TRANSDUTOR DE ENERGIA ELÉTRICA

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1 TRANSDUTOR DE ENERGIA ELÉTRICA

2 CARACTERÍSTICAS GERAIS Montagem em fundo de painel através de trilhos de fixação ou parafusos; Conexão direta a sinais de tensão (até 500 VAC) e corrente (até 5 A); Medição de W, Wh (+ e -), VAr, VArh (+ e -), VA, fator de potência médio, tensão média e por fase, corrente média e por fase, frequência; Medição de energia nos quatro quadrantes; 0,5% de precisão, isolação de 4KV; Retenção dos totalizadores de consumo de energia ativa e reativa em caso de falha de energia; Chave externa de seleção quanto ao tipo de ligação: 3 elementos, 4 fios (com neutro) ou 2 elementos, 3 fios (sem neutro); Saída serial RS 485, protocolo de comunicação MODBUS RTU; Chave externa de seleção quanto ao endereço RTU e velocidade de comunicação (4800/9600 bps); LED s sinalizadores para o correto faseamento dos sinais de tensão e corrente; LED indicativo quanto ao sentido da energia (importada ou exportada); LED s indicativos de atividade de comunicação (transmissão e recepção); Alimentação em 110/220 VAC e 80 VCC automática; CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Consumo total < 3 VA; Sinais de tensão: até 500 VAC; Sinais de corrente: até 5 A; Precisão: até 0,5%; Temperatura de operação: 0 o a 50 o C; Alimentação: 80 a 250 VCA automática ou 110 VCC; Consumo dos TC s internos:0,3 VA;

3 DIP SWICTH Chaves de 1 a 6: seleção do endereço RTU; DIP 1 DIP 2 DIP 3 DIP 4 DIP 5 DIP 6 RTU ON ON ON ON ON OFF 1 ON ON ON ON OFF ON 2 ON ON ON ON OFF OFF 3 ON ON ON OFF ON ON 4 ON ON ON OFF ON OFF 5 ON ON ON OFF OFF ON 6 ON ON ON OFF OFF OFF 7 ON ON OFF ON ON ON 8 ON ON OFF ON ON OFF 9 ON ON OFF ON OFF ON 10 ON ON OFF ON OFF OFF 11 ON ON OFF OFF ON ON 12 ON ON OFF OFF ON OFF 13 ON ON OFF OFF OFF ON 14 ON ON OFF OFF OFF OFF 15 ON OFF ON ON ON ON 16 ON OFF ON ON ON OFF 17 ON OFF ON ON OFF ON 18 ON OFF ON ON OFF OFF 19 ON OFF ON OFF ON ON 20 ON OFF ON OFF ON OFF 21 ON OFF ON OFF OFF ON 22 ON OFF ON OFF OFF OFF 23 ON OFF OFF ON ON ON 24 ON OFF OFF ON ON OFF 25 ON OFF OFF ON OFF ON 26 ON OFF OFF ON OFF OFF 27

4 DIP 1 DIP 2 DIP 3 DIP 4 DIP 5 DIP 6 RTU ON OFF OFF OFF ON ON 28 ON OFF OFF OFF ON OFF 29 ON OFF OFF OFF OFF ON 30 ON OFF OFF OFF OFF OFF 31 OFF ON ON ON ON ON 32 OFF ON ON ON ON OFF 33 OFF ON ON ON OFF ON 34 OFF ON ON ON OFF ON 35 OFF ON ON OFF ON ON 36 OFF ON ON OFF ON ON 37 OFF ON ON OFF ON ON 38 OFF ON ON OFF OFF OFF 39 OFF ON OFF ON ON ON 40 OFF ON OFF ON ON ON 41 OFF ON OFF ON OFF ON 42 OFF ON OFF ON OFF ON 43 OFF ON OFF OFF ON ON 44 OFF ON OFF OFF ON ON 45 OFF ON OFF OFF OFF ON 46 OFF ON OFF OFF OFF OFF 47 OFF OFF ON ON ON ON 48 OFF OFF ON ON ON OFF 49 OFF OFF ON ON OFF ON 50 OFF OFF ON ON OFF OFF 51 OFF OFF ON OFF ON ON 52 OFF OFF ON OFF ON OFF 53 OFF OFF ON OFF OFF ON 54 OFF OFF ON OFF OFF OFF 55

5 DIP 1 DIP 2 DIP 3 DIP 4 DIP 5 DIP 6 RTU OFF OFF OFF ON ON ON 56 OFF OFF OFF ON ON OFF 57 OFF OFF OFF ON OFF ON 58 OFF OFF OFF ON OFF OFF 59 OFF OFF OFF OFF ON ON 60 OFF OFF OFF OFF ON OFF 61 OFF OFF OFF OFF OFF ON 62 OFF OFF OFF OFF OFF OFF 63 ON ON ON ON ON ON 64 CHAVE 7: seleção quanto ao tipo de ligação para medição; DIP SWITCH 7 = ON: medição com 3 elementos, 4 fios (com neutro); DIP SWITCH 7 = OFF: medição com 2 elementos, 3 fios (sem neutro); CHAVE 8: seleção da velocidade de comunicação; DIP SWITCH 8 = ON: 9600 bps; DIP SWITCH 8 = OFF: 4800 bps;

6 LED s INDICATIVOS LED FUNÇÃO COR Descrição do funcionamento TX COMUNICAÇÃO AMARELO Aceso, indica transmissão de dados RX COMUNICAÇÃO VERMELHO Aceso, indica recepção de dados FT FASEAMENTO DE TENSÃO VERDE Aceso indica faseamento correto; TIPO DE LIGAÇÃO 3 elementos, 4 fios: fases em sequência positiva de 120 o (0 o, 120 o e 240 o ); 2 elementos, 3 fios: ângulo de 0 0 para corrente da fase 1 e 240 o para corrente da fase 3; Pisca quando não identificar o tipo de ligação FI FASEAMENTO DE CORRENTE VERDE Aceso indica faseamento tensão e corrente correto TIPO DE LIGAÇÃO 3 elementos, 4 fios: válido para defasamento entre corrente e tensão de no máximo +30 o ou 30 o (f.potencia indutivo de 0,86 ou capacitivo de 0,86); 2 elementos, 3 fios: válido para os ângulos entre tensão e corrente entre as fases 1 e 3 poderão um defasamento de 30 o (+ ou -), além dos 30 o inerentes a este tipo de ligação; Pisca quando não identificar o tipo de ligação P POTÊNCIA VERDE Acende Quando a energia está sendo importada; Apaga quando a energia está sendo exportada;

7 DIAGRAMAS DE INTERLIGAÇÃO AOS SINAIS DE MEDIÇÃO

8 PROTOCOLO MODBUS Introdução A comunicação serial RS485 funciona somente com os pinos de Rx e Tx, mas caso o conversor apresentar 4 saídas (RS422) para convertê-la em 485 basta ligar as saídas conforme abaixo: 2 FIOS: RS485 A linha RS é balanceada e não é necessário condutor terra, mas se o cabo possuir blindagem, deve-se aterrar apenas um dos lados conforme desenho acima. Tipos de comunicação em MODBUS: ASCII (American Standard Code for Information Interchange) Para transmitir o número 16 são necessários 16 bits. O intervalo entre os dados pode ser maior que 1 segundo RTU (Remote Terminal Unit) Para transmitir o número 16 são necessários 8 bits. O intervalo entre os dados não pode ser maior que 3,5 caracteres Configuração dos parâmetros da serial: Em comunicação MODBUS somente 1 mestre é suportado na rede A configuração da serial baseia-se em: Taxa de transmissão (BaudRate): a partir de 4800 bps Tamanho dos dados (DataBits): 8 Paridade (Parity): None Bits de parada (StopBits): 2 Para cada byte transmitido, são mandados 8 bits mais 3 bits que são: Start bit e 2 (dois) Stop bit. Exemplo: Start bit 8 bits referentes ao byte transmitido Stop bit Stop bit Somando-se todos os bits resulta 11 bits, ou seja, o tamanho de cada byte na serial é de 11 bits (tamanho da palavra). O BaudRate e o tamanho do frame devem ser configurados no conversor quando necessário.

9 Endereçamento do medidor: Todo medidor deve ter um endereço (único) na rede. CONEXÃO EM LINHA CONTÍNUA CONEXÃO EM LOOP Uma das vantagens da ligação em loop é que uma simples condição de falha que provoque a abertura do circuito, não resulta em perda de comunicação entre o computador e qualquer um dos transdutores. A distância total das ligações não pode ser superior a 1000 metros e o cabo utilizado é o par-trançado blindado AWG 24.

10 CÁLCULO E UTILIDADE DO CRC (ciclical redundance check): Para se calcular o CRC existe um algoritimo específico, descrito a seguir., que envolve todos os bytes que serão transmitidos, desde o endereço até o último byte. 1. Preencha um registro de 16 bits com 1 s (0xFFFF); 2. Faça um OR EXCLUSIVE entre o registro (LSB) e o byte de transmissão; 3. Desloque o registro obtido 1 bit a direita; 4. Se o bit menos significativo do registro for igual a 1, façao um OR EXCLUSIVE dom os seguintes 16 bits: MSB LSB 5. Repita os passos 3 e 4 oito vezes; 6. Repita os passos 2,3,4 e 5 para todos os bytes da mensagem; 7. conteúdo final do registro é o valor do CRC que transmitido no final da mensagem começando com o byte menos significativo; A seguir apresentamos um código em C com a implementação deste algorítimo: //contador = número de bytes da mensagem //testa CRC-16 crc16_teste = 0xffff; if(contador > 2) for(i = 0; i < contador; i++) crc16_teste = polydiv(*(prx + i), 0xa001, crc16_teste); if(crc16!= crc16_teste) rx_erro = CKS_ERRO; // polydiv ; //CRC16_REV // ; WORD polydiv(word data, WORD genpoly, WORD accum) static int i; data <<= 1; for(i = 8; i > 0; i--) data >>= 1; if((data ^ accum) & 0x0001) accum = (WORD)((accum >> 1) ^ genpoly); else accum >>= 1; return(accum);

11 No caso de uma recepção, deve-se retirar os 2 últimos bytes do frame (CRC recebido) e calcular o CRC do restante do frame para poder ser comparado aos 2 últimos bytes recebidos que é o CRC. O CRC é utilizado para garantir que o que foi transmitido é exatamente o que foi recebido, ou seja, nenhuma interferência afetou os dados na rede. COMUNICAÇÃO COM O TRANSDUTOR CCK 4200 PARA LEITURA DE DADOS MENSAGEM VINDA DO PC RTU FUNC HI DATA START ADDR L.O DATA START ADDR QUANTIDADE DE REGS (HI,LO) CRC 16 LO CRC HO BYTE BYTE BYTE BYTE BYTE BYTE BYTE BYTE RTU: endereço da unidade remota; FUNÇÃO: 03 para leitura de até 255 bytes; H.O, L.O ADDR: endereço de escrita/leitura (superior e inferior) de dados na memória da unidade remota; QUANTIDADE: quantidade de WORDS para leitura (máximo 125); CRC 16: low e high; RESPOSTA DO CCK 4200 RTU FUNC BYTE CNT DATA DATA CRC 16 LO CRC HO BYTE BYTE BYTE BYTE BYTE BYTE BYTE COMANDOS DE ESCRITA PARA PROGRAMAÇÃO DE PARÂMETROS (endereço x100h) ENDEREÇO DESCRIÇÃO FORMATO x102 Reset no contador de Wh+ 1 byte Reset no contador de Wh- Reset no contador de VArh+ Reset no contador de VArh- 1 byte 1 byte 1 byte

12 COMANDOS DE LEITURA DE DADOS (endereço 0x200h) ENDEREÇO DESCRIÇÃO FORMATO (bytes) 0x200 Totalizador de 100 miliwatt hora Wh + 4 (DWORD) 0x202 Totalizador de 100 miliwatt hora Wh - 4 (DWORD) Totalizador de 100 milivar hora VArh + Totalizador de 100 milivar hora VArh - 4 (DWORD) 4 (DWORD) 0x208 Tensão atual da fase R (Vx10) Tensão atual da fase S (Vx10) Tensão atual da fase T (Vx10) Tensão média das fases (Vx10) Corrente da fase R (Ix1000) Corrente da fase S (Ix1000) Corrente da fase T (Ix1000) Corrente média das fases (Ix1000) 0x210 Potência Ativa Instantânea - WATT 2 (short) 0x211 Potência Reativa Instantânea - VAr 2 (short) 0x212 Fator de potência médio (x 1000) 0x213 Frequência atual x 100 0x214 Ângulo entre tensão e corrente da FASE R 2 (short) 0x215 Ângulo entre tensão e corrente da FASE S 2 (short) 0x216 Ângulo entre tensão e corrente da FASE T 2 (short) 0x217 Ângulo tensão da FASE R 2 (short) 0x218 Ângulo tensão da FASE S 2 (short) 0x219 Ângulo tensão da FASE T 2 (short) 0x21A Potência Aparente Instantânea - VA 0x21B Versão de FIRMWARE 0x21C Contador de Erros 58 Obs: todos os parâmetros podem ser obtidos em uma única leitura, a partir do endereço x0200;