Manual Completo

TRANSDUTOR DE ENERGIA ELÉTRICA
CARACTERÍSTICAS GERAIS
•
Montagem em fundo de painel através de trilhos de fixação ou parafusos;
•
Conexão direta a sinais de tensão (até 500 VAC) e corrente (até 5 A);
•
Medição de W, Wh (+ e -), VAr, VArh (+ e -), VA, fator de potência médio, tensão média e
por fase, corrente média e por fase, frequência;
•
Medição de energia nos quatro quadrantes;
•
0,5% de precisão, isolação de 4KV;
•
Retenção dos totalizadores de consumo de energia ativa e reativa em caso de falha de
energia;
•
Chave externa de seleção quanto ao tipo de ligação: 3 elementos, 4 fios (com neutro) ou 2
elementos, 3 fios (sem neutro);
•
Saída serial RS 485, protocolo de comunicação MODBUS RTU;
•
Chave externa de seleção quanto ao endereço RTU e velocidade de comunicação
(4800/9600 bps);
•
LED’s sinalizadores para o correto faseamento dos sinais de tensão e corrente;
•
LED indicativo quanto ao sentido da energia (importada ou exportada);
•
LED’s indicativos de atividade de comunicação (transmissão e recepção);
•
Alimentação em 110/220 VAC e 80 VCC automática;
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
•
Consumo total < 3 VA;
•
Sinais de tensão: até 500 VAC;
•
Sinais de corrente: até 5 A;
•
Precisão: até 0,5%;
•
Temperatura de operação: 0o a 50o C;
•
Alimentação: 80 a 250 VCA automática ou 110 VCC;
•
Consumo dos TC’s internos:0,3 VA;
DIP SWICTH
Chaves de 1 a 6: seleção do endereço RTU;
DIP 1
DIP 2 DIP 3 DIP 4 DIP 5 DIP 6
RTU
ON
ON
ON
ON
ON
OFF
1
ON
ON
ON
ON
OFF
ON
2
ON
ON
ON
ON
OFF
OFF
3
ON
ON
ON
OFF
ON
ON
4
ON
ON
ON
OFF
ON
OFF
5
ON
ON
ON
OFF
OFF
ON
6
ON
ON
ON
OFF
OFF
OFF
7
ON
ON
OFF
ON
ON
ON
8
ON
ON
OFF
ON
ON
OFF
9
ON
ON
OFF
ON
OFF
ON
10
ON
ON
OFF
ON
OFF
OFF
11
ON
ON
OFF
OFF
ON
ON
12
ON
ON
OFF
OFF
ON
OFF
13
ON
ON
OFF
OFF
OFF
ON
14
ON
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
15
ON
OFF
ON
ON
ON
ON
16
ON
OFF
ON
ON
ON
OFF
17
ON
OFF
ON
ON
OFF
ON
18
ON
OFF
ON
ON
OFF
OFF
19
ON
OFF
ON
OFF
ON
ON
20
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
21
ON
OFF
ON
OFF
OFF
ON
22
ON
OFF
ON
OFF
OFF
OFF
23
ON
OFF
OFF
ON
ON
ON
24
ON
OFF
OFF
ON
ON
OFF
25
ON
OFF
OFF
ON
OFF
ON
26
ON
OFF
OFF
ON
OFF
OFF
27
DIP 1
DIP 2 DIP 3 DIP 4 DIP 5 DIP 6
RTU
ON
OFF
OFF
OFF
ON
ON
28
ON
OFF
OFF
OFF
ON
OFF
29
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
ON
30
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
31
OFF
ON
ON
ON
ON
ON
32
OFF
ON
ON
ON
ON
OFF
33
OFF
ON
ON
ON
OFF
ON
34
OFF
ON
ON
ON
OFF
ON
35
OFF
ON
ON
OFF
ON
ON
36
OFF
ON
ON
OFF
ON
ON
37
OFF
ON
ON
OFF
ON
ON
38
OFF
ON
ON
OFF
OFF
OFF
39
OFF
ON
OFF
ON
ON
ON
40
OFF
ON
OFF
ON
ON
ON
41
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
42
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
43
OFF
ON
OFF
OFF
ON
ON
44
OFF
ON
OFF
OFF
ON
ON
45
OFF
ON
OFF
OFF
OFF
ON
46
OFF
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
47
OFF
OFF
ON
ON
ON
ON
48
OFF
OFF
ON
ON
ON
OFF
49
OFF
OFF
ON
ON
OFF
ON
50
OFF
OFF
ON
ON
OFF
OFF
51
OFF
OFF
ON
OFF
ON
ON
52
OFF
OFF
ON
OFF
ON
OFF
53
OFF
OFF
ON
OFF
OFF
ON
54
OFF
OFF
ON
OFF
OFF
OFF
55
DIP 1
DIP 2 DIP 3 DIP 4 DIP 5 DIP 6
RTU
OFF
OFF
OFF
ON
ON
ON
56
OFF
OFF
OFF
ON
ON
OFF
57
OFF
OFF
OFF
ON
OFF
ON
58
OFF
OFF
OFF
ON
OFF
OFF
59
OFF
OFF
OFF
OFF
ON
ON
60
OFF
OFF
OFF
OFF
ON
OFF
61
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
ON
62
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
63
ON
ON
ON
ON
ON
ON
64
CHAVE 7: seleção quanto ao tipo de ligação para medição;
DIP SWITCH 7 = ON: medição com 3 elementos, 4 fios (com neutro);
DIP SWITCH 7 = OFF: medição com 2 elementos, 3 fios (sem neutro);
CHAVE 8: seleção da velocidade de comunicação;
DIP SWITCH 8 = ON: 9600 bps;
DIP SWITCH 8 = OFF: 4800 bps;
LED’s INDICATIVOS
LED
FUNÇÃO
COR
TX
COMUNICAÇÃO AMARELO
Aceso, indica transmissão de dados
RX
COMUNICAÇÃO VERMELHO
Aceso, indica recepção de dados
FT
FASEAMENTO
DE TENSÃO
VERDE
Descrição do funcionamento
•
Aceso indica faseamento correto;
TIPO DE LIGAÇÃO
3 elementos, 4 fios: fases em sequência
positiva de 120o (0o , 120o e 240o);
2 elementos, 3 fios: ângulo de 00 para
corrente da fase 1 e 240o para corrente da
fase 3;
FI
FASEAMENTO
DE CORRENTE
VERDE
•
Pisca quando não identificar o tipo de
ligação
•
Aceso indica faseamento
corrente correto
tensão
e
TIPO DE LIGAÇÃO
3 elementos, 4 fios: válido para
defasamento entre corrente e tensão de
no máximo +30o ou –30o (f.potencia
indutivo de 0,86 ou capacitivo de –0,86);
2 elementos, 3 fios: válido para os
ângulos entre tensão e corrente entre as
fases 1 e 3 poderão um defasamento de
30o (+ ou -), além dos 30o inerentes a
este tipo de ligação;
P
POTÊNCIA
VERDE
•
Pisca quando não identificar o tipo de
ligação
•
Acende Quando a energia está sendo
importada;
•
Apaga quando a energia está sendo
exportada;
DIAGRAMAS DE INTERLIGAÇÃO AOS SINAIS DE MEDIÇÃO
PROTOCOLO MODBUS
Introdução
A comunicação serial RS485 funciona somente com os pinos de Rx e Tx, mas caso o conversor
apresentar 4 saídas (RS422) para convertê-la em 485 basta ligar as saídas conforme abaixo:
2 FIOS: RS485
A linha RS é balanceada e não é necessário condutor terra, mas se o cabo possuir blindagem, deve-se
aterrar apenas um dos lados conforme desenho acima.
Tipos de comunicação em MODBUS:
ASCII (American Standard Code for Information Interchange)
Para transmitir o número 16 são necessários 16 bits.
O intervalo entre os dados pode ser maior que 1 segundo
RTU (Remote Terminal Unit)
Para transmitir o número 16 são necessários 8 bits.
O intervalo entre os dados não pode ser maior que 3,5 caracteres
Configuração dos parâmetros da serial:
Em comunicação MODBUS somente 1 mestre é suportado na rede
A configuração da serial baseia-se em:
Taxa de transmissão (BaudRate): a partir de 4800 bps
Tamanho dos dados (DataBits): 8
Paridade (Parity): None
Bits de parada (StopBits): 2
Para cada byte transmitido, são mandados 8 bits mais 3 bits que são: Start bit e 2 (dois) Stop bit.
Exemplo:
1
Start bit
1
0
1
0
1
0
8 bits referentes ao byte transmitido
0
0
1
1
Stop bit Stop bit
Somando-se todos os bits resulta 11 bits, ou seja, o tamanho de cada byte na serial é de 11 bits
(tamanho da palavra). O BaudRate e o tamanho do frame devem ser configurados no conversor quando
necessário.
Endereçamento do medidor:
Todo medidor deve ter um endereço (único) na rede.
CONEXÃO EM LINHA CONTÍNUA
CONEXÃO EM LOOP
Uma das vantagens da ligação em loop é que uma simples condição de falha que provoque a abertura
do circuito, não resulta em perda de comunicação entre o computador e qualquer um dos transdutores.
A distância total das ligações não pode ser superior a 1000 metros e o cabo utilizado é o par-trançado
blindado AWG 24.
CÁLCULO E UTILIDADE DO CRC (ciclical redundance check):
Para se calcular o CRC existe um algoritimo específico, descrito a seguir., que envolve todos os bytes
que serão transmitidos, desde o endereço até o último byte.
1. Preencha um registro de 16 bits com 1’s (0xFFFF);
2. Faça um OR EXCLUSIVE entre o registro (LSB) e o byte de transmissão;
3. Desloque o registro obtido 1 bit a direita;
4. Se o bit menos significativo do registro for igual a 1, façao um OR EXCLUSIVE dom os seguintes
16 bits:
10100000
00000001
MSB
LSB
5. Repita os passos 3 e 4 oito vezes;
6. Repita os passos 2,3,4 e 5 para todos os bytes da mensagem;
7. conteúdo final do registro é o valor do CRC que transmitido no final da mensagem começando
com o byte menos significativo;
A seguir apresentamos um código em C com a implementação deste algorítimo:
//contador
=
número de bytes da mensagem
//testa CRC-16
crc16_teste = 0xffff;
if(contador > 2)
{
for(i = 0; i < contador; i++)
{
crc16_teste = polydiv(*(prx + i), 0xa001, crc16_teste);
}
if(crc16 != crc16_teste)
{
rx_erro = CKS_ERRO;
}
}
//--------------------------polydiv---------------------------------------;
//CRC16_REV
//------------------------------------------------------------------------;
WORD polydiv(WORD data, WORD genpoly, WORD accum)
{
static int i;
data <<= 1;
for(i = 8; i > 0; i--)
{
data >>= 1;
if((data ^ accum) & 0x0001)
{
accum = (WORD)((accum >> 1) ^ genpoly);
}
else
{
accum >>= 1;
}
}
return(accum);
}
No caso de uma recepção, deve-se retirar os 2 últimos bytes do frame (CRC recebido) e calcular o CRC
do restante do frame para poder ser comparado aos 2 últimos bytes recebidos que é o CRC.
O CRC é utilizado para garantir que o que foi transmitido é exatamente o que foi recebido, ou seja,
nenhuma interferência afetou os dados na rede.
COMUNICAÇÃO COM O TRANSDUTOR CCK 4200
PARA LEITURA DE DADOS
MENSAGEM VINDA DO PC
RTU
FUNC HI
DATA L.O
DATA QUANTIDADE
START ADDR START ADDR (HI,LO)
BYTE BYTE BYTE
BYTE
BYTE
DE
REGS CRC 16 LO
BYTE
BYTE
CRC HO
BYTE
RTU: endereço da unidade remota;
FUNÇÃO: 03 para leitura de até 255 bytes;
H.O, L.O ADDR: endereço de escrita/leitura (superior e inferior) de dados na memória da unidade remota;
QUANTIDADE: quantidade de WORDS para leitura (máximo 125);
CRC 16: low e high;
RESPOSTA DO CCK 4200
RTU
FUNC BYTE DATA DATA -------CNT
BYTE BYTE BYTE BYTE BYTE --------
-------- -------- CRC
LO
16 CRC HO
-------- -------- BYTE
BYTE
COMANDOS DE ESCRITA PARA PROGRAMAÇÃO DE PARÂMETROS (endereço x100h)
ENDEREÇO DESCRIÇÃO
FORMATO
x102
Reset no contador de Wh+
1 byte
Reset no contador de Wh-
1 byte
Reset no contador de VArh+
1 byte
Reset no contador de VArh-
1 byte
COMANDOS DE LEITURA DE DADOS (endereço 0x200h)
ENDEREÇO DESCRIÇÃO
FORMATO (bytes)
0x200
Totalizador de 100 miliwatt hora – Wh +
4 (DWORD)
0x202
Totalizador de 100 miliwatt hora – Wh -
4 (DWORD)
Totalizador de 100 milivar hora – VArh +
4 (DWORD)
Totalizador de 100 milivar hora – VArh -
4 (DWORD)
Tensão atual da fase R (Vx10)
2 (WORD)
Tensão atual da fase S (Vx10)
2 (WORD)
Tensão atual da fase T (Vx10)
2 (WORD)
Tensão média das fases (Vx10)
2 (WORD)
Corrente da fase R (Ix1000)
2 (WORD)
Corrente da fase S (Ix1000)
2 (WORD)
Corrente da fase T (Ix1000)
2 (WORD)
Corrente média das fases (Ix1000)
2 (WORD)
0x210
Potência Ativa Instantânea - WATT
2 (short)
0x211
Potência Reativa Instantânea - VAr
2 (short)
0x212
Fator de potência médio (x 1000)
2 (WORD)
0x213
Frequência atual x 100
2 (WORD)
0x214
Ângulo entre tensão e corrente da FASE R
2 (short)
0x215
Ângulo entre tensão e corrente da FASE S
2 (short)
0x216
Ângulo entre tensão e corrente da FASE T
2 (short)
0x217
Ângulo tensão da FASE R
2 (short)
0x218
Ângulo tensão da FASE S
2 (short)
0x219
Ângulo tensão da FASE T
2 (short)
0x21A
Potência Aparente Instantânea - VA
2 (WORD)
0x21B
Versão de FIRMWARE
2 (WORD)
0x21C
Contador de Erros
2 (WORD)
0x208
58
Obs: todos os parâmetros podem ser obtidos em uma única leitura, a partir do endereço x0200;