ABB M2M Modbus

Kompatibilität

Kompatibel mit EpiSensor Edge über Modbus TCP oder Modbus RTU

Der M2M ist mit EpiSensor Edge über Modbus RTU am RS-485-Port von M2M MODBUS, M2M ALARM und M2M I/O kompatibel, gelesen über eine Modbus-Schnittstelle ZMB-31 oder eine serielle Schnittstelle des Gateways, und über Modbus TCP am RJ45-Port des M2M ETHERNET. ABB veröffentlicht die FC03-Registertabelle mit hexadezimalen Adressen, 32-Bit-Datentypen und Einheiten, und das eigene Beispieltelegramm von ABB bestätigt die Adresskonvention.

M2M MODBUS 2CSG299893R4052, M2M ALARM 2CSG299923R4052 und M2M I/O 2CSG299933R4052 über RS-485 mit der Spezifikation des Kommunikationsprotokolls V2.0 (2CSG445011D0201); M2M ETHERNET 2CSG299903R4052 über Modbus TCP mit der Registertabelle aus dem Schnittstellenhandbuch Rev. 1.0 (2CSG445012D0201). Das Grundgerät M2M 2CSG299883R4052, M2M LV 2CSG299943R4052 und M2M PROFIBUS 2CSG299913R4052 haben keine Modbus-Schnittstelle. Prüfung vor Ort: das Stromwandlerverhältnis bei 11A0h und die Phasenspannung L1-N bei 1002h lesen und beide mit den Einstellungen und der Anzeige des Geräts vergleichen. Nur lesende Überwachung: keine Schreibzugriffe auf Stromwandler- oder Spannungswandlerverhältnis, Impulswertigkeit, Rücksetz- oder Ausgangsregister.

Anbinden mit

• Modbus-Schnittstelle ZMB-3X Ab 399 € zzgl. MwSt. Konfigurieren
• Gateway ZGW-20 Ab 899 € zzgl. MwSt. Konfigurieren
• Evaluierungs-Gateway auf einem Raspberry Pi Edge mit einem lizenzierten Gerät Kostenlos Einrichten

Modelle

Technische Daten

Der M2M misst Phasen- und Außenleiterspannungen, Ströme, Leistungsfaktor und cos φ, Frequenz sowie Wirk-, Blind- und Scheinleistung und -energie je Phase und für das dreiphasige System; ist der Erzeugungsmodus aktiviert (ab Werk ist er deaktiviert), wird die Energie für bezogene und erzeugte Leistung getrennt gezählt. Er liefert außerdem mittlere und maximale Leistungswerte, den THD von Spannung und Strom, zwei Betriebsstundenzähler und die Energie in Euro und kg CO2. Die Werte werden zweimal pro Sekunde aktualisiert. Die sieben Ausführungen haben dieselbe Anzeige und dieselben Messfunktionen und unterscheiden sich in ihren Ausgängen, ihrer Kommunikationsschnittstelle und, beim M2M LV, einer Stromeingangsstufe mit Shunt.^2, 4

Ausführungen

M2M MODBUS 2CSG299893R4052, M2M ALARM 2CSG299923R4052 und M2M I/O 2CSG299933R4052 mit RS-485 und Modbus RTU; M2M ETHERNET 2CSG299903R4052 mit RJ45 und Modbus TCP. M2M 2CSG299883R4052, M2M LV 2CSG299943R4052 und M2M PROFIBUS 2CSG299913R4052 haben keine Modbus-Schnittstelle.^2, 4

Produktstatus

Die Katalogseite von ABB Niederlande für M2M MODBUS 2CSG299893R4052 gibt den Status abgekündigt an, mit 2CSG251141R4051 (M4M 20 Modbus) als Nachfolger oder Alternative.⁵

Stromeingänge

Über externe Stromwandler bei jeder Ausführung außer dem M2M LV, der eine Eingangsstufe mit Shunt hat: primär 1 bis 10 000 A, sekundär 5 A oder 1 A; Messbereich 50 mA bis 5 A TRMS. Mit 1 A sekundär sinkt die Genauigkeit auf 2,5 % v. E. ±1 Digit.^2, 4

Spannungseingänge

Direkt bis 500 V AC, Messbereich 10 bis 500 V L-N; oder über Spannungswandler mit primär 60 bis 60 000 V und sekundär 60 bis 190 V. Einphasig, dreiphasig mit oder ohne Neutralleiter, symmetrisch dreiphasig und Aron-Schaltung.²

Genauigkeit

Spannung und Strom ±0,5 % v. E. ±1 Digit; Wirkleistung ±1 % ±0,1 % v. E. und Leistungsfaktor ±1 % ±1 Digit von cos φ 0,3 induktiv bis 0,3 kapazitiv; Wirkenergie Klasse 1. Das Handbuch nennt IEC 62053-21, IEC 62053-23 und IEC 60688.^2, 4

RS-485

Optisch getrennt; vierpolige Klemme B, S, A, T mit eingebautem 120-Ω-Abschluss an T; 4800, 9600 oder 19200 bit/s; Parität ungerade, gerade oder keine; 1 oder 2 Stoppbits, wobei die Protokollspezifikation 2 Stoppbits nur ohne Parität zulässt; Adresse 1 bis 247. Werkseinstellungen: Protokoll MODBUS, Adresse 31, 9600 bit/s, keine Parität.^1, 2

Ethernet (M2M ETHERNET)

Getrennter RJ45-Port mit automatischer MDI/MDIX-Umschaltung; Webserver und Modbus TCP gleichzeitig; TCP-Port standardmäßig 502. Werkseinstellungen: DHCP deaktiviert, IP 192.168.1.239, Hostname ANALYZER-001. Das Handbuch gilt für Firmware V2.20 oder neuer.^2, 3

Hilfsversorgung

24 bis 240 V AC/DC; 48 bis 240 V AC/DC für M2M ETHERNET, M2M PROFIBUS und M2M I/O; 45 bis 65 Hz; höchstens 7 VA.^2, 4

Gehäuse

96 × 96 × 77 mm, 57 mm Einbautiefe hinter der Tafel, für einen Ausschnitt von 92 × 92 mm nach IEC 61554; 0,4 kg. Stromklemmen 6 mm², Spannungs-, Ausgangs- und RS-485-Klemmen 2,5 mm².²

Umgebung

Betrieb -5 bis +55 °C; Lagerung -10 bis +60 °C; relative Feuchte bis 93 % bei 40 °C, nicht kondensierend. Front IP50, Klemmen IP25.²

Schnittstelle

Dokumentierte Messwerte und Grenzen der Integration für M2M Modbus.

• Die Adressen sind hexadezimale PDU-Adressen und werden wie gedruckt übertragen. Das eigene Beispiel von ABB, 1F 03 10 00 00 14 42 BB, liest 20 Register ab 1000h an der Slave-Adresse 31 (1Fh). 1000h ist dezimal 4096; ein Client, der Holding-Register ab eins zählt, zeigt es als 4097 (44097).
• Jede Messgröße belegt zwei Register: vorzeichenlos (Unsigned Long) oder vorzeichenbehaftet (Signed Long), negative Werte im Zweierkomplement. Das Handbuch des M2M ETHERNET gibt an, dass das erste Register das höherwertige Wort ist; die serielle Spezifikation nennt die Wortreihenfolge nicht, also vergleichen Sie einen Wert mit der Anzeige.
• Die Spezifikation erlaubt bis zu 24 aufeinanderfolgende Messgrößen in einer FC03-Anfrage. Eine Anfrage, die an einer Adresse außerhalb der Tabelle beginnt, erhält die Ausnahme 02, unzulässige Datenadresse (ILLEGAL DATA ADDRESS); beginnen Sie jeden Block daher an einem aufgeführten Register.
• Dreiphasige Systemspannung bei 1000h; Phasenspannungen L1-N, L2-N und L3-N bei 1002h, 1004h und 1006h; Außenleiterspannungen L1-2, L2-3 und L3-1 bei 1008h, 100Ah und 100Ch. Vorzeichenlos, ganze Volt.
• Dreiphasiger Systemstrom bei 100Eh; Leiterströme L1, L2 und L3 bei 1010h, 1012h und 1014h. Vorzeichenlos, in mA.
• Leistungsfaktor, dreiphasig bei 1016h und L1 bis L3 bei 1018h, 101Ah und 101Ch: vorzeichenbehaftet (Signed Long) × 1000, positiv bei induktiver und negativ bei kapazitiver Last. Ein Wert von 2000 bedeutet, dass der Leistungsfaktor nicht definiert ist, zum Beispiel ohne Strom. Die serielle Spezifikation führt außerdem cos φ bei 101Eh bis 1024h.
• Scheinleistung dreiphasig bei 1026h und L1 bis L3 bei 1028h bis 102Ch (vorzeichenlos, VA); Wirkleistung dreiphasig bei 102Eh und L1 bis L3 bei 1030h bis 1034h (vorzeichenbehaftet, W); Blindleistung dreiphasig bei 1036h und L1 bis L3 bei 1038h bis 103Ch (vorzeichenbehaftet, var). Frequenz bei 1046h, vorzeichenlos, in mHz.
• Energie in Einheiten von 100 Wh, ein Wert von 325 sind also 32 500 Wh: dreiphasige Wirkenergie bei 103Eh, Blindenergie bei 1040h (100 varh) und Scheinenergie bei 10A6h (100 VAh); Wirkenergie L1 bis L3 bei 1074h, 1076h und 1078h. Erzeugte (exportierte) dreiphasige Wirkenergie bei 10AEh, Blindenergie bei 10B6h und Scheinenergie bei 10BEh, jeweils gefolgt von den Phasenzählern. Die Zähler der erzeugten Energie zählen nur, wenn im Setup der Erzeugungsmodus (Generation) aktiviert ist, und ab Werk ist er deaktiviert; ist er aus, korrigiert der Analysator die Stromrichtung selbst, sodass die Wirkleistung immer positiv ist und die Energie in zwei Quadranten gezählt wird.
• Leistungsmittelwerte: dreiphasige Wirkleistung, gemittelt über den eingestellten Zeitraum, bei 1070h und Scheinleistung bei 1072h; die Maxima der Mittelwerte bei 1080h und 1094h. Spitzenwerte der Leiterströme bei 1060h bis 1064h und der dreiphasigen Wirk- und Scheinleistung bei 1066h und 1068h.
• Spannungs-THD L1 bis L3 bei 1082h bis 1086h und Strom-THD L1 bis L3 bei 1088h bis 108Ch, mit dem Faktor × 100. Die serielle Spezifikation liefert 0, wenn der THD nicht definiert ist; das Handbuch des M2M ETHERNET liefert FFFF FFFFh.
• Laut Handbuch des M2M ETHERNET sendet das Gerät FFFF FFFFh für jede Größe, die nicht berechnet werden kann oder außerhalb des Messbereichs liegt; die Anzeige zeigt dann ---. Speichern Sie den Wert als fehlend, nicht als Messwert.
• Das Stromwandlerverhältnis bei 11A0h und das Spannungswandlerverhältnis bei 11A2h geben das eingestellte Verhältnis zurück: ein Stromwandler 100/5 A liest sich als 20. Die Impulswertigkeit bei 11A4h liest 1 bis 4 für 10 bis 10 000 Wh je Impuls.
• Nur M2M ETHERNET: Seine Tabelle ergänzt Energiebilanzen ab 1200h, mittlere und maximale Leistungen je Phase ab 120Eh, die Anschlussart bei 122Eh, den Status bei 1230h, die Firmware bei 1236h sowie Minimal- und Maximalwerte von Spannungen und Strömen bis 1250h. Die serielle Spezifikation V2.0 führt diese Register nicht.
• FC10 schreibt das Stromwandlerverhältnis, das Spannungswandlerverhältnis und die Impulswertigkeit bei 11A0h bis 11A4h, und die Rücksetzbefehle bei 11B0h bis 11B4h löschen Energiezähler, Maxima und Mittelwerte. Halten Sie sie aus der Überwachungsabfrage heraus.

Einrichtung

1. Die Ausführung bestimmen

   Lesen Sie Bestellnummer und Ausführung auf dem Etikett an der Gehäuseseite ab: M2M MODBUS, ALARM oder I/O für RS-485, M2M ETHERNET für Modbus TCP. Das Menü Info zeigt Konfiguration, Seriennummer und Firmwareversion. Notieren Sie die am Analysator eingestellten Strom- und Spannungswandlerverhältnisse.

2. Die Kommunikationseinstellungen ablesen

   Öffnen Sie bei einer RS-485-Ausführung im Setup das Menü Communication und notieren Sie das serielle Protokoll, das MODBUS und nicht ASCII sein muss, sowie Adresse, Baudrate, Parität und Stoppbits. Ab Werk ist die Adresse 31 bei 9600 bit/s ohne Parität. Notieren Sie beim M2M ETHERNET die IP-Adresse und prüfen Sie, ob Modbus TCP im Webmenü aktiviert ist.

3. Verbindung verdrahten

   Schließen Sie bei RS-485 das Leitungspaar an die Klemmen A und B an, geben Sie jedem Analysator eine eigene Adresse und bleiben Sie unter 1200 m Leitungslänge und höchstens 32 Geräten; brücken Sie am letzten Gerät T auf B, um den eingebauten Abschluss zu nutzen. Verbinden Sie beim M2M ETHERNET den RJ45-Port mit dem Standortnetz.

4. Zwei Lesungen durchführen

   Lesen Sie das Stromwandlerverhältnis bei 11A0h, zwei Register, und vergleichen Sie es mit dem eingebauten Wandler: ein Stromwandler 100/5 A liest sich als 20. Lesen Sie dann die Phasenspannung L1-N bei 1002h, zwei Register, höherwertiges Wort zuerst, wie in der Beispiellesung unten, und vergleichen Sie sie mit der Anzeige.

5. Benötigte Punkte ergänzen

   Ergänzen Sie Ströme in mA, Leistungen in W, var und VA und die Energiezähler in Einheiten von 100 Wh. Behandeln Sie FFFF FFFFh als fehlend und einen Leistungsfaktor von 2000 als nicht definiert, und halten Sie FC10-Schreibzugriffe und Rücksetzbefehle aus der Abfragekonfiguration heraus.

Häufige Fragen

Ist 1002h das Register 1002?

Nein. ABB gibt die Adressen des M2M hexadezimal an, und das eigene Lesebeispiel sendet 1000h als die Bytes 10 00. Senden Sie 0x1002, dezimal 4098, als PDU-Adresse. Ein Werkzeug, das einsbasierte Holding-Register-Nummern erwartet, braucht 4099 oder 44099.¹

Warum liest sich der Strom als 3400 statt 3,4 A?

Der M2M überträgt den Strom in Milliampere, die Spannung in ganzen Volt, die Leistung in W, var und VA und die Frequenz in mHz. Teilen Sie den Strom durch 1000 und die Frequenz durch 1000; die Spannung braucht keine Skalierung.^1, 3

Wie rechne ich die Energieregister in kWh um?

Die Energie wird in Einheiten von 100 Wh gezählt. Das Beispiel von ABB: ein Wert von 325 bei 103Eh sind 32 500 Wh, für kWh also durch 10 teilen. Die bezogene dreiphasige Wirkenergie liegt bei 103Eh, die erzeugte Wirkenergie bei 10AEh. Die Zähler der erzeugten Energie zählen nur, wenn im Setup der Erzeugungsmodus aktiviert ist, und ab Werk ist er deaktiviert.^1, 2, 3

Was bedeutet ein Leistungsfaktor von 2,000?

Der Leistungsfaktor ist dann nicht definiert, meist weil kein Strom fließt. Das Register enthält in diesem Fall 2000 statt eines Werts zwischen -1000 und 1000. Positive Werte sind induktiv, negative kapazitiv.^1, 3

Der Analysator antwortet nicht über RS-485. Was ist zu prüfen?

Prüfen Sie, ob das serielle Protokoll im Menü Communication auf MODBUS und nicht auf ASCII steht und ob Adresse, Baudrate, Parität und Stoppbits zum Client passen. Ab Werk sind Adresse 31, 9600 bit/s und keine Parität eingestellt. Prüfen Sie danach die Verdrahtung von A und B und den Abschluss am Leitungsende.^1, 2