Intech Italy s.r.l. Modbus I/O A3 I/O expander – PLC RS485

Intech Italy s.r.l.
Modbus I/O A3
I/O expander – PLC
RS485 optocoupled
PIC16F887 microprocessor
Manuale connessione elettriche
Protocollo Modbus RTU
@ 2012 Intech Italy Srl
ModbusIO_A3.odt
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ModBus I/O PLC expander
IIntroduzione:
Vi ringraziamo di aver scelto un prodotto della famiglia Intech, prima di proseguire con le fasi
dell’installazione Vi preghiamo di portare particolare attenzione al capitolo Informazioni per la
sicurezza
Ingressi presenti a bordo scheda:
2 ingressi NTC 10K o PT1000, configurabili come sonde temperatura
5 ingressi analogici / digitali per sensori analogici 0-10V o 0-5V o in alternativa 5 ingressi digitali 012V per ingressi da campo 0-12Vcc.
3 ingressi AD 0-10V per sensori analogici o in alternativa 5 ingressi digitali 0-12V per ingressi da
campo 0-12Vcc.
Uscite presenti a bordo scheda:
1 uscite 220V triac a modulazione di fase con potenza 0-100% oppure ON/OFF
4 uscite a relais con contatto pulito NO,NC
2 uscite Analogiche 0-10V
Interfaccia RS485 ModBus RTU:
La porta RS485 Modbus completamente Optoisolata permette di connettersi a dispositivi SCADA
quali PLC, sistemi software di acquisizione dati ecc. con alta immunità dai disturbi anche su linee
molto lunghe
Il protocollo supportato è MODBUS tipo RTU 9600 E81, 19200 E81 38400 E81
5 connettori RJ11 permettono di svolgere la funzione di HUB con altri dispositivi RS485 quali
inverter, schede espansione, scada ecc
Informazioni per la sicurezza:
L'impiego di Modbus IO può risultare inopportuno in prossimità di apparecchiature elettroniche, in
questo caso è obbligatorio prendere accorgimenti nei seguenti casi:
• Non installare Biocontrol in prossimità di stazioni petrolifere, depositi di carburante, impianti
chimici o siti di esplosione quando può disturbare il funzionamento di apparati tecnici.
• Collegare sempre il morsetto di connessione a massa terra.
• L'impiego di Modbus IO in componenti o sistemi per supporto vita non è consentito e deve
eventualmente essere autorizzato preventivamente per iscritto.
• Nessun sistema hardware o software complesso possono ritenersi perfetti. Difetti possono essere
presenti in sistemi di qualsiasi tipo.
• Al fine di evitare danni a persone o cose, è compito del progettista la predisposizione di metodi di
protezione ridondanti, appropriati al rischio connesso all'impiego.
• Tutti i dispositivi Intech Italy sono sottoposti ad un completo collaudo funzionale.
• Le specifiche sono basate sulla caratterizzazione delle unità campione testate, non si riferiscono a
misure effettuate su ogni singola unità prodotta.
Installazione e collegamenti elettrici:
L’alimentazione da rete deve essere fornita interponendo un sezionatore esterno e deve essere
conforme alle specifiche per circuiti e per il tipo di utilizzo finale.
La sezione del cavo di alimentazione tra Modbus IO e la rete elettrica deve essere di sezione
adeguata al tipo di carico collegato sulle prese di potenza uscita 220V e comunque mai inferiore a
1,5mmQ.
•
•
•
•
•
Il quadro elettrico che ospita Modbus IO deve garantire il seguente grado di protezione:
grado di protezione minimo pari ad IP40 per applicazioni all'interno
grado di protezione minimo pari ad IP54 per applicazioni all'esterno.
Collegamento rete elettrica 230V sul connettore “MAINS”:
Morsetto F:Ingresso fase rete 220V
Morsetto N:Ingresso neutro rete 220V
Morsetto GND MASSA TERRA
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•
•
Collegamento Uscita triac 230V a fase variabile sul connettore “TRC”
Morsetto TV1:Uscita 220V Triac max 5A
Morsetto N:Uscita 220V neutro Triac
•
•
•
•
•
•
Ingressi NTC 10K PT1000 sul connettore “TS1” :
Morsetto +12V:Uscita ausiliaria 12V 100mA max
Morsetto 0V:Uscita ausiliaria 0V 100mA max
Morsetto RT1:Ingresso sonda RT1
Morsetto G:Ingresso sonda RT1
Morsetto RT2:Ingresso sonda RT2
Morsetto G:Ingresso sonda RT2
Ingressi analogici 0-10V o digitali connettore “IN1”:
•
Morsetto IN1:Ingresso digitale IN1 oppure analogico AD1
•
Morsetto +:Uscita riferimento 12V protette da fusibile 0.5A
•
Morsetto IN2:Ingresso digitale IN2 oppure analogico AD2
•
Morsetto +:Uscita riferimento 12V protette da fusibile 0.5A
•
Morsetto IN3:Ingresso digitale IN3 oppure analogico AD3
•
Morsetto +:Uscita riferimento 12V protette da fusibile 0.5A
•
Morsetto IN4:Ingresso digitale IN4 oppure analogico AD4
•
Morsetto +:Uscita riferimento 12V protette da fusibile 0.5A
•
Morsetto IN5:Ingresso digitale IN5 oppure analogico AD5
•
Morsetto +:Uscita riferimento 12V protette da fusibile 0.5A
Ingressi digitali 0-10V o digitali connettore “IN2”:
•
Morsetto IN6:Ingresso digitale IN6
•
Morsetto +:Uscita riferimento 12V protette da fusibile 0.5A
•
Morsetto IN7:Ingresso digitale IN7
•
Morsetto +:Uscita riferimento 12V protette da fusibile 0.5A
•
Morsetto IN8:Ingresso digitale IN8
Uscite analogiche 0-10V connettore “DAO”:
•
Morsetto DA1:Uscita analogica DA1
•
Morsetto -:Uscita riferimento GND
•
Morsetto DA2:Uscita analogica DA2
•
Morsetto +:Uscita riferimento GND
•
Gli ingressi sono provvisti di circuito passa-basso anti rimbalzo al fine di prevenire false
segnalazioni in presenza spurie o di transizioni molto veloci dovute a falsi contatti.
Il cavo di collegamento agli ingressi deve avere una sezione compresa tra gli 0,25 mm2 e 1,5mm2 e
non deve superare la lunghezza di 5 mt, nel caso quest’ultimo non fosse possibile consigliamo di
innestare 2 anelli in ferrite alle estremità del conduttore vedere il capitolo Accessori.
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Specifiche elettriche
L’alimentazione di rete deve essere applicata ai morsetti F e N RETE 230Vac, rispettando
polarità FASE-NEUTRO per semplicità di collegamento e sicurezza verso l'utente finale.
dalla
Collegare sempre il morsetto di MASSA TERRA GND
•
•
L’alimentazione deve essere:
230Vca da rete con sezionatore e/o interruttore magnetotermico.
Potenza 6Amax con tutte le uscite funzionanti.
Modbus IO è provvisto di un circuito per la protezione dalle sovratensioni sulla rete elettrica 220V,
e di una protezione per la sicurezza elettrica a mezzo di fusibile in ingresso F1 6.3A rapido. Qualora
sia necessaria la sostituzione utilizzare un fusibile dello stesso tipo.
E' comunque obbligatorio di interporre in serie all’alimentazione da rete un interruttore sezionatore
e/o un interruttore magnetotermico con portata 10A, come indicato in schema. Il cavo di alimentazione
deve avere una sezione compresa tra gli 1,5mm2 e 2,5mm2 dipendente dalla potenza totale collegata
sulle varie uscite di potenza 220V.
Gli ingressi presenti sul connettore IN2 a 12Vcc sono automaticamente protetti da un fusibile 0,5A
auto ripristinante a bordo scheda, si consiglia di controllare i cablaggi prima di alimentare la scheda
onde evitare corto circuiti ed il relativo sovraccarico dell'alimentatore.
L'uscita +12VCC eroga una tensione di 12Vcc 0,1A adatte ad alimentare fotocellule e prossimiti,
nel caso in cui fosse necessaria una potenza maggiore utilizzare un alimentatore esterno con tensione
di uscita 12Vcc stabilizzato avendo l'accortezza di collegare il riferimento -12V ai morsetto 0V della
scheda Modbus IO per avere una corretta lettura degli ingressi presenti sul connettore IN2.
Ingressi Rt1, Rt2 bassa tensione
Gli ingressi Rt1, Rt2 presenti sul connettore TS1 sono predisposti per il collegamento a sensori
NTC 10K a 25°C e B25/100 K=3988 oppure PT1000, la s elezione del tipo di sensore utilizzato è
effettuato tramite i jumper S1 e S2 presenti sulla scheda e dalla configurazione software.
•
S1 inserito: ingresso RT1 PT1000
•
S1 open: ingresso RT1 NTC10K
•
S2 inserito: ingresso RT2 PT1000
•
S2 open: ingresso RT2 NTC10K
La connessione delle sonde NTC e PT1000 è senza polarità dato che sono elementi resistivi
passivi.
Ingresso TK bassa tensione
L'ingresso TK presente sul connettore TK è predisposto per il collegamento ad una termocoppia
tipo K, l'ingresso è termicamente compensato per il polo freddo presente sulle scheda pertanto non
richiede aggiustamenti per la lettura diretta della sonda K.
Nel caso in cui fosse necessario prolungare i collegamenti all'ingressosi deve assolutamente
utilizzare il cavo schermato COMPENSATO rispettando le polarità del polo freddo/caldo avendo
l'accortezza di collegare solo una delle due estremità delle calza schermata al morsetto 0V.
L'utilizzo di un cavo NON schermato o la errata connessione della schermatura può comporta
ERRORI DI LETTURA in presenza di forti disturbi elettrici.
Ingressi analogici AD1, AD2, AD3 , AD4, AD5 a bassa tensione
Gli ingressi AD1, AD2, AD3, AD4 e AD5 presenti sul connettore IN2 sono predisposti per il
collegamento ingressi digitali 12Vcc o come ingressi analogici 0-12V o 0-5V
La selezione del tipo funzione Analogica o digitale di ogni ingresso è effettuata tramite la lettura dei
registri 3x o come ingressi 2x
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La selezione delle tensione di fondo scala è selezionabile tramite i ponticelli a saldare posti sotto il
circuito stampato nelle posizioni dei vari ingressi: se chiuso ingresso 0-10V se aperto ingresso 0-5V
Ingressi digitali IN6, IN7e IN8 a bassa tensione
Gli ingressi IN6,IN7 e IN8 presenti sul connettore IN2 sono predisposti per il collegamento ingressi
digitali 12Vcc
La lunghezza dei cavi connessi ai morsetti del connettore IN1 e IN2 non deve superare i 10mt, nel
caso in cui si dovesse prolungare i collegamenti agli ingressi si deve assolutamente utilizzare il cavo
schermato con sezione 2x0,5mm2 avendo l'accortezza di collegare solo una delle due estremità delle
calza schermata al morsetto di terra.
L'utilizzo di un cavo NON schermato o la errata connessione della schermatura può comporta
ERRORI DI LETTURA in presenza di forti disturbi elettrici.
Uscite analogiche DA1 e DA2 a bassa tensione
Le uscite DA1 e DA2 presenti sul connettore DAO sono predisposti per il collegamento di inverter o
apparecchiature analogiche con range di tensione 0-10V.
La lunghezza dei cavi connessi ai morsetti del connettore DAO non deve superare i 10mt, si deve
assolutamente utilizzare il cavo schermato con sezione 2x0,5mm2 avendo l'accortezza di collegare
solo una delle due estremità delle calza schermata al morsetto di terra.
Uscite potenza a relè RL1, RL2, RL3 e RL4 con contatti liberi
Le uscite di potenza RL1, RL2, RL3 e RL4 sono contatti puliti NO e NC con portata 3A 230VAc.
Interfaccia di comunicazione RS485:
Sul connettore RS485 posto a lato della scheda sono presenti i segnali della porta COM half
duplex dedicata alla connessione di periferiche ModBus 485 slave.
I connettori Plug telefonici a 4 pin permettono il facile collegamento in cascata di più schede
ModBus IO, i connettori sono collegati in parallelo.
PIN n. 1 ingresso tensione +12V 50mA per alimentazione sezione isolata
PIN n.2 Riferimento 0V
PIN n.3 RS485M trasmissione/ricezione dati con polarità – negativa
PIN n. 4 RS485P trasmissione/ricezione dati con polarità + positiva
Programmazione velocità e ID periferica
La velocità di comunicazione e ID della periferica sono salvate nella memoria Eeprom del
processore Microchip, all'atto dell'accensione sono ripristinati.
I parametri di default sono: velocità=19200 E81 ID=1
Per riprogrammare velocità ed ID:
•
Scollegare l'alimentazione di rete, ed Inserire il Jumper FNZ
•
Configurare gli ingressi nel connettore IN1 come da tabella seguente
•
Ricollegare l'alimentazione di rete e rimuovere il jumper FNZ
Connettore IN1
Funzione
IN1=Off IN2=OFF
9600 E81
IN1=ON IN2=OFF
19200 E81
IN1=Off IN2=ON
38400 E81
IN3=Off IN4=OFF
ID =1
IN3=ON IN4=OFF
ID =2
IN3=Off IN4=ON
ID =3
IN3=ON IN4=ON
ID =4
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Terminata la fase di programmazione:
•
Rimuovere il jumper FNZ
•
Scollegare e ricollegare dopo 2 sec l'alimentazione di rete
NOTA: Durante la programmazione è possibile assegnare un valore al DIP SWITCH virtuale
presente in memoria configurando opportunamente gli ingressi IN6, IN7 e IN8.
Il dip Switch virtuale può essere letto dal comando 17 del protocollo modbus durante il normale
funzionamento, questo permette all'utilizzatore di attribuire un codice personalizzato per utilizzo nelle
proprie applicazioni.
Durante il normale funzionamento non è possibile riprogrammare velocità ed ID.
In alternativa ai connettori plug è possibile utilizzare il connettore a 4 pin passo 3,5mm con i
seguenti segnali:
PIN +12V ingresso tensione +12V 50mA per alimentazione sezione isolata
PIN 0V Riferimento 0V alimentazione
PIN B- RS485M trasmissione/ricezione dati con polarità – negativa
PIN A+ RS485P trasmissione/ricezione dati con polarità + positiva
Modbus IO ha già a a bordo la resistenza di terminazione 120ohm inseribile tramite il jumper T1
Ricordarsi di terminare le estremità del BUS 485 come indicato nella figura per il bilanciamento di
linea.
L'alimentazione da fornire ai morsetti +12V e 0V è necessaria per la sezione di trasmissione
optoisolata. L'alimentazione deve essere compresa tra i 10 e i 14V in corrente continua, rispettando la
polarità indicata. La corretta alimentazione accende il led LD6 posto nelle vicinanze dei connettori
RS485.
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Protocollo Modbus
01 Read Coil Status FNZ 01
Order
Input/output
Data Type
Description
0
RL1
Bit field
1
RL2
Read RL output status
1 = ON
0= OFF
2
RL3
3
RL4
02 Read Input Status FNZ 02
Order
Input/output
Data Type
Description
0
IN1
Bit field
1
IN2
Read ON/OFF input
1 =ON
0= OFF
2
IN3
3
IN4
4
IN5
5
IN6
6
IN7
7
IN8
8
RT1
Bit field
9
RT2
Read ON/OFF input
1 =CLOSE
0= OPEN
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04 Read Input Registers FNZ 03
Order
Input/output
Data Type
Description
0
RT1
Unsigned int 16 bit
1
RT2
ADC converter direct read
0x0 to 0x3FF (hex)
2
IN1
3
IN2
4
IN3
5
IN4
6
IN5
7
TK1
8
IN1
Unsigned int 16 bit
9
IN2
Input voltage millivolt
0 to 10000 millivolt
10
IN3
11
IN4
12
IN5
13
RT1
Signed int 16 bit
14
RT2
15
TK1
Input temperature NTC10K /
Thermocouple K probe
scale x10 10 = 1,0°C
-200 to 5000
05 Force single coil FNZ 05
Order
Input/output
Data Type
Description
0
RL1
Bit field
1
RL2
0= OFF
FF = ON
2
RL3
3
RL4
06 Preset single register FNZ 06
Order
Input/output
Data Type
Description
0
TRC
Signed int 16 bit
Triac Phase output modulation
0 to 100
0=off 100=full speed
1
DA1
Unsigned int 16 bit
Output voltage millivolt
0 to 10000 millivolt
2
DA2
Unsigned int 16 bit
Output voltage millivolt
0 to 10000 millivolt
15 Force multiple coil FNZ 15
Order
Input/output
Data Type
Description
BIT 0
RL1
Bit field
BIT 1
RL2
0=OFF
1=ON
BIT 2
RL3
BIT 3
RL4
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17 Get device ID FNZ 17
Order
Input/output
Data Type
Description
0
MSG Len
Unsigned char 8 bit
Device identification register
1
FW rev HI
2
FW rev LOW
3
Modbus HI
4
ModBus LOW
5
Board ID
0x06 = Modbus IO rev A3
6
Function Switch
3 bit (lsb) Virtual DIP SWITCH
Modbus protocol identification register
Garanzia e supporto tecnico
Ogni prodotto Intech Italy può essere identificato grazie al numero di serie riportato su ogni
scheda.
La garanzia copre i prodotti Intech Italy per un anno dalla data di costruzione, salvo diverse
indicazioni, contro difetti di fabbricazione o dei materiali. Intech Italy srl si riserva di riparare e/o
sostituire i prodotti o le parti difettose per materiale e/o per costruzione o che risultino difformi dalle
specifiche o dall'ordine.
I prodotti Intech Italy sono studiati per durare negli anni, se installato, usato e mantenuto
correttamente. Per assicurare massima durata ed una maggiore sicurezza leggere attentamente il
presente manuale d’istruzione. Per ottenere maggiori informazioni sul prodotto contatti uno dei
distributori o il supporto tecnico Intech Italy srl.
Lo scontrino, fattura o ricevuta fiscale comproverà la data di acquisto nel caso di interventi o
reclami nel periodo di garanzia. Pertanto conservare accuratamente detto documento.
Sono esclusi dalla garanzia l’installazione e l’uso improprio diversamente da quanto riportato nel
presente manuale, riparazioni eseguite da personale non autorizzato con parti di ricambio non
originali, costi aggiuntivi come spese viaggio, di trasporto o noleggio.
Non è fornita alcuna ulteriore garanzia esplicita o implicita né alcuna copertura per mancati profitti.
In nessun caso Intech Italy srl potrà essere ritenuta responsabile per conseguenze o danni di qualsiasi
natura che derivino dall'uso dei propri prodotti.
Intech Italy srl si riserva il diritto di apportare modifiche e miglioramenti ai prodotti descritti in
questa guida senza obbligo di preavviso.
Il presente manuale
Il presente manuale annulla e sostituisce le versioni precedenti.
Autore: Roberto De Vita
Data di prima stesura: 10 Settembre 2012.
La riproduzione del presente manuale o di parte di essa deve essere effettuato solo dietro
approvazione della Intech Italy srl
La riproduzione intera o parziale senza consenso scritto sarà punito secondo le Leggi vigenti.
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