Овен СИ8 - счетчик импульсов

Руководство по счетчику СИ8 Овен   Скачать   Объем: 1.3 Mb

§1 Описание счетчика импульсов Овен СИ8

Функциональные возможности:
• Прямой, обратный или реверсивный счет импульсов;
• определение направления и скорости вращения;
• подсчет текущего или суммарного расхода;
• реальные единицы измерения продукции;
• подсчет времени наработки оборудования;
• измерение длительности процессов;
• три внешних входа;
• управление нагрузкой с помощью двух выходных устройств;
• сохранение результатов счета при отключении питания;
• встроенный модуль интерфейса RS-485.

Рис.1 Счетчик импульсов DA-5 Pepperl+Fuchs

Рис.2 Счетчик импульсов AS-8 Kracht

Рис.3 Счетчик импульсов СИ8 Овен

§2 Мелочи не значат ничего - они определяют всё!

Сравнение счетчиков:
• Дисплей.
  СИ8-8 мелких цифр.
  DA5 и AS8 - 5 крупных цифр.
  Мелкие цифры это минус, так как к приборам в промышленной зоне не всегда удается подойти близко.
• Клавиатура.
  DA5 - высокие резиновые кнопки на которые удобно нажимать, даже в перчатках.
  AS8 - кнопки спрятаны под стекло.
  CИ8 - кнопки под плёнкой, что совсем не удобно (это архаизм), нажимать надо заострённым пальцем:)
  Кнопки должны быть большие и удобные либо их вообще не должно быть видно.(Почему смотри в п.3)
• Доступ в режим программирования счетчика.
  СИ-8: просто нажатием на кнопку PROG.
  DA-5: нажать кнопку P и включить питание удерживая кнопку.
  AS-8: вскрыть окно, нажать и удерживать кнопку
  Как видите, доступ в режим программирования у СИ8 очень прост, это недостаток. Хотя возможно применение пароля на ввод параметров, но это не всегда помогает. Только на СИ8 я постоянно сталкиваюсь со случайным входом в режим программирования. Умудряются сбивать параметры даже на тех счетчиках, где нет операторов (т.е. случайные люди из интереса тыкают пальчиками).
• Коэффициент перемножения (Отображаемая величина).
  AS8 и DA5 не зависимый.
  СИ8- это катастрофа! сделать зависимость положения десятичной точки на экране дисплея от положения десятичной точки у коэффициента перемножения входных импульсов!
  В результате:
  Обычно приходится заклеивать черной изолентой или бумагой ненужные разряды справа(если хочешь получить отображаемую величину в заданных единицах ), при этом при наличии 8 разрядов на дисплее, большая их часть уходит в никуда, а разрядов слева начинает катастрофически не хватать. Либо приходится выводить на дисплей величины не понятной размерности (например, при отображении метража пройденного транспортерной лентой вместо метров использовать полусантиметры). По моему глубокому мнению, современный счетчик, должен свободно преобразовывать входную величину в отображаемую. Т.е. не только масштабировать и округлять её, но и прибавлять/вычитать постоянную. Что в СИ-8 никак не реализовано.По сути дела,конструктора собственными руками уничтожили все функции своего счетчика (см.§1) кроме прямого и реверсивного счета в целых числах (удивительно что руководство предприятия пошло у них на поводу!)
• Использование счетчика в режимах расходомеров, изм. скорости и т.п.
  СИ-8 почти не пригоден в этих режимах.
  Как сказано выше в п.4 мы не можем с заданной точностью ввести коэффициент перемножения, нас сдерживает связь с отображаемой величиной на дисплее.
  Есть ещё и другие проблемы. Например, хотим отображать на нем скорость вращения двигателя (оборотов/минуту) И чего?. Элементарная функция для счетчика расхода. Минимальное время измерения расхода (ti), которое в нем предусмотрено 1 сек. То есть это частотомер (оборот/сек т.е Гц). Умножаем на 60, чтобы получить оборот/минуту. Двигатель обычно делает от 30-60 об/сек. В результате на экране видим обор/мин, прыгающие раз в секунду ступеньками по ±60 об/мин (кому нужна такая плавность измерения?). Если хотим плавнее берем ti=10 секунд, но тогда данные на дисплее будут меняться раз в 10 секунд (ждать устанешь).
  Далее к вопросу расходомеров. Все расходомеры имеют линейность только в центре. Края характеристик всегда завалены. Поэтому прибор отображающий расход должен иметь возможность к аппроксимации кривизны.
  

  Рис.4 Реальная характеристика расходомера
  

  СИ-8 имеет только две точки привязки характеристики (F и di). Поэтому он отображает данные только по прямой линии, которая начинается со смещения di (синие линии на рис.5 при di=0 см. ниже).

  Рис.5 Простейшая аппроксимация характеристики расходомера
  

  На рис.5 красным цветом показана простейшая аппроксимация характеристики расходомера тремя линиями (DA5). То есть счетчик должен иметь хотя бы три диапазона в которых можно задавать разные коэффициенты пересчета. В СИ8 аппроксимация не возможна.
• Интерфейс обмена данными RS-485.
  Во всех рассматриваемых счетчиках он присутствует.
  Это очень большой плюс для СИ8, так как подключив счетчик к ПК вы программно уничтожаете все его недостатки. Вам нужно иметь только прямое показание входных импульсов, а все дальнейшее делайте программно с выводом на экран ПК.

§3 Протокол обмена СИ8 Овен по интерфейсу RS-485

Протокол обмена с приборами Овен   Скачать    Объем: 1285 kb Изменен:30.06.2009

Рис.6 Построение линии связи RS-485 из руководства по АС3 Овен

В сети RS-485 по протоколу Овен предусмотрено присутствие только одного ведущего (master), обычно это ПК с программой опроса вторичных приборов. Счетчики СИ8 выступают в роли ведомых (slaves), они не могут сами инициировать обмен данными и ждут команду с запросом данных от ведущего. При получении команды запроса данных от ведущего счетчик посылает затребованные данные в сеть RS-485. При этом счетчик не проверяет свободна или занята линия связи и примерно через 1.1мс выдает ответ. Это является недостатком протокола ОВЕН, так как может вызывать коллизии в линии связи. Кроме этого если использовать конвертер интерфейсов в котором прием/передача данных в линию связи выбирается сигналом RTS (АС3 Овен), то всегда есть вероятность не успеть снять его активность в течении 1мс, что приводит к потере целостности ответа от счетчика. Это особенно чувствительно в ОС XP/Vista где приостановка действий вашей программы может значительно превышать интервал в 1мс. Настройки времени задержки ответа в счетчике СИ8 нет. Для решения этой проблемы используйте конверторы интерфейсов с автоматическим определением приёма/передачи (АС3М Овен). Я решаю эту проблему с АС3 замыканием сигнала TD на RTS перемычкой и не использование сигнала RTS от СОМ порта ПК. С таким соединением АС3 начинает работать как АС3М. Интересно, фирма ОВЕН разработала АС3М таким же способом или нет?

Другой особенностью протокола Овен (и наверно его недостатком) является передача байта информации тетрадно-символьным способом. То есть каждый передаваемый байт разбивается на две тетрады, каждой из которой присваивается заранее определённый символ, эти символы передаются в линию связи. На приёмной стороне для получения байта информации необходимо правильно склеить эти тетрады.

Кроме набора символов для передачи тетрад предусмотрено два маркера посылок(кадра).
Это символ # (код 23hex) который служит для обозначения начала посылки(кадра) и символ CR( код 0Dhex) концом посылки.

Рис.7 Структура кадра протокола ОВЕН

Перед началом работы в сети нужно выставить параметры счетчика СИ8
• ALEn - 8 битный или 11 битный формат адреса прибора
• Adr - адрес прибора в сети (он должен быть уникальный)
• SPd - скорость обмена в сети RS-485

Отсюда видно, что можно только считывать показания счетчика, программировать его параметры по сети нельзя.

К примеру, чтобы прочитать показания счетчика с Adr=4, необходимо послать в сеть следующую посылку:

#GKHGSHNJNPHU(CR)
в hex формате при преобразования по алгоритму Овен(таблица 1):
23 04 10 C1 73 79 1E 0D
В ответ получим (если счетчик по нулям) ответ:
#GKGKSHNJGGGGGGGGRSTL(CR)
в hex формате после преобразования по алгоритму Овен(таблица 1):
23 04 04 C1 73 00 00 00 00 BC D5 OD
маркеры # и CR не преобразуются по таблице 1.

Рис.8 Алгоритм вычисления контрольной суммы протокола ОВЕН для одного байта

Текстовое описание алгоритма:
• Получив посылку отбрасываем маркеры и контрольную сумму;
• Обнуляем переменную контрольной суммы;
• Загружаем байт;
• Сравниваем старшие биты байта и контрольной суммы;
• Сдвигаем контрольную сумму на один разряд вправо (с потерей старшего разряда);
• Если в п.4 биты не равны, то складываем контрольную сумму с полиномов функцией XOR(Исключающее ИЛИ);
• Сдвигаем байт на один разряд вправо (с потерей старшего разряда);
• Циклически переходим к п.4 пока не проверим все биты принятого байта;
• Далее загружаем следующий байт посылки и повторяем п.3-8, пока не обработаем все байты посылки.;

Остался вопрос получения hash-свертки имени параметра, подробно описывать я его не буду. ОВЕН конструкторы здесь зачем-то намудрили. Имена параметров прибора записаны ASCII однозначно отображаются в передаваемые тетра-символы в ASCII. Для чего преобразовывать ASCII в ASCII. Например имена параметров DCNT->SHNJ, DSPD-> OVST, DTMR->UMPS всегда отображаются в одно и тоже. Овен предлагает взять имя параметра в ASCII (например DCNT), перевести его в двойчный вид не по кодовой странице ASCII, а кодовой странице придуманной ОВЕН. Потом сделать hash-свертку с полиномом 8F57hex по алгоритму несколько отличающемся от представленного на рис.8 и получившуюся hash-свертку перевести в тетрада-символы по таблице Овен. Чем обусловлен такой ход мысли разработчиков я объяснить не могу, почему сразу не назвать параметры как нужно для вставки в кадр?

Вы можете не использовать все эти преобразования для работы с СИ8, необходимо только знать какую посылку нужно послать для каждого адреса прибора. Это легче сделать вручную на листке бумаге чем писать алгоритмы всех этих обработок.
Можете воспользоваться таблицей 3, где посылки посчитаны для первых 15 адресов.

Получив ответ от счетчика, в поле данных будут находиться его показания в символьном виде. Переведите символы в двоичные тетрады согласно таблицы 1. Получившееся двоичное число нужно перевести в показания счетчика согласно формату данных определённых фирмой ОВЕН.

§4 Заключение