Gas sensor WB-MSGR
Назначение
Комбинированные электрохимические датчики газа WB-MSGR с встроенным реле.
Исполнение: пластиковый корпус с возможностью крепления на DIN-рейку и крепёжными отверстиями. Напряжение питания 9 – 24В.
Управление модулем производится с контроллера или ПК по шине RS-485 командами по протоколу MODBUS.
Возможно заказать датчик с сенсорами на выбор:
- горючие газы: природный газ, метилпропан, пропан, метан, водород
- органические газы: NH3, NOx, алкоголь, бензол, табачный дым, CO2
Технические характеристики
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Питание | |
| Напряжение питания | 12 В — 24 В постоянного тока |
| Потребляемая мощность |
|
| Диапазоны измеряемых значений | |
| Диапазон измерения концентрации газов | 500-2000 ppm* |
| Внешние контакты | Выходы реле с нормально открытым и нормально закрытым контактами (SPDT). |
| Управление | |
| Интерфейс управления | RS-485 |
| Изоляция интерфейса | Неизолированный |
| Протокол обмена данными | Modbus RTU, адрес задается программно, заводские настройки указаны на наклейке |
| Параметры интерфейса RS-485 |
скорость 9600 бит/с; данные — 8 бит; четность N; стоп-биты 2; Начиная с версии прошивки 3.1.0 параметры интерфейсы могут быть настроены программно:
|
| Готовность к работе после подачи питания | ~0,03 c |
| Габариты | |
| Габариты | 65x46x29 мм |
| Ширина DIN-юнитов | ~2,5 |
| Условия эксплуатации | |
| Температура воздуха | -40°С до +80°С |
| Относительная влажность воздуха | до 98%, без конденсации влаги |
Технические характеристики
- Коммуникационный протокол Modbus RTU
- Способ подключения – разъёмные винтовые клеммные зажимы
- Напряжение питания: 9-24В постоянного тока
- Габариты: 65*46*29 mm
- Отверстия для крепления
- Возможность установки на DIN-рейку
- Параметры реле: переключающая группа контактов (SPDT), до 3А@230V AC, до 3A@30V DC
Условия эксплуатации:
- Температура воздуха от -20°С до +50°С;
- Относительная влажность воздуха до 98%,без конденсата влаги.
Модификации
Характеристики кодируются в артикуле, по следующей схеме:
| Обозначение | Поддерживаемая функция |
|---|---|
| WB-MSGR-xxxx | версия с встроенным реле |
| WB-MSG-xxxx | версия без встроенного реле |
Монтаж
Датчик может монтируется на стандартную DIN-рейку шириной 35 мм и занимает ширину около 2,5 DIN-модуля. Датчик также имеет отверстия для непосредственного крепления к любой поверхности. Диаметр отверстий — 4мм, расстояние между центрами — 41 мм. Расстояние между головкой крепежного винта и поверхностью (глубина) — 11 мм. Блок винтовых зажимов модуля (см. рисунок "Датчик WB-MSGR") служит для подключения линий питания (V+ и GND), и линий управления по RS-485 (RS-485 A и B). В версии со встроенным реле верхние винтовые зажимы подключены к контактам реле NC, COM, NO.
Функции
Смена адреса производится широковещательный (slave_id 0) командой записи (WRITE_SINGLE_REGISTER) в holding register с адресом 128 (0x80).
По адресу 200 лежит сигнатура длинной 6 байт. Сигнатура уникальна для каждой модели устройства и позволяет идентифицировать модель. Для получения сигнатуры нужно выполнить READ_HOLDING_REGISTERS адрес 200 длина 6. Запись в эту область памяти не поддерживается, при попытки записи в недопустимое место возвращается ошибка 3.
Безопасный режим
В этом режиме при прекращении обмена данными по modbus устройство отключает реле по прошествии заданного времени.
Для включения безопасного режима нужно записать значение отличное от 0 в HOLDING_REGISTER по адресу 8. Это значение - таймаут в секундах.
Принцип работы и настройка датчика
При изменении концентрации определенного газа изменяется сопротивление полупроводникового чувствительного элемента (ЧЭ) датчика Rs. При измерениях используется соотношение сопротивления ЧЭ Rs к сопротивлению, измеренному в эталонной среде Rs0. При увеличении концентрации газов, к которым чувствителен датчик, сопротивление ЧЭ падает, соответственно, уменьшается соотношение Rs/Rs0. На основании значения соотношения Rs/Rs0 можно принимать решение о включении предупреждающего сигнала. Для разных газов одно и то же соотношение Rs/Rs0 соответствует разной концентрации этих газов в окружающей среде.
Внутри датчика имеется нагреватель, который постоянно включен, что обеспечивает возможность измерения концентрации газов. Если датчик долго оставался обесточенным, то выход на рабочий режим потребует некоторого времени: от двух суток, если датчик не включался месяц, до недели, если датчик не включался больше полугода. Эксплуатация в агрессивной среде приводит к деградации ЧЭ, наледь и конденсат снижают его чувствительность.
Температура и влажность также влияют на сопротивление чувствительного элемента: оно падает с увеличением температуры и влажности.
Перед настройкой датчика дождитесь выхода ЧЭ на рабочий режим (так называемый "отжиг"). О выходе на рабочий режим можно судить по стабилизации сопротивления ЧЭ при неизменных окружающих условиях — при которых датчик будет постоянно эксплуатироваться.
Значение Rs0 зависит от типа датчика и может варьироваться от одного экземпляра к другому, поэтому изначально возможно установить значение Rs0 равным сопротивлению после выхода на рабочий режим.
Автоматическое управление реле
Если значение Rs/Rs0 ("Rs ratio") превышает установленный порог "High threshold" (регистр 61), реле выключается. Если значение становится меньше порога "Low threshold" (регистр 62), реле включается.
Для корректной работы в регистрах 60, 61, 62 должны быть значения, отличные от нуля.
Управление через web-интерфейс
Описанная выше логика работы реализуется через настройки, которые можно выполнить в web-интерфейс датчика.
- Relay — состояние реле, может изменяться вручную. (Например, при срабатывании реле вы можете сначала отключить сигнал тревоги, а затем заняться решением проблемы)
- Rs — текущее сопротивление чувствительного элемента.
- Rs0 — сопротивление чувствительного элемента в эталонной среде.
- Rs ratio — текущее отношение Rs/Rs0
- High threshold -- порог отключения (см. выше)
- Low threshold -- порог включения (см. выше)
- Input Voltage -- напряжение питания модуля датчика
Карта регистров Modbus
Набор регистров отличается от набора регистров других модулей в силу специфики устройства, приводим ее полностью здесь.
| Регистр / адрес | тип | чтение/запись | значение по-умолчанию | формат | назначение | В модификациях |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 8 | holding | RW | 0 | seconds | таймаут для безопасного режима | -R |
| 50 | input | R | - | raw_val * 16
unsigned |
Сырое усреднённое значение с АЦП датчика газа | все |
| 51 | input | R | - | R × 0.1 (Ohm)
unsigned |
Значение сопротивления измерительного элемента датчика газа | |
| 52 | input | R | R/R0 * 1000
unsigned |
Отношение Rs/Rs0 (см. регистр 60) | ||
| 60 | holding | RW | R × 10 (Ohm)
unsigned |
Значение сопротивления Rs0 измерительного элемента датчика газа при 100ppm для регистров 52 и 61-62 | ||
| 61 | holding | RW | R/R0 * 1000
unsigned |
Порог для Rs/Rs0 (передний фронт, превышение порога) | ||
| 62 | holding | RW | R/R0 * 1000
unsigned |
Порог для Rs/Rs0 (задний фронт, падение значение ниже порога) | ||
| 120 (0x78) | holding | RW | 0 | отличное от 0 | запись в регистр вызывает перезагрузку МК без сохранения состояния | все |
| 121 (0x79) | input | R | - | mV | текущее напряжение питания модуля | все |
| 128 (0x80) | holding | RW | 1 | Modbus-адрес устройства | все | |
| 200-206 | input | R | {'W','B','M','S','G','R'} | сигнатура | все | |
| 220-241 | input | R | __date__ __time__ | дата сборки прошивки | все |
Карта регистров флагов (Coils)
| Начальный адрес | Количество | Назначение | В модификациях |
|---|---|---|---|
| 0 | 1 | Состояние реле (чтение и установка) | -R |
Управление по Modbus
Подробно о работе с модулем по протоколу Modbus написано в разделе Управление датчиками Wirenboard по протоколу Modbus.