимо считать/записать регистр №2 (DEC) с помощью функции Modbus 03/10. Тип переменной INT16.
В данной конфигурации ИТП-420 выступает как небольшая HMI панель с возможностью отображения одной переменной в формате INT16. Важно отметить, что ИТП-420 является Slave устройством!
3. Передача показаний датчика по протоколу Modbus RTU между ИТП-420 без обратной связи. Параметр F7-4 = 2. В данном случае используются только устройства ИТП-420 (как в режиме Master, так и Slave) и обмен по протоколу Modbus RTU осуществляется в замкнутой сети. В текущих условиях нельзя подключить другие промышленные устройства (контроллеры, панели оператора и т.п.). Данный режим предполагает, что одно устройство ИТП-420 (Master) считывает показания с датчика подключенного к аналоговому входу и далее по сети Modbus RTU передает полученные данные на все Slave устройства (ИТП-420). Таким образом, на всех устройствах ИТП-420 будут отображаться одинаковые данные получаемые с аналогового датчика. Режим обмена F7-4 = 2 удобен, когда необходимо отображать одни и те же данные в разных местах. Например, температуру воздуха в помещении отображать по месту и в операторской.
Для настройки обмена между ИТП-420 необходимо в Master устройстве (главный ИТП-420 к которому подключен датчик) указать значение F7-4 = 2, а во всех Slave устройствах (ИТП-420) указать F7-4 = 1. Изменять Slave ID нет необходимости, достаточно только изменить параметр F7-4. Данная конфигурация не имеет обратной связи, то есть Master устройство отправляет значение, а Slave устройство пытается его считать. Иными словами, Master только записывает, а Slave только читает. Если произойдет обрыв какого-либо прибора ИТП-420, то индикаторы R и T на устройстве будут продолжать также моргать и визуально не получится определить отсутствие передачи показаний. Нужно понимать, чем больше Slave устройств в цепи, тем медлее обновляются показания на устройствах. Рекомендуется устанавливать до 8 Slave устройств ИТП-420 в цепь обмена (при желании можно установить до 16 устройств, но обновление данных будет дольше).
4. Передача показаний датчика по протоколу Modbus RTU между ИТП-420 с обратной связью. Параметр F7-4 = 3. Данный режим аналогичен F7-4 = 2 за исключение того, что Slave устройства передают обратную связь на Master устройство. Обратная связь выражена в частоте моргания индикаторов R и T на устройстве ИТП-420. Если происходит обрыв одного Slave устройства, то индикатор R на Master устройстве начинает медлее моргать. Если в сети обрыв всех Slave устройств, то индикатор R на Master устройстве начинает просто гореть без моргания. В остальном существенных изменений от параметра F7-4 = 2 нет.
Данный режим конфигурируется двумя параметрами F7-0 и F7-4. Например, у вас имеется 2 Slave устройства ИТП-420, тогда вам в параметре F7-0 (Master) нужно указать общее количество Slave устройств, то есть 2. В параметре F7-4 указываете 3. В Slave устройствах изменяете Slave ID (параметр F7-0) по порядку и меняете F7-4 на значение 1. Настройка для каждого устройства показана на рисунке выше.
На практике разница между настройками F7-4=2 и F7-4=3 незначительная и основное отличие в конфигурации каждого ИТП-420, так как на частоту моргания индикации R и T обслуживающий персонал вряд ли будет обращать внимание.
В данной статье мы постарались максимально подробно дать ответы на возникающие вопросы у наших клиентов по схемам подключения и конфигурации ИТП-420 в сети Modbus. Индикатор токовой петли ИТП-420 является максимально простым и бюджетным устройством, но при этом надежным и востребованным в разных сферах промышленности и автоматизации. Если у вас остались вопросы по данному устройству, то свяжитесь с нами любым удобным для вас способом!
Руководство пользователя на индикатор токовой петли