Winpads ek200 руководство

Введение

Протокол «Modbus» в настоящее время является наиболее используемым в АСУ ТП предприятий, и совместим с большим количеством оборудования.

Популярность протокола определила его использование в электронных потоковых корректорах газа EK280/EK290 (далее корректоры).

Корректоры при использовании протокола «Modbus» поддерживают следующие функции:

• Чтение одиночных значений.
• Чтение интервального архива.
• Использование регистров размером четыре байта.
• Использование интерфейса RS-232.
• Использование режима шины интерфейса RS-485.
• Блокировка обработки (например, открытие/закрытие замков поставщика и потребителя, блокировка установки параметров, таких как дата/время и т.д.)
• работа режима «Modbus» как от внешних источников питания, так и от внутренних.

Настоящая статья содержит описание особенностей реализации протокола «Modbus» в указанных корректорах газа.

Термины, обозначения и сокращения

Протокол «Modbus»

Протокол связи, соответствующий стандарту, фирмы «MODICON, Inc., Industrial Automation Systems». Подробная информация о данном протоколе содержится в документе Modicon Modbus Protocol Reference Guide. PI-MBUS-300 Rev. J

Протокол «Lis200»

Протокол связи, соответствующий стандарту, «ГОСТ IEC 61107-2011. Обмен данными при считывании показаний счетчиков, тарификации и управлении нагрузкой. Прямой локальный обмен данными».

Режим «Modbus» ЕК280/ЕК290

Режим работы интерфейса корректора, учитывающий особенности физического подключения для реализации протокола «Modbus»

Описание реализации

В электронных потоковых корректорах газа EK280/EK290, как и в EK270, используется протокол «Modbus» в соответствии со стандартом, разработанным фирмой «MODICON, Inc., Industrial Automation Systems». Подробная информация о данном протоколе содержится в документе Modicon Modbus Protocol Reference Guide. PI—MBUS—300 Rev. J.

Протокол «Modbus», реализованный в корректорах, совместим с информационными системами, использующими указанный выше протокол.

При использовании протокола «Modbus», корректоры могут быть связаны в сеть RS485 напрямую или через дополнительные интерфейсные устройства.

В корректорах используются две версии протокола «Modbus» ASCII и RTU.

Пользователи выбирают нужный режим вместе с параметрами связи серийного порта (скорость в бодах, режим четности и т.д.) в процессе конфигурирования каждого корректора. Режим и параметры должны быть одинаковы для всех устройств сети «Modbus».

Режимы ASCII или RTU определяют содержание битов полей сообщений и определяют, как информация будет кодироваться в полях сообщений, а затем декодироваться.

В любом из двух режимов последовательной передачи (ASCII или RTU), сообщение «Modbus» помещается передающим устройством в кадр, имеющий начальную и конечную точки. Это позволяет принимающим устройствам начинать с начала сообщения, считывать адрес и определять, какому устройству направлено сообщение (или ко всем устройствам, если сообщение широковещательное), и распознавать момент окончания сообщения. Могут распознаваться частичные сообщения и, как результат, выдаваться сообщения об ошибках.

Более подробно с режимами протокола «Modbus» можно ознакомиться в документе.

Из всего набора функций протокола «Modbus» в электронных корректорах газа EK280/290 реализованы четыре функции, приведённые в таблице 1.

Таблица 1

Код	Название	Действие
03	READ HOLDING REGISTERS	Чтение текущего значения одного или нескольких регистров хранения.
04	READ INPUT REGISTERS	Чтение текущего значения одного или нескольких входных регистров.
06	PRESET SINGLE REGISTER	Установка нового значения в регистр хранения.
16	PRESET MULTIPLE REGISTERS	Установка новых значений нескольких последовательных регистров.

Все команды протокола «Modbus» корректоров соответствуют стандартному протоколу «Modbus» и содержат контроль информации, гарантируя корректность прохождения команд.

Ответ от ведомого устройства к ведущему содержит запрашиваемые поля данных, если передача была в порядке, в противном случае — код исключения.

Если произошла ошибка, первый бит кода функции устанавливается в «1» и отправляется назад.

Например: Код функции «04» (= 0000 0100) — ответ от ведомого: «84» (= 1000 0100).

Протокол «Modbus» определяет восемь различных сообщений об ошибках, из которых в текущей реализации ЕК280/ЕК290 используются следующие:

Таблица 2

Код ошибки	Наименование	Описание
01	Неправильная функция	Код функции не используется в данной реализации «Modbus» ЕК280/ЕК290
02	Неправильный адрес	Данный адрес не используется в данной реализации «Modbus» ЕК280/ЕК290
03	Неправильные данные в запросе	Значение в поле данных запроса не допускается либо отказано в доступе, соответствующий замок закрыт
04	Ошибка ведомого устройства	Произошла неустранимая ошибка во время работы ведомого устройства, например: — начальный адрес архива за пределами допустимого диапазона; — в пределах запрашиваемого диапазона нет данных.

Порядок следования данных

В ЕК280/ЕК290 «Modbus» используется «Big-Endian» представление для адресов и элементов данных. Это означает, что, если численное количество больше, чем один байт, в первую очередь передается старший байт (который хранится в ячейке памяти с наименьшим адресом). Для совместимости с большинством современных ПЛК, основанных на микропроцессорах с использованием «Little-Endian» архитектуры, настройка ЕК280/ЕК290 предусматривает также использование «Little-Endian» архитектуры (L слово первое). Необходимо учитывать особенности архитектур устройств для обмена данными, чтобы устранить возможности отказа.

Порядок следования может быть выбран по LIS200-адресу «02:07B0». 0 — старшее слово первым, 1- младшее слово первым.

Размер регистра

Протокол «Modbus» обычно предусматривает только 16-битные регистры. Для ЕК280/ЕК290 определены также 32-разрядные регистры для совместимости с приложениями, использующими 32-разрядные регистры. Размер регистра может быть выбран по LIS200-адресу «02:07B8». Возможные значения «2» (для 16 — битового регистра) или «4» (для 32 — Битового регистра). Изменение размера действительно для всех регистров «Modbus».

Источники питания

Режим «Modbus» ЕК280/ЕК290 допускает работу, как от внешнего источника питания, так и от внутреннего. Однако, следует помнить, что устройство активно все время окна, и срок службы батареи снижается. Работа от внутренних элементов питания рекомендуется лишь в сочетании с устройствами, где связь активна только раз в день не более 60 мин. Если соединение с использованием протокола «Modbus» необходимо в течение всего времени, то внешний источник питания строго рекомендуется. Подключение внешнего источника питания можно проверить с помощью дисплея: в списке «Статус» в строке «Стат.» должно отсутствовать сообщение «15». «15» означает: устройство на батарейках.

Примечание: После включения внешнего источника питания, необходимо подождать 40 секунд, прежде чем можно будет установить связь «Modbus».

Окна доступа

Доступ к информации через интерфейсы корректора, в том числе по протоколу «Modbus», возможен только при активности временного окна. Основные параметры для активации временного окна перечислены ниже.

Таблица 3

Параметр окна	Описание
Цикличность	Цикличность активности окна (ежечасно, ежедневно, еженедельно, ежемесячно)
Начало	Начало активности окна (например, ежедневно в 00:00)
Конец	Окончание активности окна (например, ежедневно в 23:00)
Статус соединения	Текущее состояние этой связи

Для изменения настроек окон, используйте программу «enSuite».

Если условия активации временного окна выполнены, то интерфейс открыт, и корректор готов к передаче и приёму информации. Если к этому интерфейсу подключен модем, то корректор будет готов только после истечения 30 секунд.

Тайм-аут для связи «Modbus»

Автоматически окончание связи определяется после задержки очередной команды «Modbus» более чем на 30 секунд (по умолчанию). Значение устанавливается по адресу «02:0712».

Доступ

Для ответа на запрос «Modbus» необходимо открыть, по крайней мере, хотя бы один замок. Если все замки закрыты, запрос «Modbus» будет отклонен (Исключение код «83» при использовании команды «03» — Блокировка замков калибровки, поставщика и потребителя).

Для постоянной работы необходимо держать, по крайней мере, замок потребителя открытым. Если этот замок открыт, все параметры и архивы могут быть считаны, но изменение параметров невозможно. Для изменения параметров через «Modbus», должен быть открыт соответствующий замок, например, для параметра «Анализ газа» должен быть открыт замок поставщика.

Внимание: Элементы, необходимые для обработки блокировки замков, не определены в заводской карте «Modbus» по умолчанию!

Внимание: Управление замком поставщика подробно описывается в документе 9.

Настройки по умолчанию

Для упрощения использования связи по «Modbus», предусмотрены настройки по умолчанию (заводские настройки).

С помощью программного обеспечения для «enSuite», «WinPADS», а также используя файлы параметризации, эти стандартные настройки можно изменять.

Визуальные стандартные настройки «Modbus» с использованием программы «WinPADS» представлены на рис. 1.

Адреса для создания карт «Modbus»

Протокол «Modbus» позволяет считать и изменить практически любые данные в ЕК280/ЕК290.

Для того, чтобы получить доступ, необходимо создать адрес «Modbus», связать с внутренним адресом Lis200 и определить тип данных. Это может быть сделано с помощью WPP-файла или с использованием программы «WinPADS».

Диапазоны адресов «Modbus» в ЕК280/ЕК290.

Текущие значения переменных LIS200 могут быть считаны по их соответствующим «Modbus» (регистрам) адресам.

Соответствие адресов по умолчанию приводится в документе.

Это означает, что для получения значения можно явно задать адрес «Modbus».

Значения архивов не могут быть считаны таким образом, так как у них нет соответствующих LIS200-адресов. Для чтения архивов был установлен другой механизм.

Этот механизм делит все регистры «Modbus» на несколько диапазонов адресов.

Нижняя часть определяется от адреса 1 до 999 и содержит текущие значения.

Доступ осуществляется, как описано выше.

Диапазон адресов 1000 до 65535 может содержать заархивированные значения из архивов и может быть разделен на все доступные архивы.

В корректорах ЕК280 и ЕК290 используется только диапазон для интервального архива, начиная с «Modbus» адреса 2000.

По умолчанию данный диапазон в корректорах не предусмотрен. Для его использования необходимо провести параметризацию корректора с помощью программ «WinPADS», либо «enSuite», руководствуясь документом.

Диапазон адресов от адреса 1 до 999 частично параметризируется, по умолчанию, на предприятии. Адреса «Modbus» параметров, используемые по умолчанию, формат кода и их соответствие адресам Lis200, приведены в документе.

Главным преимуществом (а так же основным недостатком) «Modbus» является гибкая передача параметров и архивов. Каждое приложение «Modbus» может использовать различные виды формата данных для одних и тех же значений.

Это необходимо учитывать для корректного согласования ведущего и ведомого устройств «Modbus».

Протокол «Modbus» для EK280/290 поддерживает стандартные и специализированные типы данных, описание которых также приводится в документе.

«Modbus» с использованием интерфейсов RS232 и RS485

Через интерфейсы RS232 и RS485 корректоров по протоколу «Modbus» могут осуществляться операции чтения и записи отдельных значений, а также могут быть прочитаны архивы. Для осуществления считывания данных по протоколу «Modbus» с использованием интерфейсов RS232 и RS485, необходимо руководствоваться информацией, приведённой в документах.

Настройка временного окна для запроса данных.

В базовой конфигурации, которая отображается по умолчанию, можно определить пользовательские временные окна, во время которых данные корректора доступны внешним устройствам по интерфейсам. Временные окна 5 и 6 зарезервированы для доступа с прямым соединением RS232.Обычно используется только временное окно 5. Лишние временные окна можно отключить, установив начало и конец временного окна в одно значение.

Для постоянного доступа установите начало окна 5 — «00:00», а конец — «23:59» и запишите изменения в корректор.

Программное обеспечение для работы по «MODBUS» с EK280 и EK290

Для работы по «MODBUS» с EK280 и EK290 необходимо использовать программное обеспечение, поддерживающее протокол «MODBUS», разработанный в соответствии со стандартом фирмы «MODICON, Inc., Industrial Automation Systems».

Рекомендуемое программное обеспечение:

• Simply Modbus Master, Version 8.0.4
• Modbus Poll, Version 3.54;
• ModLink;
• Modscan32.

Далее приводится пример использования программы «Simply Modbus Master» для контроля обмена по протоколу Modbus «Корректоров газа потоковых EK280 и EK290».

Программа представляет собой удобный визуальный интерфейс для задания параметров обмена и контроля результатов обмена. Пример окна интерфейса представлен на рисунке 2.

Перед сеансом обмена необходимо задать:

• версию протокола Modbus ASCII или RTU;
• номер COM порта;
• скорость обмена;
• формат обмена.

Эти параметры находятся в левом верхнем углу окна программы.

Ниже задаются:

• Адрес Modbus корректора;
• Первый считываемый регистр;
• Количество считываемых регистров.

Ниже задаются настройки пользователя:

• Код функции;
• Тип адресации;
• Размер регистра.

Примечание. Указанные выше параметры подробно описаны в настоящем документе.

Сформированное сообщение отобразится ниже в окне (рис. 2).

Для осуществления чтения необходимо нажать кнопку «SEND» (рис. 2).

Результат отобразится в правом верхнем углу окна программы в соответствии с заданным форматом Modbus.

Для осуществления записи необходимо нажать клавишу «Запись» (рис. 3).

Откроется окно, показанное на рисунке 4. Здесь приведён пример записи кода поставщика. В этом окне необходимо задать параметры порта и параметры Modbus.

Корректный ответ устройства представлен на рисунке 5.

Проверить корректность записанного значения можно с помощью программ «WinPADS» и «enSuite», используя инструмент «Чтение записи отдельных значений» по адресу 3:171 (для кода поставщика). Проверка значения с помощью «WinPADS» представлена рисунке 6.

Проконтролировать правильность записи также можно с помощью программы «Simply Modbus Master», выполнив действия, приведённые в начале приложения. Результат таких действий приведён на рисунке 7.

Литература:

1. Modicon Modbus Protocol Reference Guide. PI—MBUS—300 Rev. J.
2. IEC 61107:1996 Data exchange for meter reading, tariff and load control. Direct local data exchange (Обмен данными при считывании показаний счетчиков, тарификации и управлении нагрузкой. Прямой локальный обмен данными).
3. ГОСТ IEC 61107-2011. Обмен данными при считывании показаний счетчиков, тарификации и управлении нагрузкой. Прямой локальный обмен данными.
4. Electricity meters — Part 3: Tariff metering device as additional equipment for electricity meters -EDIS — Energy Data Identification System.
5. «Руководство по эксплуатации. Корректор газа потоковый EK290. ЛГТИ.407229.290 РЭ».
6. «Руководство по эксплуатации. Корректор газа потоковый EK280. ЛГТИ.407229.280 РЭ».
7. «Инструкция по эксплуатации. Корректоры газа потоковые. EK280 ЕК290. ЛГТИ.407229.280 ИЭ».
8. «Modbus Communication with Volume Conversion Devices EK220, EK230, EK260, EK280». Elster Instromet.
9. «Modbus Обмен данными с приборами EK280 и ЕК290».

Назначение

Программное обеспечение
WinPADS предназначено для настройки параметров корректоров объема газа
ЕК260, ЕК-88/К, TC210, ТС215, ТС-90/Т, (ТС-90/К), мониторинга их работы,
сбора архивных данных. Используется сервисными организациями, службами
по контролю за поставками газа, потребителями газа.

Описание

Выпускается несколько редакций программного обеспечения WinPADS, предназначенных для различных типов корректоров:

• ЕК260, ТС210, ТС215      — WinPADS-EK200
• ЕК-88/K                             — WinPADS-DS100/EK-8x
• TC-90/T (TC-90/K)            — WinPADS-TC90

Минимальные требования

• процессор Intel Pentium (или совместимый) с частотой 1,5 ГГц;
• 32 Мб оперативной памяти;
• 100 Мб свободного дискового пространства;
• операционная система: Microsoft Windows 95/98/NT/2K/XP

Основные возможности

• поддержка прямого (кабельного) и удаленного (модемного) соединений;
• считывание и установка параметров корректора;
• мониторинг изменения, определенных пользователем, параметров;
• интерактивное чтение/запись отдельных значений параметров;
• сохранение и загрузка профиля (группы параметров) корректора;
• установка наборов параметров загрузкой файлов параметризации;
• ограничение
  предоставляемых функций в зависимости от типа приобретенной лицензии:
  сервисная служба или потребитель (кроме WinPADS-TC90);
• работа на операционных системах: Windows 98/2000/XP/Win7

Назначение:
Программное обеспечение WinPADS предназначено для настройки параметров корректоров объема газа ЕК260, ЕК-88/К, TC210, ТС215, ТС-90/Т, (ТС-90/К), мониторинга их работы, сбора архивных данных. Используется сервисными организациями, службами по контролю за поставками газа, потребителями газа.

Описание:

Выпускается несколько редакций программного обеспечения WinPADS, предназначенных для различных типов корректоров:

• ЕК260, ТС210, ТС215    — WinPADS-EK200
• ЕК-88/K                             — WinPADS-DS100/EK-8x
• TC-90/T (TC-90/K)           — WinPADS-TC90

Минимальные требования:

• процессор Intel Pentium (или совместимый) с частотой 1,5 ГГц;
• 32 Мб оперативной памяти;
• 100 Мб свободного дискового пространства;
• операционная система: Microsoft Windows 95/98/NT/2K/XP

Основные возможности:

• поддержка прямого (кабельного) и удаленного (модемного) соединений;
• считывание и установка параметров корректора;
• мониторинг изменения, определенных пользователем, параметров;
• интерактивное чтение/запись отдельных значений параметров;
• сохранение и загрузка профиля (группы параметров) корректора;
• установка наборов параметров загрузкой файлов параметризации;
• ограничение предоставляемых функций в зависимости от типа приобретенной лицензии: сервисная служба или потребитель (кроме WinPADS-TC90);
• работа на операционных системах: Windows 98/2000/XP

Назначение:

Выпускается несколько редакций программного обеспечения WinPADS, предназначенных для различных типов корректоров:

• ЕК260, ТС210, ТС215 — WinPADS-EK200

• ЕК-88/K                        — WinPADS-DS100/EK-8x

• TC-90/T (TC-90/K)         — WinPADS-TC90

Минимальные требования:

• процессор Intel Pentium (или совместимый) с частотой 1,5 ГГц;

• 32 Мб оперативной памяти;

• 100 Мб свободного дискового пространства;

• операционная система: Microsoft Windows 95/98/NT/2K/XP

Основные возможности:

• поддержка прямого (кабельного) и удаленного (модемного) соединений;

• считывание и установка параметров корректора;

• мониторинг изменения, определенных пользователем, параметров;

• интерактивное чтение/запись отдельных значений параметров;

• сохранение и загрузка профиля (группы параметров) корректора;

• установка наборов параметров загрузкой файлов параметризации;

• ограничение предоставляемых функций в зависимости от типа приобретенной лицензии: сервисная служба или потребитель (кроме WinPADS-TC90);

• работа на операционных системах: Windows 98/2000/XP

Техническая документация:

Лицензионное соглашение WinPADS