ABB M2M Modbus

Compatibilità

Compatibile con EpiSensor Edge tramite Modbus TCP o Modbus RTU

L’M2M è compatibile con EpiSensor Edge tramite Modbus RTU sulla porta RS-485 di M2M MODBUS, M2M ALARM e M2M I/O, letta attraverso un’interfaccia Modbus ZMB-31 o una porta seriale del Gateway, e tramite Modbus TCP sulla porta RJ45 dell’M2M ETHERNET. ABB pubblica la mappa dei registri FC03 con indirizzi esadecimali, tipi di dato a 32 bit e unità, e la sua trama di esempio conferma la convenzione degli indirizzi.

M2M MODBUS 2CSG299893R4052, M2M ALARM 2CSG299923R4052 e M2M I/O 2CSG299933R4052 su RS-485, con la specifica del protocollo di comunicazione V2.0 (2CSG445011D0201); M2M ETHERNET 2CSG299903R4052 su Modbus TCP, con la tabella dei registri del suo manuale d’interfaccia Rev. 1.0 (2CSG445012D0201). L’M2M base 2CSG299883R4052, l’M2M LV 2CSG299943R4052 e l’M2M PROFIBUS 2CSG299913R4052 non hanno una porta Modbus. Verifica in campo: leggere il rapporto TA a 11A0h e la tensione di fase L1-N a 1002h e confrontarli con la configurazione e il display dello strumento. Monitoraggio in sola lettura: nessuna scrittura nei registri del rapporto TA o TV, del peso dell’impulso, di azzeramento o delle uscite.

Collegalo con

• Interfaccia Modbus ZMB-3X Da 399 € IVA esclusa Configura
• Gateway ZGW-20 Da 899 € IVA esclusa Configura
• Gateway di valutazione su un Raspberry Pi Edge con un dispositivo in licenza Gratis Installa

Modelli

Specifiche

L’M2M misura tensioni di fase e concatenate, correnti, fattore di potenza e cos φ, frequenza, e potenza ed energia attiva, reattiva e apparente per fase e per il sistema trifase; con la modalità generazione abilitata (di fabbrica è disabilitata), l’energia è contata separatamente per la potenza assorbita e generata. Fornisce anche la domanda media e massima, il THD di tensione e corrente, due contaore e l’energia espressa in euro e kg di CO2. I valori si aggiornano due volte al secondo. Le sette versioni condividono il display e le funzioni di misura e differiscono per uscite, porta di comunicazione e, nell’M2M LV, uno stadio d’ingresso di corrente a shunt.^2, 4

Versioni

M2M MODBUS 2CSG299893R4052, M2M ALARM 2CSG299923R4052 e M2M I/O 2CSG299933R4052 con RS-485 e Modbus RTU; M2M ETHERNET 2CSG299903R4052 con RJ45 e Modbus TCP. L’M2M 2CSG299883R4052, l’M2M LV 2CSG299943R4052 e l’M2M PROFIBUS 2CSG299913R4052 non hanno una porta Modbus.^2, 4

Stato del prodotto

La pagina di catalogo di ABB Paesi Bassi per l’M2M MODBUS 2CSG299893R4052 lo indica come fuori produzione, con 2CSG251141R4051 (M4M 20 Modbus) come successore o alternativa.⁵

Ingressi di corrente

Tramite TA esterni in tutte le versioni tranne l’M2M LV, che ha uno stadio d’ingresso a shunt: primario da 1 a 10 000 A, secondario 5 A o 1 A; campo di misura da 50 mA a 5 A TRMS. Con secondario da 1 A la precisione scende a 2,5 % F.S. ±1 digit.^2, 4

Ingressi di tensione

Diretta fino a 500 V CA, campo di misura da 10 a 500 V L-N; oppure tramite TV con primario da 60 a 60 000 V e secondario da 60 a 190 V. Monofase, trifase con o senza neutro, trifase equilibrato e inserzione Aron.²

Precisione

Tensione e corrente ±0,5 % F.S. ±1 digit; potenza attiva ±1 % ±0,1 % F.S. e fattore di potenza ±1 % ±1 digit da cos φ 0,3 induttivo a 0,3 capacitivo; energia attiva classe 1. Il manuale cita IEC 62053-21, IEC 62053-23 e IEC 60688.^2, 4

RS-485

Isolata otticamente; morsetto a quattro poli B, S, A, T con terminazione integrata da 120 Ω su T; 4800, 9600 o 19200 bit/s; parità dispari, pari o nessuna; 1 o 2 bit di stop, ma la specifica del protocollo ammette 2 bit di stop solo senza parità; indirizzo da 1 a 247. Impostazioni di fabbrica: protocollo MODBUS, indirizzo 31, 9600 bit/s, nessuna parità.^1, 2

Ethernet (M2M ETHERNET)

RJ45 isolata con incrocio automatico MDI/MDIX; web server e Modbus TCP contemporaneamente; porta TCP 502 per impostazione predefinita. Impostazioni di fabbrica: DHCP disabilitato, IP 192.168.1.239, nome host ANALYZER-001. Il manuale si applica al firmware V2.20 o successivo.^2, 3

Alimentazione ausiliaria

Da 24 a 240 V CA/CC; da 48 a 240 V CA/CC per M2M ETHERNET, M2M PROFIBUS e M2M I/O; da 45 a 65 Hz; 7 VA al massimo.^2, 4

Custodia

96 × 96 × 77 mm, profondità di 57 mm dietro il pannello, per una foratura di 92 × 92 mm secondo IEC 61554; 0,4 kg. Morsetti di corrente 6 mm², morsetti di tensione, uscita e RS-485 2,5 mm².²

Ambiente

Funzionamento da -5 a +55 °C; immagazzinamento da -10 a +60 °C; umidità relativa fino al 93 % a 40 °C, senza condensa. Frontale IP50, morsetti IP25.²

Interfaccia

Misure documentate e limiti di integrazione per M2M Modbus.

• Gli indirizzi sono indirizzi PDU esadecimali e vanno sulla linea come stampati. L’esempio di ABB, 1F 03 10 00 00 14 42 BB, legge 20 registri da 1000h all’indirizzo slave 31 (1Fh). 1000h è 4096 in decimale; un client che numera gli holding register da uno lo mostra come 4097 (44097).
• Ogni grandezza occupa due registri: senza segno (Unsigned Long) o con segno (Signed Long), in complemento a due se negativa. Il manuale dell’M2M ETHERNET indica che il primo registro è la word più significativa; la specifica seriale non indica l’ordine delle word, quindi confrontare un valore con il display.
• La specifica consente fino a 24 grandezze consecutive in una richiesta FC03. Una richiesta che parte da un indirizzo non presente in tabella riceve l’eccezione 02, indirizzo dati non valido (ILLEGAL DATA ADDRESS), quindi iniziare ogni blocco da un registro dell’elenco.
• Tensione del sistema trifase a 1000h; tensioni di fase L1-N, L2-N e L3-N a 1002h, 1004h e 1006h; tensioni concatenate L1-2, L2-3 e L3-1 a 1008h, 100Ah e 100Ch. Senza segno, in volt interi.
• Corrente del sistema trifase a 100Eh; correnti di linea L1, L2 e L3 a 1010h, 1012h e 1014h. Senza segno, in mA.
• Fattore di potenza, trifase a 1016h e fasi da L1 a L3 a 1018h, 101Ah e 101Ch: con segno (Signed Long) × 1000, positivo se induttivo e negativo se capacitivo. Un valore di 2000 indica che il fattore di potenza non è definito, per esempio in assenza di corrente. La specifica seriale riporta anche il cos φ da 101Eh a 1024h.
• Potenza apparente trifase a 1026h e fasi da L1 a L3 da 1028h a 102Ch (senza segno, VA); potenza attiva trifase a 102Eh e fasi da L1 a L3 da 1030h a 1034h (con segno, W); potenza reattiva trifase a 1036h e fasi da L1 a L3 da 1038h a 103Ch (con segno, var). Frequenza a 1046h, senza segno, in mHz.
• Energia in unità di 100 Wh, quindi una lettura di 325 vale 32 500 Wh: energia attiva trifase a 103Eh, reattiva a 1040h (100 varh) e apparente a 10A6h (100 VAh); energia attiva delle fasi da L1 a L3 a 1074h, 1076h e 1078h. Energia attiva trifase generata (esportata) a 10AEh, reattiva a 10B6h e apparente a 10BEh, ciascuna seguita dai contatori di fase. I contatori dell’energia generata contano solo con la modalità generazione (Generation) abilitata nel setup, che di fabbrica è disabilitata; con la modalità disabilitata, l’analizzatore corregge da sé il verso della corrente, così la potenza attiva è sempre positiva e l’energia è contata su due quadranti.
• Domanda: potenza attiva trifase mediata sul periodo impostato a 1070h e apparente a 1072h; massimi di queste medie a 1080h e 1094h. Picchi delle correnti di linea da 1060h a 1064h e picchi di potenza attiva e apparente trifase a 1066h e 1068h.
• THD di tensione delle fasi da L1 a L3 da 1082h a 1086h e THD di corrente delle fasi da L1 a L3 da 1088h a 108Ch, scalati × 100. La specifica seriale restituisce 0 quando il THD non è definito; il manuale dell’M2M ETHERNET restituisce FFFF FFFFh.
• Secondo il manuale dell’M2M ETHERNET, lo strumento invia FFFF FFFFh per ogni grandezza che non può essere calcolata o è fuori campo, mostrata sul display come ---. Memorizzarla come dato mancante, non come lettura.
• Il rapporto TA a 11A0h e il rapporto TV a 11A2h restituiscono il rapporto programmato: un TA 100/5 A si legge come 20. Il peso dell’impulso a 11A4h si legge da 1 a 4 per 10 a 10 000 Wh per impulso.
• Solo M2M ETHERNET: la sua tabella aggiunge i bilanci di energia da 1200h, le potenze medie e massime per fase da 120Eh, la configurazione di inserzione a 122Eh, lo stato a 1230h, il firmware a 1236h e le tensioni e correnti minime e massime fino a 1250h. La specifica seriale V2.0 non riporta questi registri.
• FC10 scrive il rapporto TA, il rapporto TV e il peso dell’impulso da 11A0h a 11A4h, e i comandi di azzeramento da 11B0h a 11B4h cancellano contatori di energia, massimi e medie. Tenerli fuori dall’interrogazione di monitoraggio.

Configurazione

1. Identificare la versione

   Leggere codice d’ordine e versione sull’etichetta sul lato della custodia: M2M MODBUS, ALARM o I/O per RS-485, M2M ETHERNET per Modbus TCP. Il menu Info mostra configurazione, numero di serie e versione firmware. Annotare i rapporti TA e TV impostati sull’analizzatore.

2. Leggere le impostazioni di comunicazione

   Su una versione RS-485, aprire il menu di setup Communication e annotare il protocollo seriale, che deve essere MODBUS e non ASCII, l’indirizzo, la velocità, la parità e i bit di stop. L’indirizzo di fabbrica è 31 a 9600 bit/s senza parità. Sull’M2M ETHERNET, annotare l’indirizzo IP e verificare che Modbus TCP sia abilitato nel menu web.

3. Cablare il collegamento

   Per RS-485, collegare la coppia ai morsetti A e B, assegnare a ogni analizzatore un proprio indirizzo e restare sotto 1200 m di linea e 32 strumenti al massimo; ponticellare T con B sull’ultimo strumento per usare la terminazione integrata. Sull’M2M ETHERNET, collegare la porta RJ45 alla rete del sito.

4. Eseguire due letture

   Leggere il rapporto TA a 11A0h, due registri, e confrontarlo con il TA installato: un TA 100/5 A si legge come 20. Leggere poi la tensione di fase L1-N a 1002h, due registri, word alta per prima, come nella lettura svolta qui sotto, e confrontarla con il display.

5. Aggiungere i punti necessari

   Aggiungere le correnti in mA, le potenze in W, var e VA e i contatori di energia in unità di 100 Wh. Trattare FFFF FFFFh come dato mancante e un fattore di potenza di 2000 come non definito, e tenere le scritture FC10 e i comandi di azzeramento fuori dalla configurazione di interrogazione.

Domande comuni

1002h è il registro 1002?

No. ABB indica gli indirizzi dell’M2M in esadecimale, e il suo esempio di lettura invia 1000h come i byte 10 00. Inviare 0x1002, 4098 in decimale, come indirizzo PDU. Uno strumento software che chiede i numeri degli holding register contati da uno vuole 4099, o 44099.¹

Perché la corrente si legge 3400 invece di 3,4 A?

L’M2M invia la corrente in milliampere, la tensione in volt interi, la potenza in W, var e VA e la frequenza in mHz. Dividere la corrente per 1000 e la frequenza per 1000; la tensione non richiede scalatura.^1, 3

Come si convertono i registri di energia in kWh?

L’energia è contata in unità di 100 Wh. L’esempio di ABB: una lettura di 325 a 103Eh vale 32 500 Wh, quindi dividere per 10 per ottenere kWh. L’energia attiva trifase assorbita è a 103Eh e l’energia attiva generata a 10AEh. I contatori dell’energia generata contano solo con la modalità generazione abilitata nel setup, che di fabbrica è disabilitata.^1, 2, 3

Che cosa significa un fattore di potenza di 2,000?

Significa che il fattore di potenza non è definito, di solito perché non c’è corrente. Il registro contiene allora 2000 invece di un valore tra -1000 e 1000. I valori positivi sono induttivi e quelli negativi capacitivi.^1, 3

L’analizzatore non risponde su RS-485. Che cosa verificare?

Verificare che il protocollo seriale nel menu Communication sia MODBUS e non ASCII, e che indirizzo, velocità, parità e bit di stop corrispondano al client. Le impostazioni di fabbrica sono indirizzo 31, 9600 bit/s e nessuna parità. Controllare poi il cablaggio di A e B e la terminazione a fine linea.^1, 2