PRZETWORNIK TEMPERATURY I WILGOTNOŚCI TEMPERATURE AND HUMIDITY TRANSDUCER P18S INSTRUKCJA OBSŁUGI USER S MANUAL PL EN 1
2
PL Spis treści 1. Zastosowanie... 5 2. Zestaw przetwornika... 6 3. Wymagania podstawowe, bezpieczeństwo użytkowania... 6 4. Montaż... 6 4.1. Sposób mocowania... 6 4.2. Schematy podłączeń zewnętrznych... 8 5. Obsługa... 9 5.1. Funkcje przetwornika... 10 5.1.1. Wartości wyliczane... 10 5.1.2. Obsługa wewnętrznego grzejnika... 12 5.1.3. Sposób podłączenia interfejsu szeregowego.. 12 5.1.4. Opis implementacji protokołu MODBUS... 13 5.1.5. Opis zaimplementowanych funkcji... 14 5.1.6. Mapa rejestrów... 15 5.1.7. Rejestry tylko do odczytu... 16 5.1.8. Rejestry do zapisu i odczytu... 17 6. Akcesoria... 21 7. Dane techniczne... 22 8. Kod wykonań... 23 3
1. Zastosowanie przetwornik p18s jest urządzeniem przeznaczonym do ciągłego pomiaru oraz przetwarzania wilgotności względnej i temperatury otoczenia na postać cyfrową (protokół modbus rtu poprzez interfejs rs-485). konfiguracja przetwornika jest możliwa za pomocą protokołu modbus. wielkości mierzone i obliczane przez przetwornik: temperatura, wilgotność względna punkt rosy wilgotność bezwzględna. Rys. 1. Wygląd przetwornika P18S 4
2. Zestaw przetwornika przetwornik P18S 1 szt. instrukcja obsługi 1 szt. PL 3. Wymagania podstawowe, bezpieczeństwo użytkowania W zakresie bezpieczeństwa użytkowania przetwornik odpowiada wymaganiom normy PN-EN 61010-1. Uwagi dotyczące bezpieczeństwa Montażu i instalacji połączeń elektrycznych powinna dokonać osoba z uprawnieniami do montażu urządzeń elektrycznych. Przed włączeniem przetwornika należy sprawdzić poprawność połączeń. Przetwornik jest przeznaczony do instalowania i używania w przemysłowych elektromagnetycznych warunkach środowiskowych. 4. MONTAŻ 4.1. Sposób mocowania Przetwornik należy montować w sposób pewny i dający dostęp do ewentualnej obsługi serwisowej (np. czyszczenie w przypadku zabrudzenia wpływającego na pracę urządzenia, wymiana w przypadku uszkodzenia) przy wykorzystaniu ogólnodostępnych elementów montażowych, takich jak np. przepusty i dławiki kablowe, obejmy, opaski zaciskowe. Istotne jest zapewnienie pozycji pracy przetwornika aby jego czujnik pomiarowy skierowany był w dół. Połączenia elektryczne należy wykonać zgodnie ze schematem podłączeń przetwornika. 5
R20 min. 50mm 83 12 Rys.2. Wymiary przetwornika P18S 6
PL 4.2. Schematy podłączeń zewnętrznych Przetwornik posiada 4 żyłowy przewód nierozłączny o długości 2, 5 lub 10 m lub gniazdo rozłączne M8 wraz z przewodem długości 2 m (w zależności od kodu wykonań) służący do zasilania oraz podłączenia interfejsu RS-485: Przewód nierozłączny (barwa przewodu) Gniazdo M8 (numer wyprowadzenia) Kabel z wtykiem M8 (barwa przewodu) Funkcja zielony 3 niebieski żółty 1 brązowy Dodatni przewód zasilający VCC Ujemny przewód zasilający GND brązowy 4 czarny RS-485 sygnał B biały 2 biały RS-485 sygnał A Tabela 1: Wyprowadzenia przetwornika 7
5. OBSŁUGA po podłączeniu przewodów i włączeniu zasilania przetwornik jest gotowy do pracy z nastawami fabrycznymi. Praca przetwornika sygnalizowana jest poprzez krótkie, cykliczne zaświecenie żółtej diody LED umieszczonej pod osłoną czujnika. Przetwornik może być konfigurowany poprzez zapis rejestrów protokołu MODBUS RTU na interfejsie RS-485. W przetworniku można ustawić następujące parametry: adres urządzenia dla protokołu MODBUS RTU prędkość komunikacji interfejsu RS-485 tryb komunikacji interfejsu RS-485 tryb uśredniania pomiarów kasowanie zapamiętanych wartości ekstremów pomiarów załączenie/wyłączenie wewnętrznego grzejnika ustawienie czasu wygrzewania wewnętrznym grzejnikiem w trybie czasowym stała poprawka dla pomiaru temperatury Poprzez dedykowane rejestry można również przywrócić parametry fabryczne przetwornika oraz wymusić zapis aktualnych parametrów pracy do pamięci nieulotnej przetwornika. UWAGA: W przypadku, gdy w przetworniku ustawione są nieznane parametry transmisji, można wymusić komunikację przetwornika na parametrach standardowych (9600, 8N1). W tym celu należy: wyłączyć zasilanie przetwornika zdjąć osłonę czujnika zewrzeć ze sobą punkty lutownicze zgodnie z ilustracją 2 włączyć zasilanie przetwornika (żółta dioda LED zaświeci się światłem ciągłym) usunąć zwarcie (żółta dioda LED gaśnie) 8
PL Rys.3. Ustawienie fabrycznych parametrów komunikacyjnych W tym momencie można się połączyć z przetwornikiem i skonfigurować go zgodnie z własnymi wymaganiami, a następnie zapisać konfigurację do pamięci nieulotnej. Jeśli konfiguracja nie zostanie zapisana, po ponownym uruchomieniu przetwornika aktywna będzie poprzednia konfiguracja i procedura będzie musiała zostać powtórzona. 5.1. Funkcje przetwornika Przetwornik P18S realizuje funkcje: pomiaru temperatury otoczenia oraz wilgotności względnej, obliczania wybranych wielkości fizycznych, rejestracji w pamięci ulotnej wartości maksymalnych i minimalnych (ekstrema), obsługi interfejsu RS-485 w protokole MODBUS w trybie RTU. 5.1.1. Wartości wyliczane Na podstawie pomiaru temperatury i wilgotności względnej przetwornik P18S wylicza wartości punktu rosy oraz wilgotności bezwzględnej z poniższych zależności. DP punkt rosy: DP = T n m RH log (P ws 10000 A - 1 ) 9
AH wilgotność bezwzględna: AH = 2,1668 P ws RH 100 (T + 273,2) gdzie: T temperatura zmierzona [ o C] RH wilgotność względna zmierzona [%] DP temperatura punktu rosy [ o C] P ws ciśnienie pary wodnej nasyconej (prężność pary wodnej) [mbar] AH wilgotność bezwzględna [g/m 3 ] Współczynniki wykorzystywane do obliczeń punktu rosy T [ o C] A m T n < 0 6.119866 7.926104 250.4138 0...50 6.1078 7.5 237.3 50...100 5.9987 7.3313 229.1 Tabela 2: Współczynniki do obliczeń punktu rosy 10
5.1.2. Obsługa wewnętrznego grzejnika czujnika PL Czujnik zastosowany w przetworniku P18S wyposażony jest w wewnętrzny element grzewczy umożliwiający szybsze uwalnianie cząsteczek wody z czujników zalanych wodą lub będących przez długi czas w środowisku silnie zawilgoconym. Włączenie grzejnika jest możliwe poprzez zapisanie odpowiedniej wartości do rejestru 4020 (patrz Tabela 9). Uwaga: Podczas pracy przetwornika z włączonym elementem grzewczym przetwornik nie mierzy właściwej temperatury i wilgotności otoczenia (rośnie temperatura mierzona przez czujnik a wilgotność maleje). W celu uniknięcia przekłamań wartości w systemach pomiarowych na czas pracy przetwornika z włączonym grzejnikiem do wartości zmierzonych (temperatura, wilgotność względna) dodawana jest wartość 200.0. 5.1.3. Sposób podłączenia interfejsu szeregowego Standard RS-485 pozwala na bezpośrednie połączenie do 32 urządzeń na pojedynczym łączu szeregowym o długości do 1200 m (przy prędkości 9600 b/s). Do połączenia większej ilości urządzeń konieczne jest stosowanie dodatkowych układów pośrednicząco-separujących. Wyprowadzenie linii interfejsu przedstawiono w Tabeli 1. Do uzyskania prawidłowej transmisji konieczne jest podłączenie linii A i B doich odpowiedników w innych urządzeniach. Połączenie należy wykonać przewodem ekranowanym. Ekran przewodu należy podłączyć do zacisku ochronnego w jak najbliższym sąsiedztwie przetwornika (ekran podłączyć do zacisku ochronnego tylko w jednym punkcie). Do uzyskania połączenia z komputerem niezbędna jest karta interfejsu RS-485 lub odpowiedni konwerter np. PD51 lub PD10. Sposób łączenia urządzeń przedstawiono na ilustracji 3. 11
Komputer A B A B Przetwornik P18S A B Przetwornik P18S Rys.4. Sposób połączenia interfejsu RS-485. 5.1.4. Opis implementacji protokołu MODBUS Zaimplementowany protokół jest zgodny ze specyfikacją PI-MBUS-300 Rev G firmy Modicon. Fabryczne parametry to: adres urządzenia 1, prędkość 9600 [b/s] format ramki 8n1. Zestawienie parametrów łącza szeregowego przetworników P18S w protokole MODBUS: Adres przetwornika 1..247, Prędkość transmisji: 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 [b/s], Tryb pracy: RTU z ramką w formacie: 8n2, 8e1, 8o1, 8n1, Maksymalny czas do rozpoczęcia odpowiedzi: 500 ms. Konfiguracja parametrów łącza szeregowego polega na ustaleniu prędkości transmisji, adresu urządzenia oraz formatu jednostki informacyjnej - protokołu. Uwaga: Każdy przetwornik podłączony do sieci komunikacyjnej musi: Mieć unikalny adres, różny od adresów innych urządzeń połączonych w sieci, Identyczną prędkość i typ jednostki informacyjnej. 12
5.1.5. Opis zaimplementowanych funkcji PL W przetwornikach P18S zaimplementowane zostały następujące funkcje MODBUS: 3 (03h) odczyt grupy rejestrów, 4 (04h) odczyt grupy rejestrów wejściowych 6 (06h) zapis 1 rejestru 16 (10h) zapis grupy rejestrów, 17 (11h) identyfikacja urządzenia. Przykład 1: Odczyt 2 rejestrów zaczynając od rejestru o adresie 0FA0h (4000) typu short(16 bitów), (wartości rejestrów 228-00E4h, 1-0001h) Adres urządzenia Funkcja Adres rejestru Liczba rejestrów Suma kontrolna B1 B0 B1 B0 CRC 01h 03h 0Fh A0h 00h 02h C73Dh Tabela 3: Odczyt grupy rejestrów (funkcja 3) - żądanie Adres urządzenia Funkcja Przykład 2: Identyfikacja urządzenia Adres urządzenia Liczba bajtów Funkcja Wartość z rejestru 1DB0 (4021) Suma kontrolna CRC 01h 11h C02Ch Wartość z rejestru 1DB1 (4022) B1 B0 B1 B0 Suma kontrolna CRC 01h 03h 04h 00h E4h 00h 01h 7BC4h Tabela 4: Odczyt grupy rejestrów (funkcja 3) - odpowiedź Tabela 5: Identyfikacja urządzenia (funkcja 17) - żądanie Liczba bajtów Adres urządzenia Funkcja Identyfikator urządzenia Stan urządzenia Pole zależne od urządzenia Firmware v 0.1 Numer seryjny przetwornika (nr ser: 18060003) Suma kontrolna CRC 01h 11h 07h E4h FFh 01h 01h 13h 92h E3h B0D6h Tabela 6: Identyfikacja urządzenia (funkcja 17) - odpowiedź 13
5.1.6 Mapa rejestrów W przetworniku P18S dane umieszczone są w rejestrach 16 bitowych i 32 bitowych. Zmienne procesowe i parametry przetwornika umieszczone są w przestrzeni adresowej rejestrów w sposób zależny od typu wartości zmiennej. Rejestry typu całkowitego zajmują obszar adresowy 4000...4022. Rejestry 32 bitowe umieszczone są w obszarze adresowym 7500...7512. Te same rejestry dostępne są jako rejestry 16 bitowe (2x16) w obszarze adresowym 7000 7025 z ułożeniem bajtów: B1 B0 B3 B2. Poniżej została przedstawiona mapa rejestrów przetwornika P18S. Uwaga: Wszystkie podane adresy są adresami fizycznymi. W niektórych programach komputerowych stosuje się adresowanie logiczne wówczas adresy należy zwiększyć o 1. Zakres adresów 4000-4022 Typ wartości integer (16 bitów) 7000 7025 float (2x16 bitów) 7500-7512 float (32 bity) Opis Wartość umieszczona jest w rejestrze 16 bitowym. Wartość umieszczona jest w dwóch kolejnych rejestrach 16 bitowych. Rejestry są tylko do odczytu. Kolejność bajtów (B1,B0,B3,B2) Wartość umieszczona w rejestrze 32 bitowym. Tabela 7: Mapa rejestrów przetwornika P18S 14
5.1.7. Rejestry tylko do odczytu PL Wartość umieszczona jest w dwóch kolejnych rejestrach 16 bitowych. Wartość umieszczona jest w rejestrach 32 bitowych Nazwa Zapis (z)/ odczyt (o) Jednostka Nazwa wielkości 7000 7500 ID o - Identyfikator urządzenia P18(D) 7002 7501 T o o C Temperatura zmierzona 7004 7502 RH o % Wilgotność względna zmierzona 7006 7503 DP o o C Punkt rosy wyliczony 7008 7504 AH o g/m 3 Wilgotność bezwzględna wyliczona 7010 7505 min T o o C Minimum temperatury 7012 7506 max T o o C Maksimum temperatury 7014 7507 min RH o % Minimum wilgotności względnej 15
7016 7508 max RH o % Maksimum wilgotności względnej 7018 7509 min DP o o C Minimum punktu rosy 7020 7510 max DP o o C Maksimum punktu rosy 7022 7511 min AH o g/m 3 Minimum wilgotności bezwzględnej 7024 7512 max AH o g/m 3 Maksimum wilgotności bezwzględnej Tabela 8: Rejestry tylko do odczytu 5.1.8. Rejestry do zapisu i odczytu Wartość umieszczona jest w rejestrach 16 bitowych Nazwa Zapis (z) / odczyt (o) Zakres Opis 4000 Identyfikator o Identyfikator urządzenia P18S (228 - E4h) 4001 Adres z/o 1...247 Adres urządzenia Modbus 16
4002 Prędkość transmisji RS-485 4003 Tryb transmisji RS-485 4004 Zastosowanie zmian i zapis konfiguracji do pamięci nieulotnej z/o 0...6 Wartość Opis 0 4800 bit/s 1 9600 bit/s 2 19200 bit/s 3 38400 bit/s 4 57600 bit/s 5 115200 bit/s z/o 0...3 Wartość z/o 0...1 Wartość Opis 0 RTU 8N1 1 RTU 8N2 2 RTU 8E1 3 RTU 8O1 Opis 0 Bez zmian 1 Zapis konfiguracji 4005 Uśrednianie z/o 10...90 Uśrednianie pomiarów w postaci procentowego udziału nowego i poprzedniego pomiaru na aktualną wartość wyświetlaną. Y w = Y n U śr /100 + Y s (100- U śr )/100 gdzie: Y w wartość wyświetlana Y n nowa wartość pomiaru Y s poprzednia wartość pomiaru U śr wartość rejestru 4005 PL 17
4006 Kasowanie ekstremów z/o 0...1 Wartość Opis 0 Bez zmian 1 Reset 4007... 4016 4017 Status urządzenia z/o zarezerwowane z/o - Określa aktualny stan przetwornika. Kolejne bity określają wystąpienie danego zdarzenia. Wartość 1 zdarzenie wystąpiło, wartość 0 brak zdarzenia. Znaczenie kolejnych bitów: 15 włączenie zasilania/restart urządzenia, zapis wartości 8000h kasuje bit 14 zarezerwowany 13 błąd konfiguracji, przywrócenie fabrycznej, kasowany po restarcie i prawidłowej konfiguracji w pamięci 12 zarezerwowany 11 załączenie wewnętrznego grzejnika, kasowany automatycznie po wyłączeniu grzejnika 10 skasowano ekstrema, zapis wartości 400h kasuje bit 9...0 - zarezerwowane 18
4018 Wersja oprogramowania 4019 Przywracanie ustawień fabrycznych 4020 Sterowanie wewnętrznym grzejnikiem 4021 Czas załączenia grzejnika 4022 Offset temperatury o - Wersja oprogramowania przetwornika x10 np. wartość 10 określa wersję 1.0 z/o 0...1 Wartość z/o 0...2 Wartość Opis 0 bez zmian 1 Przywróć ustawienia Opis 0 wyłączenie załączonego grzejnika 1 włączenie grzejnika do czasu jego ręcznego wyłączenia 2 włączenie grzejnika na określony czas z/o 60...32768 Czas załączenia grzejnika [s]. Gdy grzejnik zostanie załączony w trybie czasowym (rejestr 4020 = 2), rejestr zawiera czas pozostały do wyłączenia grzejnika. Po odliczeniu do wartości 0 grzejnik jest wyłączany a wartość rejestru wraca do zadanej w momencie włączenia grzejnika wartości. z/o -100...100 Umożliwia wprowadzenie stałego przesunięcia wartości mierzonej temperatury. Wartość rejestru zawiera offset x10. Wartością fabryczną jest wartość 0 stanowiąca offset 0.0 C. Uwaga: wartości dodatnie są odejmowane od wartości mierzonej, natomiast ujemne są dodawane. Tabela 9: Rejestry do odczytu i zapisu PL 19
6. AKCESORIA Standardowo przetwornik P18S wyposażony jest w osłonę czujnika przeznaczoną tylko do zastosowań wewnętrznych. Dla aplikacji zewnętrznych oraz wewnętrznych narażonych na możliwość kondensacji pary wodnej zaleca się używanie dodatkowych osłon czujnika (zamiennie), w zależności od warunków pracy przetwornika. L.p. Kod zamówienia Rys. Nazwa Budowa Cechy Typowe zastosowanie 1 20-015-00-00011 Filtr membranowy Obudowa z PCV, membrana teflonowa zalaminowana folią Wielkość p o r ó w : 1 µm Średni efekt filtracji Max temperatura: do 80 o C Czas reakcji: t10/90:15 s Automatyka budynku. Do zastosowań w pomieszczeniach o małej ilości zanieczyszczeń. 2 20-015-00-00007 Filtr teflonowy Spiekany teflon Wielkość porów: 50 µm Wysoka odporność chemiczna Max temperatura: do 180 o C Czas reakcji: t10/90:14 s Proces suszenia w aplikacjach chemicznych 3 20-015-00-00003 Filtr ze spiekanego brązu Spiekany brąz Wielkość porów: 60 µm Tabela 10: Osłony czujnika Duża wytrzymałość mechaniczna Do współpracy z wysokimi zanieczyszczeniami Stosowany przy małej wilgotności powietrza. Czas reakcji t10/90:10 s Rolnictwo 20
7. DANE TECHNICZNE Parametry podstawowe: - zakres pomiaru wilgotności względnej (RH) 0...95%, bez kondensacji - błąd podstawowy przetwarzania wilgotności ± 3% zakresu dla RH = 10...90% ± 5% w pozostałym zakresie - histereza pomiaru wilgotności ± 1% RH - podstawowy zakres pomiaru temperatury (T) -20...60 C - błąd podstawowy przetwarzania temperatury ± 0,6% w zakresie 10...40 o C ± 1,0% w pozostałym zakresie - wielkości wyliczone wilgotność bezwzględna (a) [g/m 3 ] temperatura punktu rosy (Td) [ o C] Interfejs RS-485: - protokół transmisji modbus RTU - prędkość transmisji 4800, 9600,19200,38400, 57600, 115200 bit/s - tryb 8N2, 8E1, 8O1, 8N1 - maksymalny czas odpowiedzi 500 ms Znamionowe warunki użytkowania: - zasilanie 9...28 V d.c. - pobór mocy < 0,5 VA - temperatura otoczenia - 20...23...60 o C - wilgotność względna powietrza < 95% - czas wstępnego wygrzewania 15 minut - stopień ochrony zapewniany przez obudowę ip 65 - masa <0,1 kg - wymiary (86 12,5) mm - pozycja pracy: czujnikiem w dół PL 21
Kompatybilność elektromagnetyczna: - odporność na zakłócenia elektromagnetyczne wg PN-EN 61000-6-2 - emisja zakłóceń elektromagnetycznych wg PN-EN 61000-6-4 Wymagania bezpieczeństwa: wg normy PN-EN 61010-1 - kategoria instalacji iii - stopień zanieczyszczenia 2 - napięcie pracy względem ziemi 50 V - wysokość nad poziomem morza < 2000m 8. KOD WYKONAŃ P18S - XX XX X X Sposób podłączenia: Gniazdo wtyk M8, przewód 2m (gotowy cord) 00 Przewód 2 m 02 Przewód 5 m 05 Przewód 10 m 10 Wykonanie: standardowe 00 Wersja językowa: polsko-angielska M Próby odbiorcze: bez dodatkowych wymagań 0 z atestami kontroli jakości 1 ze świadectwem wzorcowania* 2 Przykład zamówienia: P18S-02000M1 oznacza przetwornik z przewodem 2 m, w wykonaniu standardowym w polsko-angielskiej wersji językowej, z atestem Kontroli Jakości. 22
EN Contents 1. Application... 24 2. Transducer set... 25 3. Basic requirements, operational safety... 25 4. Assembly... 25 4.1. Installation... 25 4.2. External connections diagram... 27 5. Operation... 28 5.1. Transducer functions... 29 5.1.1. Calculated values... 29 5.1.2. Operation of the internal heater... 31 5.1.3. Serial interface connection method... 31 5.1.4. Description of MODBUS protocol implementation... 32 5.1.5. Description of implemented functions... 33 5.1.6. Map of registers... 34 5.1.7. Read-only registers... 35 5.1.8. Registers for writing and reading... 36 6. Accessories... 40 7. Technical data... 41 8. Ordering code... 42 23
1. application the p18s transducer is designed for continuous measurement and conversion of relative humidity and ambient temperature into a digital form (modbus rtu protocol via the rs-485 interface). transducer configuration is possible using the modbus protocol. Values measured and calculated by the transducer: temperature, relative humidity dew point absolute humidity Fig.1. View of P18S transducer. 24
2. Transducer set P18S transducer 1 pc. User s manual 1 pc. EN 3. Basic requirements, operational safety In terms of operational safety, the transducer meets the requirements of EN 61010-1 standard. Safety instructions The assembly and the installation of the electrical connections may be carried out only by a duly qualified electrician. Before turning the transducer on verify the connections. The transducer is intended for installation and use in industrial electromagnetic environments. 4. ASSENBLY 4.1. Installation The transducer should be mounted in a safe manner using generally available assembly elements, such as cable glands and cable grommets, clamps, cable ties enabling access when service works are needed (e.g. cleaning in the event of soiling affecting the device operation, replacement in the case of damage). It is important to ensure the transducer working position so that its measuring sensor is directed downwards. Electrical connections should be made in accordance with the transducer connection diagram. 25
R20 min. 50mm 83 12 Fig.2. External dimensions of P18S 26
EN 4.2. External connections diagram The transducer has a 4-wire non-detachable cord which is 2.5 or 10m long or a detachable M8 socket with a 2-meter long wire (depending on the version code) used for supplying and connecting the RS-485 interface: M8 socket (terminal number) non-detachable cord (color of the cord) cable with M8 plug (color of the cord)) Function green 3 blue Positive power cord VCC yellow 1 brown Negative power cord GND brown 4 black RS-485 B signal white 2 white RS-485 A signal Table 1: Transducer terminals 27
5. Operation after wiring and turning on the power supply, the transducer is ready for operation with the factory settings. Operation of the transducer is signaled by a short, repeatable illumination of the yellow LED located under the sensor cover. The transducer can be configured by recording MODBUS RTU protocol registers on the RS-485 interface. The following parameters can be programmed in the transducer: device address for MODBUS RTU protocol RS-485 interface baud rate RS-485 interface communication mode measurements averaging mode erasing the saved values of extreme measurements switching on/off the internal heater setting the heating time with the internal heater in time mode fixed correction for temperature measurement Through dedicated registers, it is also possible to restore the transducer factory parameters and force the recording of current operating parameters into the non-volatile memory of the transducer. CAUTION: In case when unknown transmission parameters are set in the transducer, it is possible to force the transducer communication according to the standard parameters (9600, 8N1). To do this: turn off the transducer power supply remove the sensor cover short together the soldering points in accordance with figure 2 turn on the transducer power supply (the LED will be solid yellow) remove the short circuit (yellow LED goes out) 28
EN Fig.3. Setting the standard communication parameters At this point, it is possible to connect to the transducer and configure it according to user s requirements and then save the configuration to the non-volatile memory. If the configuration is not saved, the previous configuration will be active after restarting the transducer and the procedure will have to be repeated. 5.1. Transducer functions The P18S transducer performs the following functions: measurement of the ambient temperature and relative humidity, calculation of selected physical quantities, recording the maximum and minimum values (extremes) in volatile memory, RS-485 interface support in MODBUS protocol in RTU mode. 5.1.1. Calculated values The P18S transducer calculates the dew point and absolute humidity values on the basis of the temperature and relative humidity measurement from the following relationships. DP dew point: DP = T n m RH log (P ws 10000 A - 1 ) 29
AH absolute humidity: AH = 2,1668 P ws RH 100 (T + 273,2) where: T measured temperature [ o C] RH measured relative humidity [%] DP dew point temperature [ o C] P ws saturated steam pressure (vapor pressure) [mbar] AH absolute humidity [g/m 3 ] Coefficients used to calculate the dew point T [ o C] A m T n < 0 6.119866 7.926104 250.4138 0...50 6.1078 7.5 237.3 50...100 5.9987 7.3313 229.1 Table 2: Coefficients used to calculate the dew point 30
5.1.2. Operation of the internal heater EN The sensor used in the P18S transducer is equipped with an internal heating element enabling faster release of water molecules from sensors flooded with water or from sensors which operate in a moist environment for a long time. Switching on the heater is possible by recording the appropriate value to the register 4020 (see Table 9). Caution: During operation of the transducer with the heating element turned on, the transducer does not measure the proper temperature and humidity of the environment (the temperature measured by the sensor increases and the humidity decreases). In order to avoid distortions in the measuring systems for the duration of operation of the transducer with the heater turned on, the value 200.0 is added to the measured values (temperature, relative humidity). 5.1.3. Serial interface connection method The RS-485 standard allows direct connection of up to 32 devices on a single serial link of the length of up to 1200 m (at 9600 bps). Connection of more devices requires usage of additional intermediary- -separating systems. The output of the interface line is shown in Table 1. To obtain the correct transmission, it is necessary to connect lines A and B with their equivalents in other devices. The connection should be made with a shielded cable. The cable shield should be connected to the protective terminal in the closest possible proximity to the transducer (connect the shield to the protective terminal only at one point). To obtain a connection to the computer, an RS-485 interface card or a suitable converter, e.g. PD51 or PD10, is necessary. Devices connection method is shown in Fig. 3. 31
Computer A B A B P18S transducer A B P18S transducer Fig.4. The way of connecting the RS-485 interface. 5.1.4. Description of MODBUS protocol implementation The implemented protocol is compliant with the specification PI-MBUS-300 Rev G from Modicon. The factory parameters are: device address 1, speed 9600 [b / s] frame format 8n1. List of serial link parameters of the P18S transducers in the MODBUS protocol: Transducer address 1..247, Baud rate: 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 [b/s], Operating mode: RTU with frame in the following format: 8n2, 8e1, 8o1, 8n1, Maximum time to commence the response: 500 ms. The configuration of the serial link parameters consists in determining the baud rate, device address and the format of the information unit - the protocol. Caution: Each transducer connected to the communication network must have: a unique address different from addresses of other devices connected to the network. the same baud rate and type of information unit. 32
5.1.5. Description of implemented functions EN The following MODBUS functions have been implemented in the P18S transducers: 3 (03h) readout of a register group, 4 (04h) readout of an input register group. 6 (06h) recording of a single register. 16 (10h) recording of a register group. 17 (11h) identification of a device. Example 1: Readout of 2 registers starting from the register with the address 0FA0h (4000) of short type (16 bits), (values of registers 228-00E4h, 1-0001h) Device address Device address Function Register address Number of registers B1 B0 B1 B0 Checksum CRC 01h 03h 0Fh A0h 00h 02h C73Dh Ta b l e 3 : R e a d o u t o f a r e g i s t e r g r o u p ( f u n c t i o n 3 ) - r e q u e s t Function Number of bytes Example 2: Device identification Value from register 1DB0 (4021) Value from register 1DB1 (4022) B1 B0 B1 B0 Checksum CRC 01h 03h 04h 00h E4h 00h 01h 7BC4h Table 4: Readout of a register group (function 3) - response Device address Function Checksum CRC 01h 11h C02Ch Table 5: Device identification (function 17) - request Device address Function Number of bytes Device ID State of the device Field depending on device type Firmware v 0.1 Numer seryjny przetwornika (ser no 18060003) Checksum CRC 01h 11h 07h E4h FFh 01h 01h 13h 92h E3h B0D6h Table 6: Device identification (function 17) - response 33
5.1.6 Map of registers In the P18S transducer the data is placed in 16- and 32-bit registers. Process variables and parameters of the transducer are located in the address space of registers in a manner dependent on the type of the variable. The registers of the integer type occupy the address area 4000... 4022. The 32-bit registers are located in the address area 7500... 7512. The same registers are available as 16-bit registers (2x16) in the address area 7000... 7025 with the arrangement of bytes: B1 B0 B3 B2. The map of the P18S transducer registers is presented below. Caution: All given addresses are physical addresses. In some computer programs, logical addressing is applied, then addresses must be increased by 1. Address range 4000-4022 Value type integer (16 bits) 7000 7025 float (2x16 bits) Description Value is placed in 16-bit register. Value is placed in two successive 16-bit registers. Registers are read-only. Bytes order (B1,B0,B3,B2) 7500-7512 float (32 bits) Value is placed in 32-bit register. Table 7: Map of registers of the P18S transducer 34
5.1.7. Read-only registers EN Value is placed in two successive 16-bit registers. Value is placed in 32-bit registers. Name Writing (w)/ readout( r) Unit Nazwa wielkości 7000 7500 ID r - Device ID 7002 7501 T r o C Measured temperature 7004 7502 RH r % Measured relative humidity 7006 7503 DP r o C Calculated dew point 7008 7504 AH r g/m 3 Calculated absolute humidity 7010 7505 min T r o C Minimum temperature 7012 7506 max T r o C Maximum temperature 7014 7507 min RH r % Minimum relative humidity 7016 7508 max RH r % Maximum relative humidity 35
7018 7509 min DP r o C Minimum dew point 7020 7510 max DP r o C Maximum dew point 7022 7511 min AH r g/m 3 Minimum absolute humidity 7024 7512 max AH r g/m 3 Maximum absolute humidity Table 8: Read-only registers 5.1.8. Registers for writing and reading Value is placed in 16-bit registers. Name Writing (w)/ readout( r) Range Description 4000 Identifier r P18S device ID (228 - E4h) 4001 Address w/r 1...247 Address of Modbus device 4002 RS-485 w/r 0...6 Value Description interface baud rate 0 4800 bit/s 1 9600 bit/s 2 19200 bit/s 3 38400 bit/s 4 57600 bit/s 5 115200 bit/s 36
4003 Transmission mode RS-485 4004 Applying changes and saving configuration to non- -volatile memorynieulotnej w/r 0...3 Value w/r 0...1 Value Description 0 RTU 8N1 1 RTU 8N2 2 RTU 8E1 3 RTU 8O1 Description 0 No changes 1 Configuration save EN 4005 Averaging w/r 10...90 Averaging the measurements to the current displayed value in the form of the percentage share of the new and previous measurement. Y w = Y n U mean /100 + Y s (100-U mean )/100 where: Y w displayed value Y n new measurement value Y s previous measurement value U mean value of register 4005 4006 Erasing Extremes w/r 0...1 Value Description 0 No changes 1 Reset 4007... 4016 w/r reserved 37
4017 Device status 4018 Software version 4019 Restoring factory settings w/r - Specifies the current state of the transducer. The subsequent bits determine the occurrence of the given event. Value 1 - the event has occurred, value 0 - no event. The meaning of the subsequent bits: 15 power on / device restart, recording the value of 8000h clears the bit 14 reserved 13 configuration error, factory reset, reset after reboot and correct configuration in memory 12 reserved 11 switching on the internal heater, reset automatically after switching the heater off 10 extremes have been erased, recording the value of 400h clears the bit 9...0 - reserved r - Software version of the x10 transducer e.g., value 10 determines version 1.0 w/r 0...1 Value Description 0 No changes 1 Restore the settings 38
EN 4020 Control of the internal heater 4021 The time the heater is switched on 4022 Temperature offset w/r 0...2 Value Description 0 switching the heater off 1 switching the heater on until it is manually switched off 2 switching the heater on for a certain time w/r 60...32768 The time the heater is switched on [s]. When the heater is switched on in the time mode (register 4020 = 2), the register contains the time remaining to the moment the heater is switched off. After counting down to 0, the heater is switched off and the register value returns to the value set when the heater is switched on. w/r -100...100 It enables the introduction of a constant offset of the measured temperature value. The register value contains x10 offset. The factory value is 0, which is an offset of 0.0 C. Caution: positive values are subtracted from the measured value, while negative values are added. Table 9: Registers for reading and writing 39
6. Accessories As standard, the P18S transducer is equipped with a sensor cover designed only for indoor applications. For outdoor applications and indoor applications with exposure to the possibility of condensation, it is recommended to use additional sensor covers (interchangeably), depending on the transducer operating conditions. Item Order code Drawing Name Design Features Typical applications 1 20-015-00-00011 Membrane filter PCV housing, PTFE membrane with a laminated film, pore size: 1 µm Average effect of filtration, maximal temperature: up to 80oC, response time t10/90: 15 s Building automation, for use in the rooms with small pollution 2 20-015-00-00007 PTFE filter Sintered PTFE, pore size 50 µm High chemical resistance, maximal temperature: up to 180 o C, response time t10/90:14 s Drying process in chemical applications 3 20-015-00-00003 Sintered bronze filter Sintered bronze, pore size 60 µm High mechanical resistance, used in high pollution and low humidity, response time t10/90: 10 s Agriculture Table 10: Sensor cover 40
7. Technical data EN Basic parameters: - range of relative humidity (RH) measurement 0...95%, without condensation - intrinsic error of humidity processing ± 3%of the range for RH = 10...90% ± 5% in the remaining range - hysteresis of humidity measurement ± 1% RH - basic range of temperature measurement (T) -20...60 C - intrinsic error of temperature processing ± 0,6% within the range 10...40 o C ± 1.0% in the remaining range - calculated quantities absolute humidity (a) [g/m 3 ] dew point temperature (Td) [ o C] Interface RS-485: - transmission protocol modbus RTU - baud rate 4800, 9600,19200,38400, 57600, 115200 bit/s - mode 8N2, 8E1, 8O1, 8N1 - maximum time to commence the response 500 ms Nominal operating conditions: - power supply 9...28 V d.c. - power consumption < 0.5 VA - ambient temperature - 20...23...60 o C - air relative humidity < 95% - time of initial warm-up 15 minutes - degree of protection provided by housing ip 65 41
- weight <0.1 kg - dimensions (86 12.5) mm - operating position: with sensor at the bottom Electromagnetic compatibility: - immunity to electromagnetic interference acc. to EN 61000-6-2 - emission of electromagnetic disturbances acc. to EN 61000-6-4 Safety requirements according to EN 61010-1 standard - installation category iii - pollution degree 2 - operating voltage relative to earth 50 V - altitude above sea level < 2000m 8. Ordering code P18S - XX XX X X Connection way: socket-plug M8, 2 m wire (included) 00 wire 2 m 02 wire 5 m 05 wire 10 m 10 Version: standard 00 Language: polish-english M Acceptance tests: without extra quality requirements 0 with quality inspection certificate 1 with calibration certificate 2 Order example: The code P18S-02000M1 means transducers with 2 m wire, in standard version, polish-english language version, with quality inspection certifiate. 42
43
44 LUMEL S.A. ul. Sulechowska 1, 65-022 Zielona Góra, POLAND tel.: +48 68 45 75 100 www.lumel.com.pl Informacja techniczna: tel.: (68) 45 75 106, 45 75 180, 45 75 260 e-mail: sprzedaz@lumel.com.pl Realizacja zamówień: tel.: (68) 45 75 207, 45 75 209, 45 75 218, 45 75 341 Pracownia systemów automatyki: tel.: (68) 45 75 228, 45 75 117 Export department: tel.: (+48 68) 45 75 139, 45 75 233, 45 75 321, 45 75 386 fax.: (+48 68) 32 54 091 e-mail: export@lumel.com.pl P18S-07_09