9x MĚŘICÍ PŘEVODNÍK STŘÍDAVÝCH SIGNÁLŮ DV456A VLASTNOSTI

Transkript

1 9x MĚŘICÍ PŘEVODNÍK VLASTNOSTI Měření efektivní amplitudy, frekvence, zrychlení frekvence a fáze na devíti vstupních kanálech Zcela zpětně kompatibilní s DV456, navíc přímý a rychlý přístup k měřeným hodnotám na VME a specifikované garantované přesnosti měření Softwarová justace měření s permanentním uložením kalibračních dat v desce VME rozhranní k nadřazenému systému dle IEC821, rozměr desky 6HE, 4TE, D16, D08(EO), adresové prostory A16, A24 POPIS Deska je určena pro měření v elektrických sítích s jmenovitým kmitočtem 50 / 60 Hz. Měření je založeno na vzorkování vstupního signálu a jeho převodu do číslicové podoby rychlým A/D převodníkem, výsledné hodnoty jsou získány číslicovým zpracováním. Ovladač desky v systému PERTINAX transformuje měřené hodnoty do reálných čísel přímo vyjadřujících měřenou veličinu (rozměry: amplituda mvp, fáze, frekvence Hz a zrychlení Hz/s). Měřená amplituda neudává přímo amplitudu vstupního signálu ale amplitudu harmonického signálu s efektivní hodnotou ekvivalentní vstupnímu signálu. Měřená amplituda dělená číslem 2 je efektivní hodnota vstupního signálu s rozměrem mvef, rozlišení 1/ 2 mvef. Měřená fáze udává fázi signálu S1 vůči signálu Sn (n označuje číslo kanálu). Její rozlišení je 0,1 a m ůže nabývat hodnot 0,0 359,9. Frekvence je na VME rozhranní zobrazena v původním formátu s rozlišením 1/100 Hz a dále v rozlišení 1 1/400 Hz. V systému PERTINAX jsou dostupné obě tyto hodnoty (jako reálná čísla) a s výjimkou rozlišení jsou zcela ekvivalentní. Přesnost měření frekvence specifikovaná v technických parametrech počítá s využitím vyššího rozlišení. Rozlišení měření zrychlení frekvence je 10 mhz/s. Desky ve shodě s původní deskou DV456 podporují softwarovou justaci měření fáze aditivní konstantou a justaci efektivní hodnoty multiplikativní a aditivní konstantou. Narozdíl od DV456 jsou však nové desky přesně justovány již ve výrobě, jejich nastavení by proto nemělo být v provozu měněno. V případě že je přesto potřeba tak učinit, je nezbytně nutné současně z panelu desky odstranit i štítek udávající frekvenci signálu kterým byla deska justována. Jako vhodnější metodu pro eliminaci eventuelních systematických chyb přenosu jednotlivých členů měřicího řetězce lze doporučit jejich opravu až v úloze automatu. Podstatně se tím zjednoduší eventuelní výměna desky (odpadá potřeba rekalibrace). _KL REV CZ-JAK.

2 Deska je standarndě justována signálem s frekvencí 50 Hz. Pro získání rezervy v přesnosti měření amplitudy je doporučeno desky justovat pro jmenovitou SIGNALIZACE STAVU A CHYBOVÝCH STAVŮ Nesplňuje-li napájení desky +5V podmínky pro spolehlivou činnost jejího řídícího jádra, je deska inicializována do výchozího stavu který je signalizován svitem signálky ERR a zhasnutím ostatních signálek. V tomto stavu je deska nedostupná z rozhranní VME. Po uvolnění řídícího jádra z výchozího stavu se provedou prvotní inicializace, uvolní se VME rozhranní a spustí se řízení komunikace po sériovém kanálu. Deska přitom rozsvítí i signálky S1 až S9 a pak čeká na vynulování bitu ERR v registru CR. Tím se ověří její dostupnost po VME sběrnici a deska na to reaguje spuštěním samotného měření, zhasnutím signálky ERR. Při měření se průběžně kontrolují chyby uvedené v tabulce 1, v případě jejich výskytu jsou zneplatněny ovlivněné výsledky měření a chyba je signalizována svitem odpovídající signálky S1 až S9. chyba napájení ± 12V velká amplituda malá frekvence malá amplituda neplatná data frekvence, fáze, amplituda frekvence, fáze Tab. 1: Chybové stavy měření a jejich vliv na platnost dat V případě kdy na daný kanál desky není přiveden signál a výsledky měření nejsou využity lze signalizaci chyby na panelu desky pro daný kanál vypnout nastavením odpovídajícího bitu ve slově LEDMask. frekvenci sítě. Desky jsou justovány na 60 Hz v případě vyznačení této frekvence v objednávce. KÓDOVÁNÍ MĚŘENÝCH HODNOT (zobrazení na sběrnici VME) Frekv. hodnota Frekv. HF hodnota 40 Hz Hz 0x0000 0x3E80 50 Hz Hz 0x3E8 0x4E20 60 Hz Hz 0x07D0 0x5DC0 70 Hz Hz 0x0BB8 0x6D Hz Hz 0x1770 0x9C40 Fáze hodnota Ef. napětí hodnota mv 0x0000 0x011B 0, mv 0x0001 0x02C mv 0x0384 0x mv 0x011B 0x07D0 359, mv 0x0E0F 0x0964 ZAPOJENÍ KONEKTORU J3 pin signál pin signál 14 S1 15 S2 16 S3 17 S4 18 S5 19 S6 20 S7 21 S8 22 S9 23 FE 24 N.C V 1 AGND 2 AGND 3 AGND 4 AGND 5 AGND 6 AGND 7 AGND 8 AGND 9 AGND 10 AGND 11 FE 12 N.C V 2 _KL REV CZ-JAK.

3 VME ROZHRANÍ Adresa 0x40*BA Jméno Přístup Hodnota Význam 0x003E BIR RO 0xAA70 identifikační číslo desky 0x003C NAR RW alokace desky v A24 0x003A OIW RO 0x0002 délka výstupního a vstupního pole v A24 0x0038 DRW RO 0x0100 délka diagnostického a DPRAM pole v A24 0x0036 SAW RO 0x5001 délky registrů řídících, stavových, vstupních, výstupních, a DPRAM polí v A16 0x0034 CR RW konfigurační a řídící registr 0x0032 SR RO stavový registr 0x0030 BR NA registr pro obousměrnou komunikaci kompatibilní s DV456 0x002F 0x0000 NA nevyužité, přístup zakázán Tab. 2: Registry A16 prostoru Deska komunikuje přes VME sběrnici v adresových prostorech A16 a A24. Prostor A16 deska obsazuje od adresy určené hodnotou nastavenou na přepínači BA (Base Adress) a násobenou číslem 0x40. První adresa desky v A24 je určená hodnou v registru NAR násobenou číslem 0x100. V adresovém prostoru A16 jsou obsaženy základní povinné registry desky definované v technických podmínkách souboru ZAT-DV. Konfigurační a řídící registr CR obsahuje bit ERR a RUN. Po inicializaci desky je bit ERR nastaven a jeho vynulováním se spustí měření. Opětovné nastavení vyvolá celkovou inicializaci desky. Bitem ERR se rovněž ovládá signálka ERR. Bitem RUN se ovládá signálka RUN. Stavový registr SR obsahuje bity ERR a RUN jenž vždy zrcadlí hodnoty ERR a RUN registru CR. Dále obsahuje bit WD jehož hodnota je vždy nulová. Registr BR a bity RD_RDY, WR_RDY registru SR slouží pro obousměrnou datovou komunikaci kompatibilní s původní deskou DV456. V adresovém prostoru A24 jsou pak přímo přístupné spolu s dalšími položkami jednotlivé měřené hodnoty. 3 _KL REV CZ-JAK.

4 PROGRAMOVÉ OVLÁDÁNÍ Z POČÍTAČE KOMPATIBILNÍHO S IBM PC. Pomocí počítače kompatibilního s IBM PC je možné měnit nastavení kalibračních konstant a minimální úroveň signálu pro platnost frekvence a fáze. Desky jsou přesně justovány při výrobě na jmenovité frekvenci 50 nebo 60 Hz, tato frekvence je vyznačena štítkem na panelu desky. V případě změny kalibračních konstant je nezbytně nutné tento štítek odstranit. Servisní program umožňuje na jednotlivých kanálech zapnout simulaci měřených hodnot, této vlastnosti je možné využít pro kalibraci měřicího řetězce za provozu. Program DV456.EXE se spouští z prostředí Windows, pro propojení sériového portu PC s deskou lze použít libovolný kabel pro RS232 s konektory 9Z/9Z Obr. 3 Hlavní okno kalibračního programu DV456.EXE 4 _KL REV CZ-JAK.

5 TECHNICKÉ PARAMETRY : Parametr Podmínky Min. Typ Max. Jednotky Napájecí napětí (VME) +4,75 +11,2 11,2 +5, ,25 +12,8 12,8 V Spotřeba +5 V +12 V 12 V Příkon desky 1,4 2,3 W ma Elektrická pevnost proti panelu desky dle ČSN EN Izolační odpor proti panelu desky dle ČSN EN min V DC 50 Hz 20 MΩ Vstupní impedance 200 kω Rozsah vstupního napětí f = 40 Hz 100 Hz 0,035 0,050 2,4/ 2 2,4 V ef V P Časová konstanta měření 10 perioda signálu Chyba měření frekvence 1) f = Hz f = 100 Hz U I > 1V ef 2,5 7,5 mhz mhz Chyba měření fáze 1) f = Hz U I > 0.4V ef f = Hz U I > 0.2V ef 0,5 1 Chyba měření efektivní hodnoty napětí 1) f = Hz f = Hz 0,2 % 0,5 % Chyba měření zrychlení frekvence f = Hz 30 mhz/s Odolnost proti rušení dle IEC kv, 10 khz, 15 ms a 4 kv, 2,5 khz, 15 ms Provozní teplotní rozsah C Hmotnost 0,25 kg Rozměr 6HE, 4TE 1) Specifikováno pro provozní rozsah teplot T A = 5 70 C 5 _KL REV CZ-JAK.

6 Parametr Podmínky Min. Typ Max. Jednotky Komunikační rozhraní pro PC Elektrická pevnost sériový kanál / systém Sériová asynchronní komunikace RS-232, 8 datových bitů, 1 stop bit, bez parity, 4800Bd/s 1 min V DC V DC φ [ IN = 1500mV δ MAX PQ [%] 2,0 0,4 1,5 0,3 δ MAX PQ = 100 U I/U IN φ 1,0 0,2 0,5 0,1 MAX φ 0,0 MIN φ 0, U I [mv P] Obr. 4: Maximální chyby měření fáze a výkonů v závislosti na velikosti signálu CHYBA MĚŘENÍ FÁZE MALÝCH SIGNÁLŮ Snižováním amlitudy vstupního signálu narůstá chyba měření fáze, maximální hodnoty chyby fáze udává obrázek obr. 4. Vliv chyby měření fáze na měření činného resp. jalového výkonu lze vyjádřit vztahem: δp = 100 U I /U IN φ sin φ [%, mv ef, rad], resp. δq = 100 U I /U IN φ cos φ [%, mv ef, rad], kde U IN je úroveň napětí vstupního signálu desky při jmenovitém výkomu. Úroveň U IN = 1500mV P odpovídá proudu 1A EF nebo 5A EF na vstupu převodního modulu M135. NASTAVENÍ PROPOJEK Pro použití desky musí být propojka ENWD na desce propojená, ostatní musí být rozpojené. Správné nastavení propojek je zajištěno z výroby. PŘÍSLUŠENSTVÍ PRO APLIKACI Proudové převodníky: M135, ( M067/1, M067/2, M104/1, M104/2 ) Napěťové převodníky: M134, ( M062/1, M062/2, M062/3 ) Připojovací kabely : K108/n/L, ( K70/n/L ) K9/L ( kabel RS232 pro propojení s PC) Servisní programy: DV456.EXE 6 _KL REV CZ-JAK.