Manuale utente LSI Modbus Sensor Box

1 Introduzione

Modbus Sensor Box (codice MDMMA1010.x, di seguito denominato MSB) è un dispositivo elettronico prodotto da LSI LASTEM che consente la connessione facile e veloce di sensori ambientali con sistemi PLC/SCADA; ad esempio, le applicazioni fotovoltaiche necessitano frequentemente di interfacciare diverse tipologie di sensori di irraggiamento (talvolta con un proprio fattore di calibrazione), sensori di temperatura e anemometri con i sistemi di supervisione e monitoraggio degli impianti.
MSB garantisce flessibilità, affidabilità e precisione LSI LASTEM, insieme all'advantagsi tratta di un protocollo di comunicazione standard testato sul campo da anni: Modbus RTU®.
Lo strumento misura i seguenti parametri:

• no. 1 voltage canale per la misura dei segnali provenienti da radiometri (piranometri/solarimetri) o da generici voltageo segnali in corrente 4 ÷ 20 mA;
• no. 2 canali per sensori di temperatura con resistenza termica Pt100 (variante prodotto 1) o Pt1000 (variante prodotto 4);
• no. 1 canale per segnale in frequenza (tacoanemometro).
• no. 1 canale per il collegamento al sensore per la misura della distanza del fronte temporalesco (cod. DQA601.3), da qui denominato semplicemente sensore fulmini; il canale è gestito dalla revisione FW 1.01.

Le sampling rate (ciclo di lettura dei segnali in ingresso) è stato fissato a 1 secondo, escluso il sensore fulminiampled con cadenza temporale programmabile. Lo strumento utilizza la data istantanea, sampcondotto entro un periodo programmabile (velocità di elaborazione) e prefissato in modo da fornire un insieme di elaborazioni statistiche; sia i dati istantanei che le elaborazioni statistiche possono essere trasferiti tramite protocollo Modbus.

MSB è alloggiato all'interno di un piccolo contenitore stagno e facilmente installabile.

1.1 Note su questo manuale

Documento: INSTUM_03369_it – Aggiornamento del 12 luglio 2021.
Le informazioni contenute in questo manuale possono essere modificate senza preavviso. Nessuna parte di questo manuale può essere riprodotta, né elettronicamente né meccanicamente, in nessuna circostanza, senza la preventiva autorizzazione scritta di LSI LASTEM.
LSI LASTEM si riserva il diritto di apportare modifiche a questo prodotto senza il tempestivo aggiornamento di questo documento.
Copyright 2012-2021 LSI LASTEM. Tutti i diritti riservati.

2 Installazione del prodotto

2.1 Norme generali di sicurezza

Si prega di leggere le seguenti norme generali di sicurezza al fine di evitare lesioni alle persone e prevenire danni al prodotto o ad eventuali altri prodotti ad esso collegati. Per evitare danni, utilizzare questo prodotto esclusivamente secondo le istruzioni qui contenute.

Le procedure di installazione e manutenzione devono essere eseguite solo da personale di assistenza autorizzato e qualificato.

Installare lo strumento in un luogo pulito, asciutto e sicuro. Umidità, polvere e temperature estreme possono deteriorare o danneggiare lo strumento. In tali ambienti si consiglia l'installazione all'interno di appositi contenitori.

Alimentare lo strumento in modo adeguato. Prestare attenzione e rispettare le alimentazioni come indicato per il modello in vostro possesso.

Eseguire tutti i collegamenti in modo adeguato. Prestare la massima attenzione agli schemi di collegamento forniti con lo strumento.

Non utilizzare il prodotto in caso di sospetto malfunzionamento. In caso di sospetto malfunzionamento, non alimentare lo strumento e contattare immediatamente il supporto tecnico autorizzato.

Non mettere in funzione il prodotto in presenza di acqua o umidità condensante.

Non mettere in funzione il prodotto in atmosfera esplosiva.
Prima di eseguire qualsiasi operazione su collegamenti elettrici, sistema di alimentazione, sensori e apparati di comunicazione:

• Scollegare l'alimentazione elettrica
• Scaricare le scariche elettrostatiche accumulate toccando un conduttore o un apparecchio messo a terra

2.2 Disposizione dei componenti interni

L'immagine 1 mostra la disposizione dei componenti all'interno della scatola. La morsettiera è collegata ad un elemento sensibile Pt100 (applicabile solo per la variante prodotto 1), utilizzabile per misurare la temperatura interna dello strumento; questo è indicato come sensore di temperatura 2. Se si desidera utilizzare l'ingresso dello strumento come punto di misura aggiuntivo, rispetto a quelli già disponibili Temperatura 1, è possibile rimuovere il sensore Pt100 e utilizzare i morsetti della scheda per il sensore di temperatura esterna.

• PWR-ON, OK/Err, Tx-485, Rx-485: vedere §6.2.
• SW1: seleziona l'opzione di alimentazione dell'anemometro:
  • Pos. 1-2: Anemometro LSI LASTEM con fotodiodo interno.
  • Pos. 2-3: anemometro generico con alimentazione proveniente dai morsetti Power In della scheda.
• SW2: seleziona la scala di misura per l'ingresso di tensione:
  • Pos. 1-2: 0 ÷ 30 mV.
  • Pos. 2-3: 0 ÷ 1000 mV.
• SW3: reset hardware dello strumento (pulsante).
• SW4: seleziona l'inserimento della resistenza di terminazione (120 ) sulla linea bus RS-485:
  • Pos. 1-2: resistenza inserita.
  • Pos. 2-3: resistenza non inserita.

2.3 Fissaggio meccanico

L'installazione dell'apparecchio può essere effettuata a parete mediante 4 tasselli e viti da 6 mm, utilizzando i fori posti sul pannello posteriore.

MSB è un apparecchio di misura di precisione, ma è soggetto a creep termico (anche minimo); per questo motivo si consiglia di posizionare l'apparecchio in una zona ombreggiata e al riparo dagli agenti atmosferici (anche se non è espressamente necessario).

2.4 Collegamento elettrico

Alimentare lo strumento secondo le specifiche tecniche. In particolare si otterrà il corretto funzionamento utilizzando l'adeguata messa a terra delle linee elettriche e di comunicazione.

Sotto il coperchio della scatola è presente lo schema che illustra il cablaggio elettrico della linea di comunicazione RS-485 e dei sensori; è riassunto attraverso la seguente tabella:

(*) Il filo 3 viene utilizzato per la compensazione di linea; si collega al sensore Pt100/Pt1000 nello stesso punto dove è collegato anche il filo 2. Evitare di collegare un ponte corto tra i fili 2 e 3 sulla morsettiera MSB: in questo modo la compensazione della resistenza di linea non funziona correttamente e di conseguenza la lettura della temperatura viene alterata dalla resistenza di linea. Inoltre non è corretto, in caso di utilizzo di un sensore Pt4/Pt100 a 1000 fili, cortocircuitare i fili 3 e 4: in questo caso lasciare scollegato il filo 4.

Si prega di utilizzare come riferimento lo schema di collegamento sotto il coperchio della scatola MSB.

(**) Applicabile solo alla variante prodotto 4: la temperatura 2 viene fornita dalla fabbrica tramite un sensore Pt100 per misurare la temperatura interna dell'MSB. Rimuovere questo sensore dai terminali della scheda se è necessario utilizzare questo ingresso per un sensore di temperatura esterno.

(***) In base alla variante prodotto.

(****) Richiede FW 1.01 o successivo.

Effettuare innanzitutto il collegamento dei sensori facendo passare i cavi all'interno dei fori dei passacavi; i passacavi non utilizzati devono essere chiusi, utilizzando ad esample, un pezzo di cavo. Stringere opportunamente i passacavi per evitare infiltrazioni di polvere, umidità o animali all'interno del contenitore.

Al termine collegare i cavi di alimentazione. L'accensione del LED verde sulla scheda MSB conferma la presenza di corrente elettrica (vedi §6.2).

In linea di principio si consiglia di dividere le linee di alimentazione dalle linee di misura utilizzate per il collegamento dei sensori con MSB, in modo da ridurre al minimo i possibili disturbi elettromagnetici; evitare quindi l'utilizzo delle stesse canaline per questi diversi tipi di cablaggio. Inserire la resistenza di terminazione della linea su entrambe le estremità del bus RS-485 (interruttore SW4).

Il sensore fulmini utilizza al suo interno un dispositivo molto sensibile in grado di ricevere segnali in radiofrequenza; per ottimizzare la capacità di ricezione delle emissioni radio dei fulmini, si consiglia di posizionare il sensore in un luogo adeguato, lontano da dispositivi che possano causare disturbi elettromagnetici come, ad es.ample, apparecchi di trasmissione radio o dispositivi di commutazione di potenza. La posizione ideale di questo sensore è dove è assente qualsiasi dispositivo elettrico o elettronico.

2.4.1 Linea seriale 2

Il collegamento alla linea di comunicazione seriale nr. 2 si effettua tramite il connettore femmina 9 pin disponibile all'interno dello strumento. Collegare MSB al PC utilizzando un cavo DTE/DCE standard (non invertente). MSB utilizza solo segnali Rx/Tx, quindi il cablaggio del connettore D-Sub a 9 pin può essere ridotto per utilizzare solo i poli 2, 3 e 5.

Considerare che i segnali elettrici della linea seriale 2 sono disponibili anche a bordo dei morsetti 21 e 22, permettendo le operazioni di comunicazione con il sensore di luminosità. Non utilizzare entrambe le connessioni seriali contemporaneamente, utilizzare alternativamente i morsetti della scheda ed il connettore seriale a 9 pin (collegare il primo e scollegare il secondo, o viceversa).

3 Programmazione e gestione del sistema

MSB è dotato di numerose funzioni che possono essere facilmente programmate tramite un programma di emulazione terminale (ad esample Windows HyperTerminal o qualsiasi altro programma commerciale o gratuito scaricabile da Internet).

La programmazione dell'apparato si effettua collegando la linea seriale del PC (tramite adattatore USB/RS-232 o nativo) alla linea seriale 2 di MSB (vedere §0). Il programma del terminale deve essere programmato come segue:

•  Velocità in bit: predefinita 9600 bps;
• Parità: nessuna;
• Modalità terminale: ANSI;
• Eco: disabilitato;
• Controllo del flusso: nessuno.

MSB fornisce l'accesso alle sue funzioni attraverso una semplice interfaccia a menu. La disponibilità del menu dipende dallo stato di configurazione del sensore di illuminazione (vedere §0):

• Se il sensore fulmini non è abilitato, basta premere Esc in qualsiasi momento finché sul terminale non viene visualizzato il menu di configurazione.
• Quando il sensore fulmini è abilitato in MSB, utilizzare uno di questi metodi, assicurandosi comunque che il sensore sia effettivamente disconnesso dai morsetti MSB (vedi §2.4):
  • Se non si desidera riavviare MSB, premere "#" più volte finché non viene visualizzato il menu.
  • Se è possibile riavviare MSB, premere il relativo pulsante di reset (vedere §2.2), oppure togliere e ridare alimentazione; quando sul terminale viene visualizzato il menu di configurazione, premere rapidamente Esc.

Il menu di configurazione presenta le seguenti voci:
Menu principale:

1. Di…
2. Comune. PARAM.
3. Sampmolva
4. Dati Tx
5. Configurazione predefinita.
6. Salva configurazione.
7. Riavviare il sistema
8. Statistiche

Si accede alle diverse funzioni premendo, sul terminale, il tastierino numerico corrispondente alla voce desiderata. La funzione successiva può essere un nuovo menù oppure la richiesta di modifica del parametro selezionato; in questo caso viene mostrato il valore corrente del parametro e il sistema attende l'inserimento di un nuovo valore; premere Enter per confermare il nuovo valore immesso, oppure premere Esc per tornare al menu precedente senza modificare il parametro selezionato; il tasto Esc esegue anche il passaggio al menù precedente.
Nota: quando è necessario esprimere valori decimali utilizzare il punto come separatore decimale per i numeri immessi.

3.1 Utilizzo del sensore fulmini

Manuale utente LSI LASTEM Modbus Sensor Box

MSB condivide la linea di comunicazione RS-232 per il collegamento al PC con la linea utilizzata per comunicare con il sensore fulmini; per questo motivo è necessario prendere alcune precauzioni per configurare MSB e utilizzare con esso il sensore fulmini. Il corretto utilizzo del sistema è quindi quello di collegare un dispositivo alla volta.
Dovendo modificare la configurazione del MSB, assicurarsi di scollegare il sensore fulmine, quindi accedere al menu di configurazione (vedi §0). Segui queste istruzioni:

1. Modificare i parametri di configurazione secondo necessità; in particolare il parametro Sampling Sensore fulmini Polling rate, quando diverso da zero attiva la linea di alimentazione del sensore (clamp 19, vedere §2.4).
2. Registrare i nuovi parametri appena modificati (comando Save config).
3. Abilitare la comunicazione con il sensore fulmini utilizzando il comando SampLing Fulmine
   Attivazione sensore.
4. Entro 10 secondi scollegare la linea seriale RS-232 con il PC e ristabilire il collegamento elettrico con il sensore; trascorso questo tempo MSB provvederà a riprogrammare e sampalimentando il sensore utilizzando la frequenza temporale definita.
5. Se fosse necessario più tempo per ripristinare la connessione del sensore, è comunque possibile riavviare MSB con il pulsante di reset; dopo poco MSB avrà cura di operare con il sensore come indicato al punto 4.

Dovendo riprogrammare ancora una volta MSB, scollegare il sensore fulmine e seguire le istruzioni come indicato al §0.

Dopo il riavvio dell'MSB, il valore di misurazione del sensore fulmini dovrebbe essere pronto dopo un tempo massimo di 10 secondi più i sampling rate definito per il suo polling.

3.2 Impostazioni predefinite

I parametri di configurazione modificabili con il menù di programmazione hanno valori di default, impostati da LSI LASTEM, come riportato nella tabella seguente:

3.3 Funzioni disponibili da menù

Il menu di programmazione di MSB offre le seguenti funzioni:

Di
Per visualizzare i dati anagrafici dello strumento: marca, numero di serie e versione del programma.

Comunicare. param.
Per ciascuna delle due linee di comunicazione (1= RS-485, 2= RS-232) permette di programmare alcuni parametri utili alla comunicazione tra MSB e l'apparato esterno (PC, PLC, ecc.), in particolare:

•  Bit rate, Parità e Bit di Stop: permette di modificare i parametri di comunicazione seriale per ciascuna delle due linee seriali. Tieni presente che Stop bit=2 può essere eseguito solo quando Parità è impostata su nessuna.
• Indirizzo di rete: l'indirizzo di rete dello strumento. È necessario soprattutto per il protocollo Modbus, per poter individuare (in modo univoco) lo strumento rispetto agli altri collegati sulla stessa linea di comunicazione RS-485.
• Param.Modbus: offre la possibilità di modificare alcuni parametri tipici del protocollo Modbus, in particolare:
  • Swap virgola mobile: è utile nel caso in cui il sistema host richieda l'inversione di due registri a 16 bit, che rappresentano il valore in virgola mobile.
  • Errore in virgola mobile: mostra il valore utilizzato quando MSB deve specificare un dato di errore nei registri che raccolgono i dati in virgola mobile.
  • Errore intero: mostra il valore utilizzato quando MSB deve specificare un dato di errore nei registri che raccolgono i dati in formato intero.

Sampmolva
Include i parametri che regolano le sampling e l'elaborazione dei segnali rilevati dagli ingressi, in particolare:

• Voltage canale di ingresso: parametri riferiti al voltage ingresso:
  • Tipo canale: tipo di ingresso (da radiometro o da voltageo segnale generico corrente). Attenzione: la modifica di questo parametro richiede la stessa modifica della posizione del jumper JP1 come indicato dal testo del messaggio sul terminale.
  • Parametri di conversione: parametri di conversione del voltage segnale nei valori che rappresentano la grandezza misurata; nel caso si utilizzi un radiometro è necessario l'inserimento di un unico valore che corrisponde alla sensibilità del sensore, espressa in µV/W/m2 o mV/W/m2; questo valore è riportato nel certificato di taratura del sensore; in caso di ingresso tramite segnale generico sono richiesti 4 parametri, relativi alla scala di ingresso (espressa in mV) e alla corrispondente scala di uscita (espressa nell'unità di misura della grandezza misurata); per esample se al voltagAll'ingresso è collegato un sensore con uscita 4 ÷ 20 mA, che corrisponde ad una grandezza con livello scala 0 ÷ 10 m, ed il segnale in corrente produce all'ingresso MSB, mediante una resistenza di caduta di 50 , un voltagIl segnale da 200 a 1000 mV, per due scale di ingresso/uscita devono essere immessi rispettivamente i seguenti valori: 200, 1000, 0, 10.
• Param. Anemometro: permette di programmare i fattori di linearizzazione relativi all'anemometro collegato all'ingresso in frequenza. MSB fornisce i giusti parametri per la gestione di LSI LASTEM mod. famiglie di anemometri DNA202 e DNA30x; eventuali altri anemometri possono essere linearizzati introducendo fino a 3 fattori della funzione polinomiale che rappresenta la curva di risposta del sensore. Per esampes., se è presente un anemometro con risposta lineare in frequenza di 10 Hz/m/s, il polinomio dovrà essere programmato con i seguenti valori: X0: 0.0; X1: 0.2; X3: 0.0. Se invece si ha a disposizione una tabella che fornisce i valori della curva di risposta non lineare, si consiglia l'utilizzo di un foglio di calcolo e del calcolo della linea di tendenza del diagramma di dispersione YX che rappresenta i dati della tabella; visualizzando l'equazione polinomiale (fino al terzo grado) della linea di tendenza, si ottengono i valori di Xn da inserire in MSB. Altrimenti per ottenere il valore diretto della frequenza impostare: X0: 0.0; X1: 1.0; X3: 0.0.
• Sensore fulmini: parametri relativi al sensore fulmini:
  • Attiva: attiva dopo circa 10 secondi la comunicazione con il sensore senza dover riavviare MSB; utilizzare questo comando come indicato al §0.
  • Tasso di polling [s, 0-60, 0=disabilitato]: imposta il sampfrequenza temporale della distanza del temporale misurata dal sensore fulmini; il default è zero (non sensore di potenza e non polled, quindi la linea seriale 2 è sempre disponibile per operazioni di configurazione con PC).
  • Esterno: imposta l'ambiente operativo del sensore: esterno (Vero) o Interno (Falso); valore predefinito: Vero.
  • Numero di fulmini: numero di scariche elettriche necessarie affinché il sensore possa calcolare la distanza del temporale; se maggiore di 1 fa sì che il sensore ignori le scariche sporadiche rilevate in breve tempo, evitando così false rilevazioni di fulmini; valori ammessi: 1, 5, 9, 16; valore predefinito: 1.
  • Assenza di fulmini: corrisponde al tempo, in minuti, in cui l'assenza di rilevazione di scariche elettriche determina il ritorno dell'impianto alla condizione di assenza di fulmini (100 km); valore predefinito: 20.
  • Soglia auto watchdog: determina una sensibilità automatica del sensore rispetto al rumore di fondo rilevato; quando questo parametro è impostato su True determina che il sensore ignora il valore impostato nel parametro Soglia Watchdog; valore predefinito: Vero.
  • Soglia watchdog: imposta la sensibilità del sensore alle scariche elettriche su una scala 0 ÷ 15; più alto è questo valore, minore è la sensibilità del sensore alle scariche, quindi maggiore è il rischio di non rilevare le scariche; minore è questo valore, maggiore è la sensibilità del sensore, quindi maggiore è il rischio di false letture dovute a scariche di fondo e non dovute a veri e propri fulmini; questo parametro è attivo solo quando il parametro Soglia auto watchdog è impostato su False; valore predefinito: 2.
  • Spike rejection: imposta la capacità del sensore di accettare o respingere false scariche elettriche non dovute a fulmini; questo parametro è aggiuntivo al parametro Soglia Watchdog e permette di impostare un ulteriore sistema di filtraggio contro le scariche elettriche indesiderate; il parametro ha una scala da 0 a 15; un valore basso determina una minore capacità del sensore di respingere i falsi segnali, quindi determina una maggiore sensibilità del sensore ai disturbi; nel caso di installazioni in zone non disturbate è possibile/consigliabile aumentare questo valore; valore predefinito: 2.
  • Reset statistico: il valore True disabilita il sistema di calcolo statistico interno al sensore che determina la distanza dal fronte temporalesco considerando una serie di fulmini; questo determina che il calcolo della distanza viene effettuato considerando solo l'ultima singola scarica elettrica misurata; valore predefinito: Falso.
• Tasso di elaborazione: è il tempo di elaborazione impiegato per la fornitura dei dati statistici (valori medi, minimi, massimi, totalizzazione); i valori inseriti nei corrispondenti registri Modbus vengono aggiornati secondo il tempo espresso da questo parametro.

LSI LASTEM
Manuale utente Modbus Sensor Box Data Tx Questo menu consente l'esecuzione di un'operazione diagnostica rapida per verificare le sampdati rilevati ed elaborati da MSB; direttamente dal programma di emulazione terminale è possibile valutare la corretta acquisizione dei segnali da parte dello strumento:

• Tx rate: mostra la velocità di trasmissione dei dati al terminale.
• Start Tx: avvia la trasmissione secondo il rate specificato; si propone il provvedimento sampled tramite MSB (la sequenza di visualizzazione è dall'ingresso 1 all'ingresso 4), aggiornando automaticamente il display; premere Esc per interrompere la trasmissione dei dati al terminale.

Configurazione predefinita.
Dopo la richiesta di conferma dell'operazione, questo comando riporta tutti i parametri ai valori iniziali (configurazione di fabbrica); memorizzare questa configurazione in memoria utilizzando il comando Save config. e hardware reimpostare lo strumento oppure utilizzare il comando Riavvia sistema per attivare la nuova modalità operativa.

Salva configurazione.
Dopo la richiesta di conferma dell'operazione, viene eseguita la memorizzazione definitiva di tutte le modifiche ai parametri precedentemente modificati; si tenga presente che MSB cambia il suo funzionamento immediatamente alla prima variazione di ogni parametro (ad eccezione dei bit rate seriali, che necessitano necessariamente del riavvio dello strumento), in modo da consentire l'immediata valutazione della modifica effettuata; riaccendendo lo strumento senza eseguire la memorizzazione finale dei parametri, si produce il funzionamento di MSB corrispondente alla situazione precedente la modifica dei parametri.

Riavviare il sistema
Dopo la richiesta di conferma dell'operazione, viene eseguito il riavvio del sistema; attenzione: questa operazione annulla la variazione di eventuali parametri modificati ma non memorizzati in modo definitivo.

Statistiche
Questo menù permette la visualizzazione di alcuni dati statistici relativi al funzionamento dello strumento, in particolare:

• Mostra: mostra il tempo trascorso dall'ultimo avvio o riavvio dello strumento, il tempo dall'ultimo azzeramento dei dati statistici, i conteggi statistici relativi alle comunicazioni eseguite su due linee di comunicazione seriale (numero di byte ricevuti e trasferiti, numero di byte totali messaggi ricevuti, messaggi errati e messaggi trasferiti). Per ulteriori informazioni su questi dati leggere il §6.1.
• Reset: azzera i conteggi statistici.

3.4 Configurazione minima

Per far funzionare correttamente l'MSB con il suo sistema Modbus, di solito è necessario impostare almeno quanto segue:

• Indirizzo di rete: il valore impostato di default è 1;
• Bit rate: il valore impostato di default è 9600 bps;
• Parità: il valore impostato di default è Pari;
• Sampling: è necessario impostare i parametri di questo menù in base ai dati tipici dei sensori utilizzati (sensibilità radiometro, tipologia anemometro).

Dopo la modifica dei parametri ricordarsi di memorizzarli definitivamente tramite Save config. comandare e riavviare il sistema in modo da renderli attivi (pulsante reset, comando spegni/accendi o Riavvia sistema). È possibile verificare se lo strumento funziona correttamente utilizzando la funzione Data Tx, disponibile nel menu di configurazione.

3.5 Riavvio dello strumento

MSB può essere riavviato tramite menù (vedi §0) oppure agendo sul pulsante di reset posto sotto il connettore della linea seriale 2. In entrambi i casi le modifiche alla configurazione, effettuate tramite menù e non salvate, verranno annullate completamente.

4 Protocollo ModBus

MSB implementa il protocollo Modbus in modalità slave RTU. Sono supportati i controlli Read holding Registers (0x03) e Read Input Registers (0x04) per l'accesso ai dati acquisiti e calcolati dal dispositivo; entrambi i comandi forniscono lo stesso risultato.

Le informazioni disponibili nei registri Modbus riguardano i valori istantanei (ultimi sampled in base alla rata di acquisizione di 1 s), ed i valori elaborati (media, minimo, massimo e totalizzazione dei sampdati guidati nel periodo stabilito dalla velocità di elaborazione).

I dati istantanei ed elaborati sono disponibili in due diversi formati: virgola mobile e intero; nel primo caso il dato è compreso in due registri consecutivi da 16 bit ed è espresso nel formato IEEE32 a 754 bit; la sequenza di memorizzazione nei due registri (big endian o little endian) è programmabile (vedi §0); nel secondo caso ogni dato è compreso in un unico registro a 16 bit; il suo valore, non avendo alcuna virgola mobile, viene moltiplicato per un fattore fissato in base al tipo di misura che rappresenta e quindi deve essere diviso per lo stesso fattore per ottenere il fattore primario (espresso con decimali corretti) ; nella tabella seguente è riportato il fattore di moltiplicazione per ciascuna misura:

Tenere presente che la lettura dei valori interi della frequenza (se i coefficienti di linearizzazione sono stati impostati correttamente, vedere §0 – Param. anemometro) non può superare il valore 3276.7 Hz.

E' possibile utilizzare il programma Modpoll per verificare la connettività tramite Modbus in modo facile e veloce: è un programma gratuito scaricabile dal sito www.modbusdriver.com/modpoll.html.

È possibile utilizzare Modpoll dalla riga di comando del prompt di Windows o Linux. Per esample, per la versione Windows puoi eseguire il comando:

Modpoll a 1 r 1 c 20 t 3:float b 9600 p even com1

Sostituire com1 con la porta realmente utilizzata dal PC ed eventualmente gli altri parametri di comunicazione, nel caso siano stati modificati rispetto ai parametri di default impostati in MSB. Rispondendo al comando il programma esegue la seconda query di MSB e visualizza i risultati sul display video. Attraverso i parametri r e c è possibile fissare le misure e la loro elaborazione che MSB richiede. Per ulteriori informazioni sui comandi utilizzare il parametro h.

Volendo utilizzare un convertitore Ethernet/RS-232/RS-485, le richieste Modbus possono essere incapsulate all'interno di TCP/IP utilizzando questo comando (ad es.ample considerando il convertitore Ethernet disponibile sulla porta 7001 e indirizzo IP 192.168.0.10):

Modpoll m enc a 1 r 1 c 20 t 3:float p 7001 192.168.0.10

4.1 Mappa degli indirizzi

Manuale utente LSI LASTEM Modbus Sensor Box

La tabella seguente mostra la relazione tra l'indirizzo del registro Modbus e sampvalore led (istantaneo) o calcolato (elaborazione statistica).

5 Specifiche

• Ingressi sensori
  • Sensori sampling rate: tutti gli input sampled a 1 Hz
  • Ingresso per gamma bassa voltage segnali
    • Scale: 0 ÷ 30 mV
    • Risoluzioni: < 0.5 µV
    • Impedenza: 1.6 * 1010
    • Precisione (@ Tamb. 25 °C): < ±5 µV
    • Calibrazione/scaling: in base all'utilizzo selezionato; se mediante radiometro/solarimetro
      tramite valore di sensitività rilevabile dal certificato; se tramite sensore generico tramite
      fattori di scala di ingresso/uscita
  • Ingresso per gamma alta voltage segnali
    • Scale: 0 ÷ 1000 mV
    • Risoluzioni: < 20 µV
    • Precisione (@ Tamb. 25 °C): < 130 µV
    • Calibrazione/scaling: in base all'utilizzo selezionato; se mediante radiometro/solarimetro
      tramite valore di sensitività rilevabile dal certificato; se tramite sensore generico tramite
      fattori di scala di ingresso/uscita
  • Ingresso per resistenza termica Pt100 (variante prodotto 1)
    • Scala: -20 ÷ 100 °C
    • Risoluzione: 0.04 °C
    • Precisione (@ Tamb. 25 °C): < ±0.1 °C Deriva termica: 0.1 °C / 10 °C Compensazione della resistenza di linea: errore 0.06 °C /
  • Ingresso per resistenza termica Pt1000 (variante prodotto 4)
    • Scala: -20 ÷ 100 °C
    • Risoluzione: 0.04 °C
    • Precisione (@ Tamb. 25 °C): < ±0.15 °C (0 <= T <= 100 °C), < ±0.7 °C (-20 <= T <= 0 °C)
    • Deriva termica: 0.1 °C / 10 °C
    • Compensazione della resistenza di linea: errore 0.06 °C /
  • Ingresso per segnali in frequenza
    • Scala: 0 ÷ 10 kHz
    • Livello del segnale in ingresso: 0 ÷ 3 V, supportato 0 ÷ 5 V
    • Uscita alimentazione per anemometro, proveniente da alimentazione generale (rettifica e filtrata) o per fotodiodo (anemometro LSI LASTEM) 3.3 V limitato a 6 mA (modalità selezionabile tramite interruttore)
    • Ingresso segnale per uscita impulsiva anemometro, collettore aperto
    • Risoluzione: 1 Hz
    • Precisione: ±0.5% del valore misurato
    • Linearizzazione/adattamento scala: tramite funzione polinomiale di terzo grado (default
      valori per anemometri LSI LASTEM, oppure programmabili per diverse tipologie di
      sensori)
  • Ingresso per sensore fulmini, misurazione distanza fronte temporale
    • Scala di misura: 1 ÷ 40 km espressa in 15 valori: 1, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 17, 20, 24, 27, 31, 34, 37, 40. Valore rappresentativo dell'assenza di temporali: 100 km.
    • Sampling con cadenza temporale programmabile: da 1 a 60 s.
• Elaborazione delle misurazioni
  • Tutte le misure elaborate hanno cadenza comune programmabile da 1 a 3600 s
  • Applicazione su tutte le misurazioni dei calcoli di media, minimo, massimo e totale
• Linee di comunicazione
  • Tipo RS-485
    • Collegamento su morsettiera a due fili (modalità half duplex)
    • Parametri seriali: 8 bit di dati, 1 o 2 bit di stop programmabili (2 stop consentiti solo con parità impostata su none), parità (nessuna, dispari, pari), bit rate programmabile da 1200 a 115200 bps
    • Protocollo di comunicazione Modbus RTU per la lettura dei sampled e misure elaborate (valori espressi in formato IEEE32 a 754 bit in virgola mobile o in formato intero a 16 bit)
    • Resistenza di terminazione linea 120 inseribile tramite interruttore
    • Isolamento galvanico (3 kV, secondo la norma UL1577)
  • Tipo RS-232
    • Connettore femmina Sub-D a 9 poli, DCE, utilizza solo segnali Tx/Rx/Gnd
    • Parametri seriali: 8 bit di dati, 1 o 2 bit di stop programmabili (2 stop consentiti solo con parità impostata su none), parità (nessuna, dispari, pari), bit rate programmabile da 1200 a 115200 bps
    • Uscita di alimentazione 12 V CC sul pin 9, abilitata dalla configurazione del sistema
    • Segnali TTL Rx e Tx disponibili sui morsetti 21 e 22 della scheda
    • Protocollo di configurazione dell'apparato tramite programma terminale
• Energia
  • Ingresso voltage: 9 ÷ 30 Vcc/Vca
  • Consumo energetico (esclusa l'alimentazione di tutti i dispositivi esterni/sensori): < 0.15 W
• Protezioni elettriche
  • Contro le scariche elettrostatiche, su tutti gli ingressi dei sensori, sulla linea di comunicazione RS-485, sulla linea di alimentazione
  • Potenza massima dissipabile: 600 W (10/1000 µs)
• Limiti ambientali
  • Temperatura operativa: -40 ÷ 80 °C
  • Temperatura di stoccaggio/trasporto: -40 ÷ 85 °C
• Meccanica
  • Dimensioni della scatola: 120 x 120 x 56 mm
  • Fori di fissaggio: nr. 4, 90x90, misura Ø4 mm
  • Materiale della scatola: ABS
  • Protezione ambientale: IP65
  • Peso: 320 g

6 Diagnostica

6.1 Informazioni statistiche

Manuale utente LSI LASTEM Modbus Sensor Box

MSB raccoglie alcuni dati statistici che possono essere utili per la diagnostica di eventuali problemi di funzionamento. I dati statistici possono essere ottenuti attraverso il menù di programmazione e gestione del sistema (vedi §0) e tramite l'apposita voce di menù.

L'attivazione della visualizzazione dei dati statistici produce il seguente risultato:

Ora di accensione: 0000 00:01:00 Informazioni statistiche dal: 0000 00:01:00
Com Rx byte Tx byte Rx msg Rx err msg Tx msg 1 0 1 0 0 0 2 11 2419 0 0 0

Di seguito è possibile leggere il significato delle informazioni visualizzate:

• Power on time: ora di accensione dell'apparato o dall'ultimo reset [dddd hh:mm:ss].
• Informazioni statistiche dal: ora dall'ultimo azzeramento delle statistiche [dddd hh:mm:ss].
• Com: numero di porte seriali dell'apparato (1= RS-485, 2= RS-232).
• Byte Rx: numero di byte ricevuti dalla porta seriale.
• Byte Tx: numero di byte trasferiti dalla porta seriale.
• Rx msg: numero totale di messaggi ricevuti dalla porta seriale (protocollo Modbus per porta seriale 1, protocollo TTY/CISS per porta seriale 2).
• Rx err msg: numero di messaggi errati ricevuti dalla porta seriale.
• Tx msg: numero di messaggi trasferiti dalla porta seriale.

Per ulteriori informazioni su quanto sopra riportato consultare il §6.1.

6.2 LED diagnostici

Attraverso l'accensione dei led montati sulla scheda elettronica, lo strumento visualizza le seguenti informazioni:

• LED verde (PWR-ON): si accende per segnalare la presenza di alimentazione sui morsetti 1 e 2 della scheda.
• LED rossi (Rx/Tx-485): segnalano la comunicazione con l'host.
• LED giallo (OK/Err): indica il funzionamento dello strumento; il tipo di lampeggio di questo LED segnala possibili errori di funzionamento, come potete vedere nella tabella seguente:

Eventuali errori segnalati da MSB vengono segnalati mediante un apposito messaggio visualizzato nel menu delle statistiche che viene proposto durante l'accesso alle funzioni dello strumento tramite terminale (vedi §0); l'accesso al menù statistiche produce il reset della segnalazione di errore (anche tramite LED), fino alla successiva rilevazione dell'errore. Per maggiori informazioni sugli errori gestiti dallo strumento consultare il §6.3.

6.3 Risoluzione dei problemi

Nella tabella seguente sono riportate le cause di alcuni problemi rilevati dal sistema ed i relativi rimedi che è possibile adottare. In caso di rilevamento di errori da parte del sistema, si consiglia di verificare anche i dati statistici (§6.1) per avere un quadro completo della situazione.

7 Manutenzione

MSB è un apparecchio di misura di precisione. Per mantenere nel tempo la precisione di misura specificata, LSI LASTEM consiglia di controllare e ricalibrare lo strumento ogni due anni.

8 Smaltimento

MSB è un dispositivo ad alto contenuto elettronico. In conformità alle norme di tutela e raccolta ambientale, LSI LASTEM raccomanda di trattare i MSB come rifiuti di apparecchiature elettriche ed elettroniche (RAEE). Per questo motivo, a fine vita, lo strumento deve essere tenuto separato dagli altri rifiuti.

LSI LASTEM è responsabile della conformità delle linee di produzione, vendita e smaltimento di MSB, tutelando i diritti del consumatore. Lo smaltimento non autorizzato di MSB sarà punito a norma di legge.

9 Come contattare LSI LASTEM

In caso di problemi contattare il supporto tecnico di LSI LASTEM inviando una e-mail a support@lsilastem.com, oppure compilando il modulo di richiesta supporto tecnico sul sito www.lsi-lastem.com.
Per ulteriori informazioni fare riferimento agli indirizzi e ai numeri sottostanti:

• Numero di telefono: +39 02 95.414.1 (centralino)
• Indirizzo: via ex SP 161 Dosso n. 9 – 20049 Settala (Milano)
• Web sito: www.lsi-lastem.com
• Servizio commerciale: info@lsi-lastem.com
• Servizio post-vendita: support@lsi-lastem.com

10 Disegni di collegamento

Documenti / Risorse

Scatola sensore Modbus LSI [pdf] Manuale d'uso Scatola sensore Modbus, sensore Modbus, scatola sensore, sensore, scatola Modbus

Riferimenti

• Manuale d'uso