TRMD-501 Modbus Haberleşme ve Frekans Konvertörü Sürücü Kartı (Co paneline entegre)

Hedefler

Belgenin amacı, karbon monoksit sisteminin entegrasyonunun işlevlerini belirtmektir.

Giriş

Karbon monoksit sistemi, belirli bir koruma alanındaki CO konsantrasyonunu ölçer. Konsantrasyon belirli bir eşiğe ulaştığında, sistem bir havalandırmayı panel üzerindeki çıkışlar sayesinde veya yazılım entegrasyonu sayesinde Scada üzerinden etkinleştirmektedir. Böylece CO konsantrasyonu önceden belirlenen seviyelerin altına indirilmektedir. Sistem, havalandırma kontrolü için yazılımsal ve donanımsal kontrol yapabilmektedir

Sistem aşağıdaki unsurlara sahiptir:

• Zon modülleri: Karbonmonoksit paneline entegredir. Zon modülleri bir kullanıcı arayüzü görevi görür ve dedektörlerin CO konsantrasyonunu toplar ve panel üzerinden görüntülenmesini sağlar. Her zon modülüne 32 CO detektörü bağlanabilmekte ve zon modülü üzerinden CO sensörleri kontrol edilebilmektedir. Modül, sisteme işlevsellik veren tüm kontrollere sahiptir.

1 CO paneline 3 adet zon modülü, toplam 96 adet CO dedektörü bağlanabilmektedir.

• CO dedektörleri: Koruma alanınızın CO konsantrasyonunu ölçmekten sorumludurlar. CO konsantrasyon değerlerini elde etmek için Zon modülü tarafından sürekli sorgulanırlar.
• Entegrasyon kartı: CO sistemini Scada ve diğer denetim programlarına entegre etmek için kullanılan RS-485 / ETHERNET çıkışlı bir modüldür.

Her kartın üç zon modülünü yani 1 paneli tümüyle yönetme kapasitesi vardır. Bu kart, ekstraksiyon gruplarının fanlarının tüketimini en aza indirmek için hız regülatörlerini kontrol etme yeteneğine de sahiptir.

Entegrasyon bakış açısından iki sistem vardır:

• Geleneksel: Koruma alanı bölgelere ayrılmıştır. Her birinin o bölgedeki konsantrasyonu ölçen birkaç CO dedektörü vardır. Bu tip bir sistem sadece koruma alanının maksimum değerini veya ortalama konsantrasyon değerini gösterir. Aktivasyonlar bu parametrelerden birine göre yapılır.
• Analog: Bu sistem, analog yangın algılama sistemine çok benzer. Her bir noktanın CO konsantrasyonunu izleyebilir ve buna bağlı olarak işlemler yapabilirsiniz. Geleneksel durumdan çok daha fazla bilgiye sahip olarak sistemi çok daha verimli kullanabilirsiniz. Her iki sistem de aynı hardware platformuna dayanmaktadır, yani geleneksel ve analog bir sistemi monte etmek için kullanılan elemanlar birebir aynıdır. Kullanıcı, sistemi bir konvansiyonel veya analog sistem olarak yapılandırabilir 
• Geleneksel Sistem: Kullanıcı dedektörlere adres atamaz, adresleri otomatik olarak atayan paneldir. Bu durumda, dedektörün kurulumdaki konumu, kontrol modülü tarafından atanan adresle ilişkili olamaz. 
• Analog Sistem: Kullanıcı detektörlere adresler atayabilir. Bu durumda, dedektörün kurulumdaki konumu atanan adresle ilişkilidir. (Scada entegrasyonu) Scada üzerinden kablolamadan bağımsız olarak zonlama yapmak mümkündür. TRMD-501 Modbus kartı üzerinden her dedektöre ait bilgiler Scada, Jetfan v.b. sistemlere aktarılır ve istenilen zon haritaları Scada, Jetfan v.b. sistemlerinde tanımlanır. Scada, Jetfan v.b. üzerinden havalandırma kontrolü oluşturulan zon haritalarına göre yapılabilir.

Zon Kontrol Modülleri

Bir Karbonmonoksit paneli, en fazla üç zon modülü ve toplam 96 CO dedektörü desteklemektedir. Scada ve jetfan entegrasyonu için bu entegrasyon portunu sağlayan TRMD-501 iletişim kartı mevcuttur. İletişim kartı sistem için bir hub işlevi görür Harici MODBUS istekleri entegrasyon modülüne karşı yapılır, talebi ilgili modüle dağıtır. RS-485 ve / veya UDP / IP bağlantısı üzerinden MODBUS / RTU protokolü kullanılarak istekler yapılabilir

Geleneksel Sistem Kullanımı

Geleneksel CO algılama sistemlerinde, panel üzerindeki her bir zon modülüne 32 adet CO dedektörü bağlanabilir. Bir CO paneline toplam 96 adet dedektör bağlanabilmektedir.

Bu tip sistemde uygulamacının sadece dedektörleri monte etmesi ve ekipmanı açması yeterlidir.

Panel, veri yoluna takılan tüm öğelere adres atar ve ardından CO konsantrasyonu verilerini toplamaya başlar. Modül tarafından havalandırma gruplarının etkinleştirilmesi için alınan kararlar aşağıdakilere dayanabilir:

• Dedektör grubunun maksimum konsantrasyonu
• Detektör grubunun ortalama konsantrasyonu

SCADA için mevcut olan bilgiler aşağıdaki gibidir:

• Dedektör sayısı
• Her dedektörün konsantrasyon değeri
• Her dedektörün sıcaklık değeri
• Operasyon modu
• Bölge modülü temas durumu

Analog Sistem

Bu durumda, sistem topolojisi aynıdır, ancak bu kurulumda tüm dedektörlere kurulumda bulunmalarını sağlayan bir adres atanır.

Çalışma şekli önceki durumda olduğu gibidir, kararlar maksimum değer veya ortalama konsantrasyon değeri ile alınabilir.

SCADA için mevcut olan bilgiler bir önceki durumla aynı olacaktır, ancak bu durumda tüm detektörlere ayrı adres atanması sayesinde, kullanıcı zonlamada farklı konfigürasyonları yazılımsal olarak yapabilir.

Scada üzerinden kablolamadan bağımsız olarak zonlama yapmak mümkündür. TRMD-501 Modbus kartı üzerinden her dedektöre ait bilgiler Scada, Jetfan v.b. sistemlere aktarılır ve istenilen zon haritaları Scada, Jetfan v.b. sistemlerinde tanımlanır. Scada, Jetfan v.b. üzerinden havalandırma kontrolü oluşturulan zon haritalarına göre yapılabilir.

SCADA için mevcut olan bilgiler aşağıdaki gibidir: •

• Dedektör sayısı
• Her dedektörün konsantrasyon değeri
• Her dedektörün sıcaklık değeri
• Operasyon modu
• Bölge modülü temas durumu

Entegrasyon

Sistemin entegrasyonu MODBUS protokolüne dayanmaktadır. Sistemdeki her bir panel uzaktan kontrol ve izleme özelliğine sahiptir.

Panel üzerindeki her bir zon modülünün sağladığı bilgiler:

1. Modül seri numarası
2. Çıkışların durumu
3. Çalışma modu
4. Modülün dahili bilgileri:
   a. Karar eşikleri
   b. Alarm sayısı
   c. Arıza sayısı
   d. Alarmlar ve arızalar için kısmi sayaç.
   e. Geleneksel dedektör sayısı
   f. Analog dedektör sayısı
5. Dedektörlerin dahili bilgileri:
   a. Dedektör tipi göstergesi: - Dedektör yok - Geleneksel dedektör - Analog dedektör
   b. Dedektör durumu: - Anlık Ölçüm - Alarm - Arıza
   c. Konsantrasyon değeri
   d. Sıcaklık değeri

Karbonmonoksit santrali, dedektörleri otomatik olarak algılar ve yazılım bunları ekranda gösterir. Dedektörler, scada haritasına ekleyebileceğimiz ve görüntüleme için bilgi çıkarabildiğimiz şekilde analog ve konvansiyonel olarak ayırt edilebilmektedir.

Scada tarafında, hem Karbonmonoksit santralini hem de bağlı olduğu tüm dedektörleri izleyebiliriz. Ayrıca iletişim kartı çıkışlarının durumunu da görebiliriz.

Dedektör ile ilgili olarak, izleme ekranında tüm bilgiler görselleştirilebilmektedir.

Sensörleri veya dedektörleri her zaman bir skada ekranına ekleyebiliriz, hem sensörlerin hem de kontrol ünitesinin sahip olduğu tüm değişkenlere de erişebiliriz.

Sistem Haritası

Karbonmonoksit santralinin bellek haritası aşağıdaki gibi dağıtılır:

• 1. Seri numarası
• 2. Kurulum hakkında genel bilgiler :
  • a. Tesisattaki dedektör sayısı. Bu parametre, kurulum başlatılırken yapılandırılır. Dedektör ekstraksiyonu olup olmadığını görmek için kullanılabilir.
  • b. Analog dedektör sayısı
  • c. Geleneksel dedektör sayısı
  • d. Alarm sayısı sayacı
  • e. Arıza numarası sayacı
  • f. Kısmi alarm ve hata sayacı.
• 3. Genel işletme bilgileri:
  • a. Maksimum anlık CO konsantrasyonu
  • b. Anlık ortalama CO konsantrasyonu
  • c. Anlık minimum CO konsantrasyonu
  • d. Maksimum anlık sıcaklık
  • e. Anlık ortalama sıcaklık
  • f. Anlık minimum sıcaklık
  • g. Herhangi bir çıkış durumu
  • h. Kontrol çıkışlarının durumu
  • i. Alarm çıkışının durumu
  • j. Panelin genel durumu
  • k. Alarm seviyesi :
    • i. 25ppm
    • ii. 50ppm
    • iii. 75ppm
    • iv. 100 ppm
    • v. 125 ppm
    • vi. 150ppm v.b.
  • l. Çalışma modu:
    • vii. Çalışma dışı
    • viii. Çalışma modu
    • ix. Maksimum otomatik çalışma
    • x. Ortalama olarak otomatik çalışma
• 4. Dedektörler bilgileri:
  • a. Dedektör adresi.
  • b. Dedektör Tipi :
    • i. Dedektör yok
    • ii. Konvansiyonel çalışma modu
    • iii. Analog çalışma modu
  • c. Dedektör durumu:
    • iv. Isıl durum v. Dinlenme
    • vi. Alarm
    • vii. İletişim kurulamıyor
    • viii. Cihaz sensörü arızalı
  • d. Dedektör CO değeri
  • e. Dedektör sıcaklık değeri
• 5. Performans kayıtları:
  • a. Mod değiştirme günlüğü:
    • ix. Çalışma dışı
    • x. Çalışma modu
    • xi. Maksimumlara otomatik çalışma
    • xii. Ortalama olarak otomatik çalışma
  • b. Cihaz Testi Başlangıç Kaydı
  • c. Alarm eşiklerini değiştirme:
    • xiii. 25ppm xiv. 50ppm
    • xv. 75ppm xvi. 100 ppm
    • xvii. 125 ppm
    • xviii. 150pppm v.b. xix.
• 6. Hız kontrolünün PWM çıkışları ile ilgili kayıtlar:
  • a. Geçerli hız kontrolü

Modbus kayıtlarının tablosu aşağıdaki gibidir:

Adres	Register	Bytes	Açıklama	W/R
0x0000	2	4	Seri numarası	R
0x0002	1	2	Tablo sürümü / Dedektör sayısı	R
0x0003	1	2	Analog sayı / Geleneksel sayı	R
0x0004	1	2	Alarm sayacı	R
0x0005	1	2	Arıza sayacı	R
0x0006	1	2	Alarmlar ve arızalar için kısmi sayaç	R
0x0007	1	2	Aspiratör sayacı 1	R
0x0008	1	2	Aspiratör sayacı 2	R
0x0009	1	2	Ekstraktör kısmi sayaç 1 ve 2	R
0x000A	1	2	Maksimum anlık CO	R
0x000B	1	2	Anlık CO ortalaması	R
0x000C	1	2	Anlık CO minimum	R
0x000D	1	2	Maksimum anlık ºC / Ortalama anlık ºC	R
0x000E	1	2	Anlık minimum ºC	R
0x000F	1	2	Alarm seviyesi	R/W
0x0010	1	2	Konsantrasyon seviyesi 2	R/W
0x0011	1	2	Konsantrasyon seviyesi 1	R/W
0x0012	1	2	Çalışma modu	R/W
0x0013	1	2	CO merkezi durumu	R
0x0014	1	2	Batarya durumu	R
0x0015	1	2	PWM hızı	R
0x0016			Ayrılmış	R
0x0015	1	2	Dirección detector 1 / Tipo detector 1 (8 bits)	R
0x0016	1	2	Dedektör 1 (8 bit) durumu / Dedektör 1 (8 bit) sıcaklığı	R
0x0017	1	2	Dedektör konsantrasyonu 1	R
0x0018	765	1530	Diğer unsurlar	R

NOT 1 : Hız kontrol cihazı için PWM verileri değişebilir.

NOT 2 : 0x04 komutu sayesinde, birden çok veri okumak her zaman mümkün olacaktır. Yani aynı anda birden fazla cihaz durumu okunabilmektedir. Özellikle, tüm dedektörleri 128 tabanında durum bilgileri anlık olarak okunabilmektedir.

Erişilebilir Modbus giriş / çıkış tablosu aşağıdaki gibidir:

Adres	Açıklama	W/R	Biçim
0X0000	Alarm çıkış durumu	R,
0X0001	Çıkış_dos çıkış durumu	R,
0X0002	Çıkış_bir çıkış durumu	R,
0X0003	5 Rezerve edildi	R,
0X0008	Kısmi alarm sayaçlarını , arızaları , seviye 1 ve 2'yi sıfırlayın	W
0X0009	Test başlangıcı veya Test	R / W
0X0010	PBX'i susturma	W

Kontrol panelinin modbus cihaz numarasını değiştirme olasılığı bulunmaktadır. Bu değişikliği yapmak için, modbus'ın 0x64 veya 100'e izin verdiği ilk serbest adresi veya üretici adresi kullanılır. Bu komut, 0x00 adresi kullanılarak yayında gönderilir ve yalnızca komutta gönderilen seri numarasına sahip ekipman yanıt verir. Bu komutun bir örneği:

Adres	fonksiyon	Adres	Kayıt Sayısı	Bayt Sayısı	Seri numarası (5 Bayt)	Yeni modbus adresi (1 bayt)	CRC (2 bayt)
0x00	0x64	0x00 0x00	0x03	0x00 0x06	0x00 0x80 0x09 0x01 0x08	0x01	0x 95 0x D6

Yapı, modbus komutunun yapısıdır ancak yeni bir işlev 0x64 ekler:

- Adres, her zaman 0x00 komutu yayında gönderdiğimizi gösterir.
- Fonksiyon, üreticinin özel.         
- Adres, şimdilik 0x00 0x00 için düzeltildi. Bu alanda diğer üreticilerin kendi işlevlerini ekleyebiliriz.         
- Bu durumda kayıt sayısı 3.         
- Bayt sayısı, bu durumda her biri 2 baytlık 3 kayda karşılık gelen 6 bayt.         
- Seri numarası, ilk 0x00 ile 5 bayt çünkü seri numarası aslında 4 bayt olacaktır.         
- Yeni modbus adresi, yeni modbus adresi ile 1 bayt. Gönderilen modbus adresi 0x01 ile 0xFE arasında olmalıdır.         
- İki baytlık CRC.         
 
Aşağıdaki gibi bu komutuna yanıt olabilir

Adres	fonksiyon	Adres	Kayıt Sayısı	CRC (2 bayt)
0x01	0x64	0x00 0x00	0x03	0x 46 0x F1

Ek 1. Modbus Protokolü

1- Giriş

Modbus protokolü, birden fazla bilgisayarın ağ kurmasını sağlayan bir endüstri iletişim standardıdır. Modbus, komutlardan mesaj çerçevesine kadar iletişim formatını ayarlar. Modbus protokolünün üç farklı uygulaması vardır: Modbus RTU, Modbus ASCII ve Modbus / TCP (RTU veya ASCII).

Tipik bir Modbus RTU mesajı aşağıdaki biçime sahiptir:

Adres	Fonksiyon	Veri	CRC
1 bayt	1 bayt	n bayt	2 bayt

2- Hata Kodları

Modbus bir hata olması durumunda, aşağıdakine benzer bir cevap alırız:

Adres	hata mesajı	CRC
1 bayt	0x81 0x02	2 bayt

Hata mesajı iki bayttan oluşur; burada ilk kod 0x80 ile fonksiyon kodu arasında bir “AND” olur (eğer fonksiyon 1 -> 0x81, fonksiyon 5 -> 0x85, fonksiyon 0x10 -> 0x90, vb.) Ve ikinci bayt, hata türünün genel bir tanımlayıcısı olacaktır:

Hata türü	ad	Açıklama
1	fonksiyon	İşlev kodu mevcut değil
2	Veri adresi	Veri adresi doğru değil veya görüntülenebilir veya değiştirilebilir verilere karşılık gelmiyor
3	Veri değeri	Veri değeri doğru değil.
4	Cihaz hatası	Cihaz istekte bulunamadı
5	ACK	Cihaz isteği kabul etti, ancak şu anda sunulamıyor. Yeniden denenmemelidir.
6	Meşgul cihazı	Cihaz bir istekte bulunuyor ve yenilerini sunamıyor. Tekrar denemeli.

 

3- Uygulanan Fonksiyonlar

CO merkezinde uygulanan Modbus protokol işlevleri şunlardır:

- İşlev 01 (0x01): Sıkıştırılmış rölelerin veya girişlerin okunması.         
- İşlev 04 (0x04): Kayıtların okunması.         
- İşlev 05 (0x05): Röle yazımı.         
- İşlev 16 (0x10): Birden fazla tamsayı kaydı yazın . 

4- Modbus Örnekleri

Aşağıdaki noktalarda Modbus protokolünde hem okuma hem de yazma için çerçeve örnekleri göreceğiz. Özellikle, rölelerin veya girişlerin okunmasını / yazılmasını ve kayıtların okunmasını / yazılmasını göreceğiz.

Sıkıştırılmış röleleri veya girişleri okuma.

Modbus talebi aşağıdakine benzer olacaktır:

Adres	fonksiyon	Adres (2 Bayt)	Veri (2 Bayt)	CRC (2 Bayt)
0x01	0x01	0x00 0x00	0x00 0x03	0x 7c 0x0B

Ekibin cevabında girdi başına biraz veri elde edeceğiz. Durum 1 = AÇIK ve 0 = KAPALI olarak gösterilir.

Adres	fonsiyon	Hayıt. Bayt	Veri	CRC
0x01	0x01	0x01	0x03	0z90 0x48

Bu, giriş 1 ve 2'nin etkinleştirildiğini gösterir (0x 03 , ikili olarak 000 0 00 1 1'e karşılık gelir ).

Röle yazımı.
 
Modbus talebi aşağıdakine benzer olacaktır.

Adres	fonksiyon	Kayıt (2 Bayt)	Yazma değeri (2 bayt)	CRC (2 bayt)
0x01	0x05	0x00 0x0 9	0xFF 0x00	0x5 C 0x3 8

Yazmak için değer kurmak istediğimiz duruma bağlı olacaktır. Çıkışı etkinleştirmek istediğinizde bir 0xFF00 yazacağız ve çıkışı devre dışı bırakmak istediğinizde bir 0x0000 ile yazacağız.

Takımın yanıtında gönderdiğimiz aynı planı elde edeceğiz.

Adres	fonksiyon	Kayıt (2 Bayt)	Yazma değeri (2 bayt)	CRC (2 bayt)
0x01	0x05	0x00 0x0 9	0xFF 0x00	0x 5 C 0x3 8

Bu örnekte kayıt 9'u etkinleştireceğiz (test başlangıcı)

Kayıtların okunması.

Modbus talebi aşağıdakine benzer olacaktır:

Adres	fonksiyon	Kayıt (2 Bayt)	Kayıt sayısı (2 bayt)	CRC (2 bayt)
0x01	0x04	0x00 0x04	0x00 0x01	0x70 0x0B

Her kayıt iki bayttan oluşur, bu nedenle ekibin cevabında 2 ile çarpılan kayıt sayısını elde ederiz.

Adres	fonksiyon	Hayır. Bayt (1 Bayt)	Veri (N bayt)	CRC (2 bayt)
0x01	0x04	0x02	0x00 0x05	0x79 0x33

Bu durumda 0x0 4 kaydının , değeri 0x0 0 0x0 5 olan iki bayt içerdiğini görebiliriz (alarm geçmişinde 5 alarmımız vardır)

Kayıt yazma.

 Modbus talebi aşağıdakine benzer olacaktır:

Adres	fonksiyon	Kayıt (2 Bayt)	N. kayıtları (2 bayt)	N. Bayt (1 bayt)	Veri	CRC (2 bayt)
0x01	0x10	0x00 0x0 E	0x00 0x0	0x02	0x00 0x64	0xA 6 0x 95

Ekibin cevabında, yazma talebinin başlangıcı ve yazılan kayıtların sayısını elde edeceğiz.

Adres	fonksiyon	Kayıt (2 Bayt)	N. kayıtları (2 bayt)	CRC (2 bayt)
0x01	0x10	0x00 0x0 E	0x00 x01	0x 60 0x 0 A

Bu örnekte, 0x00 0x0 E adresine 0x0 0 0x 64 bir kayıt (2 bayt) değeri yazıyoruz ve doğru yanıt veriyoruz (0x00 0x0F değeri tetikleme seviyesi 100 kaydına yazdık) 

5 - Referans

Modbus protokolü hakkında bilgi bulmak için, resmi belgelerin internetten indirilmesi önerilir. Bu bilgiler bulunabilir Modbus-IDA web:

Modbus protokolü genel bilgi ve fonksiyonları:
http://www.modbus.org/docs/Modbus_Application_Protocol_V1_1b.pdf