D8000_Series
OMEGA USB-Modul für Signalerfassung und Signalerzeugung
Beschreibung
The D8000 series are not CE compliant. Please see the USB, RS232, RS485 and Ethernet Data Acquisition Systems category for possible alternatives or contact our sales dept.
Die USB-Schnittstellenmodule der Serie D8000 umfassen eine ganze Familie von Datenerfassungsmodulen für den Einsatz in der Prozessregelung. Modelle mit Analogeingang messen Prozesssignale wie Signale von Thermoelementen, 4 bis 20 mA oder Kontaktzustände. Modelle mit Analogausgang erzeugen Spannungs- oder Stromsignale zur Ansteuerung von Stellgliedern wie z. B. Ventilen oder Meldern. Modelle mit digitalen Ein- und Ausgängen erfassen den Status von externen digitalen Signalen oder geben diese aus, z. B. zur Ansteuerung von Halbleiterrelais. Mit D8000-Modulen und einem PC lassen sich mühelos komplette Messsysteme aufbauen.
Die Module erlauben den direkten Anschluss einer Vielzahl von Fühlern wie Thermoelementen und Prozesssignalen wie 4 bis 20 mA und DC-Spannung. Sie verarbeiten und linearisieren die Eingangssignale und lassen sich ohne interne Potentiometer oder DIP-Schalter konfigurieren. Alle vom Benutzer einstellbaren Funktionen und Einstellungen wie Bereiche, Kommunikation usw. werden in einem nicht-flüchtigen EEPROM abgelegt und bleiben auch nach dem Ausschalten erhalten.
Der Kommunikation der D8000 Serie-Module mit dem Computer erfolgt über ein USB-Schnittstellenkabel und einen virtuellen seriellen Port, der das Modbus RTU-Protokoll nutzt.
Schließen Sie das D8000 mit einem USB-Kabel an den Host-Computer an. Nach dem Einstecken des Kabels wird auf dem Computer eine virtuelle serielle Schnittstelle erstellt, über die der Computer dann mit dem Modul Daten austauscht. Serielle Kommunikationsport werden von praktisch allen auf dem Markt angebotenen Programmen zur Datenerfassung und Prozesssteuerung unterstützt.
Zum Lesen und Schreiben von Werten im D8000 Modul wird das Modbus RTU-Protokoll genutzt, das mit externen Geräten über serielle Ports kommuniziert. Dieses Protokoll ist das Standard-Protokoll für Datenerfassungs- und Steuerungsanwendungen in der Industrie und wird dementsprechend von praktisch allen einschlägigen Programmen unterstützt.
An einen Computer lassen sich mehrere D8000 Serie-Module anschließen. Dabei wird für jedes angeschlossene Modul ein eigener, eindeutiger serieller Port erstellt. Durch diesen Ansatz mit virtuellen seriellen Ports wird eine direkte Kompatibilität mit allen gängigen Datenerfassungs-Programme hergestellt, die das Modbus RTU-Protokoll nutzen.
Mit den D8000 Serie-Modulen kann jeder PC-Benutzer, der mit seinem PC vertraut ist, ein Datenaufzeichnungssystem aufbauen. Dieser Ansatz zur Datenerfassung ist äußert flexibel, einfach einzusetzen und kosteneffektiv. Die Module können kombiniert und damit flexibel auf die Anwendung abgestimmt werden. So lassen sich Datenerfassungssysteme auch ohne detaillierte technische Kenntnis komplexer Datenerfassungs-Hardware einfach realisieren.
ANALOGEINGANGS-MODULE
Die Analogeingangs-Module D8100 bis D8400 Serie stellen sieben differentielle analoge Eingangskanäle bereit. Jedes Modul enthält analoge Signalumformer, die für eine spezielle Eingangsart optimiert sind. Dazu gehören DC-Spannung, 4 bis 20 mA und acht Thermoelement-Typen. Jeder Eingangskanal kann individuell auf einen Eingangsbereich programmiert werden.
Die Sensorsignale werden über einen Mikroprozessor-gesteuerten, integrierenden A/D-Wandler digitalisiert. Offset- und Verstärkungsfehler in den analogen Schaltkreisen werden vom Mikroprozessor kontinuierlich überwacht und korrigiert.
Die Analogeingangs-Module übergeben die resultierenden Datenwerte als vorzeichenlose 16-Bit-Ganzzahl, die einen Prozentsatz des Endwerts darstellt. Diese Digitalisierung erfolgt mit einer Geschwindigkeit von 25 A/D-Wandlungen pro Sekunde, wobei das jeweils letzte Ergebnis in einem Puffer abgelegt wird. Diese Datenwerte werden dann mit einer Modbus-Abfrage an das Modul abgerufen. Die D8000 Serie-Module geben auf diesen Abruf hin unmittelbar die Datenwerte an den Host-Prozessor aus
ANALOGAUSGANGS-MODULE
Die D8500 Analogausgangs-Module enthalten zwei 12-Bit D/A-Wandler (DAC) zur Erzeugung von Spannungs- oder Stromausgangssignalen. Die Art des Ausgangssignals ist für jeden DAC individuell einstellbar, und jeder DAC kann individuell vom Host Computer über das Modbus RTU-Protokoll angesteuert werden. Die vier verfügbaren Analogausgangs-Bereiche umfassen je zwei Spannungsbereiche und zwei Strombereiche.
Die D8500 Analogausgangs-Module stellen verschiedene vom Benutzer wählbare Funktionen wie eine programmierbare Anstiegsrate, einen Watchdog-Timer für die Kommunikation und programmierbare Anfangswerte bereit. Weiterhin verfügen sie über einen 8-Bit-A/D-Wandler zum Lesen des ausgegebenen Analogsignals.
Über den Kommunikations-Watchdog-Timer lässt sich der Analogausgang bei einem Ausfall der Kommunikation auf einen bekannten, sicheren Wert fahren.
DIGITALEINGANGS-MODULE
Das D8710 Digitaleingangs-Module verfügen über 15 Eingänge zur Überwachung von Logikpegeln, Kontakten oder anderen E/A-Signalen in einem Datenerfassungssystem. Jeder digitale Eingang ist mit einem Pull-up-Widerstand ausgestattet, der einen direkten Anschluss von Kontakte ermöglicht. An die Eingangsklemmen können Signale zwischen ±30 V DC ohne Beschädigung angeschlossen werden.
DIGITALAUSGANGS-MODULE
Die digitalen Ausgangsmodule D8720 stellen 15 einzeln adressierbare Open-Collector-Ausgänge bereit, die für Melder, Leucht und anderen Geräte verwendet werden können, die über ein Ein/Aus-Signal angesteuert werden.
Die D8720 Digitalausgangs-Module stellen verschiedene vom Benutzer wählbare Funktionen wie einen Watchdog-Timer für die Kommunikation und programmierbare Anfangswerte bereit.
Über den Kommunikations-Watchdog-Timer lässt sich der Digitalausgang bei einem Ausfall der Kommunikation auf einen bekannten, sicheren Wert fahren.
Kommunikation
Die D8000 Serie-Module sind für einen einfachen Anschluss an einen Computer über die USB-Schnittstelle ausgelegt. Die USB-Schnittstelle erstellt auf dem Host-Computer einen virtuellen seriellen Kommunikations-Port, über den die gesamte Kommunikation zwischen PC und Modul mit dem Modbus RTU-Protokoll abgewickelt wird. Für jedes D8000 Serie-Modul wird ein neuer serieller Port angelegt.
MODBUS BEFEHLSSATZ
Die Module der D8000 Serie nutzen das Modbus RTU-Protokoll für die Kommunikation. Dieses binäre Protokoll arbeitet mit einem Master-Slave-Verfahren, bei dem Transaktionen immer nur vom Master-Gerät ausgehen. Die Slave-Geräte antworten, indem sie dem Master die angeforderten Daten senden oder die in der Master-Abfrage angeforderte Aktion ausführen. Der Master kann jedes beliebige Slave-Gerät ansprechen. Die zurückgegeben Meldungen des Slave-Geräts werden als Antwort-Meldungen bezeichnet. Die unterstützten Master-Funktionscodes sind:
Modbus RTU-Funktionen und Beschreibungen
01 – Bitstatus lesen
02 – Registerstatus lesen
03 – Halteregister lesen
04 – Eingangsregister lesen (Analogeingänge)
05 – Einzelnes Bit setzen
06 – Einzelnes Register voreinstellen
0F – Mehrerer Bits setzen
10 – Mehrere Register voreinstellen
PROZESSSTEUERUNGS-SOFTWARE
Modbus RTU-Protokoll ist eines der am weitesten verbreiteten seriellen Protokolle in der industriellen Datenerfassung und Prozesstechnik. Alle gängigen Datenerfassungs-Programme verfügen über Modbus RTU Software-Treiber. Dies bedeutet eine sofortige und problemlose Konnektivität zwischen D8000-Modulen und den meisten Datenerfassungs-Programmen.
SETUP
Die D8000 Serie-Module sind ab Werk auf das Modbus RTU-Protokoll konfiguriert. Die vom Benutzer einstellbaren Funktionen wie Bereiche oder digitale Filter lassen sich einfach mit der beiliegenden D8000 Utility-Software einrichten. Vor der Installation in einem Modbus-System muss jedes D8000-Modul konfiguriert werden.
Utility-Software
Jedem Modul liegt eine kostenlose, Windows-kompatible Utility-Software auf CD-ROM bei. Die Utility-Software vereinfacht die Programmierung aller einstellbaren Optionen, wie Geräteadresse, Baudrate und Filterkonstanten. Die aktuellste Version unserer Software ist immer auf unserer Website verfügbar.
TECHNISCHE DATEN (typisch bei +25°C und Versorgung mit der Nennspannung, wenn nicht anders angegeben)
ALLGEMEINES
Programmierbarer digitaler Filter: Bei Analogeingangs-Modulen
Max. Gleichtaktspannung (Eingang-Ausgang bei 115 Veff, 60 Hz): 500 Veff
Setups: In EEPROM gespeichert
Nicht verwendete analoge Eingangskanäle: Per Software deaktiviert
Schnittstelle
Kommunikation: Modbus RTU-Protokoll
Schnittstelle: USB-Port
Spannungsversorgung
Betriebsspannung: 10 bis 30 V DC unstabilisiert; verpolungssicher
UMGEBUNGSBEDINGUNGEN
Betriebstemperaturbereich: -25 bis 70°C
Lagertemperaturbereich: -25 bis 85°C
Relative Feuchte: 0 bis 95% r. F., nicht kondensierend
BAUFORM, ABMESSUNGEN UND STECKVERBINDER
Gehäuse: ABS-Kunststoff, UL-94-5VA-spezifiziert
Abmessungen: 102 x 152 x 36 mm (H x B x T)
Montagebohrungen: 165 mm mittig
Anschlüsse: Schraubklemme mit Trennsteg (im Lieferumfang)
TECHNISCHE DATEN DES MODULS
D8100 SPANNUNGSEINGÄNGE
Anzahl der Kanäle: 7 differentielle Spannungseingänge
Bereiche: ±0,025 V, ±0,05 V, ±0,1 V, ±1 V, ±5 V, ±10 V
Auflösung: 16-Bit-A/D-Wandler, 25/20 A/D-Wandlungen pro Sekunde
Genauigkeit: ±0,05% des Endwerts max.
Temperaturkoeffizient der Spanne: ±50 ppm/°C max.
Verhalten bei Brucherkennung: Auf 250 V AC
Eingangsimpedanz: 20 MΩ min
Spannungsversorgung: Seriell = 1,4 W
D8200 STROMEINGÄNGE
Anzahl der Kanäle: 7 differentielle Stromeingänge
Bereich: ±20 mA
Auflösung: 16-Bit-A/D-Wandler, 25/20 A/D-Wandlungen pro Sekunde
Genauigkeit: ±0,05% des Endwerts max.
Temperaturkoeffizient der Spanne: ±50 ppm/°C max.
Spannungsabfall: 2,0 V max.
Eingangsimpedanz: <100 Ohm (70 Ohm typisch)
Spannungsversorgung: Seriell = 1,4 W
D8300 THERMOELEMENTEINGÄNGE
Anzahl der Kanäle: 7 differentielle Thermoelementeingänge
Thermoelement-Typen: J, K, T, E, R, S, B und C.
Bereiche:
J: -200 bis 760°C
K: -150 bis 1250°C
T: -200 bis 400°C
E: -100 bis 1000°C
R: 0 bis 1750°C
S: 0 bis 1750°C
B: 0 bis 1820°C
C: 0 bis 2315°C
Thermoelement-Genauigkeit
(Alle Fehlerquellen berücksichtigt) Von 0 bis 40°C Umgebungstemperatur:
J, K, T, E: ±1,5°C max.
R, S, B, C: ±3,5°C max. (300°C bis + Endwert)
Auflösung: 16-Bit-A/D-Wandler, 25/20 A/D-Wandlungen pro Sekunde
Eingangsimpedanz: 20 MΩ min
Vergleichsstellenkompensation: Automatisch
Einfluss des Leitungswiderstandes: <40 µV pro 350 Ω
Anzeige: Anzeige von Thermoelementbruch und Bereichsüberlauf
Verhalten bei Brucherkennung: Auf 250 V AC
Spannungsversorgung: Seriell = 1,4 W
D8400 SPANNUNGS-, STROM- UND THERMOELEMENTEINGÄNGE
Anzahl der Kanäle: 7 differentielle Spannungs-, Strom- und Thermoelementeingänge
Technische Daten: Wie bei D8100-, D8200- und D8300-Serie
D8500 ANALOGAUSGÄNGE
Anzahl der Kanäle: Zwei Analogausgänge (programmierbar als Spannungs- oder Stromausgang)
Spannungsbereiche: 0 to 10 V DC, ±10 V DC
Strombereiche: 0 bis 20 mA, 4 bis 20 mA
Aktualisierungsrate: 250 D/A-Wandlungen pro Sekunde
Genauigkeit: ±0,1%
Auflösung: 12 Bit Dach-Auflösung
Temperaturkoeffizient der Spanne: ±25 ppm/°C max.
Einschwingzeit auf 0,1% des Endwerts: 1 ms
Kommunikation: Watchdog-Timer
Stromausgangs-Konformität:: ±12 V DC
Strom für Spannungsausgang: 5 mA max.
Lesen des Analogausgangs 8-Bit-A/D-Wandler
Galvanische Trennung: 500 V AC, Ausgangsmasse gegen Systemmasse
Offener Stromausgang: bis 250 V AC geschützt
Spannungsversorgung: Seriell = 2,1 W
D8710 DIGITALE EINGÄNGE
Anzahl der Kanäle: 15 Digitale Eingänge
Intern: 10K Pull-up-Widerstand an jedem Eingang (Bit); für direkten Anschluss von Schließkontakten
Low, Logisch „0”: <1 V DC
High, Logisch „1“: > 3,5 V DC
Offener Eingang: bis ±30 V DC ohne Schäden
Galvanische Trennung: 500 V AC, Eingangsmasse gegen Systemmasse
Spannungsversorgung: Seriell = 0,75 W
D8720 Digitale Ausgänge
Anzahl der Kanäle: 15 Open-Collector-Ausgänge bis 30 V DC, 100 mA max.
Vsat: +0,3 V DC max. bei 100 mA
Kurzschlussfestigkeit: bis 500 mA
Kommunikation: Watchdog-Timer
Aktualisierungsrate der digitalen Ausgänge: 4,5 Hz
Galvanische Trennung: 500 V AC, Ausgangsmasse gegen Systemmasse
Spannungsversorgung: Seriell = 1,0 W
SCHLIESSEN
