WB-MAO4

Diese Seite beschreibt die neueste Hardware-Revision mit der neuesten stabilen Firmware. Falls Ihr Gerät ältere Firmware verwendet, aktualisieren Sie diese nach Möglichkeit (siehe Firmware-Aktualisierung).

• Verlauf der Hardware-Revisionen;
• Firmware-Änderungen.

Verwendungszweck

Das Analogausgangsmodul mit 4 Kanälen steuert Geräte über 0–10-V-Signale oder PWM-Signale mit einer Impulsamplitude von 10 V, beispielsweise Servoantriebe, Luftklappen- und Ventilantriebe. Ein Controller oder PC steuert das Modul über RS-485 mit Modbus-Befehlen.

Technische Daten

Funktionsprinzip

Das Gerät verfügt über zwei Betriebsarten zur Ausgangssteuerung:

• analog 0–10 V: Die Spannung wird in Millivolt vorgegeben (0…10 000);
• Pulsweitenmodulation (PWM) mit einer Impulsamplitude von 10 V und variablem Tastgrad, angegeben als % × 100 (0…10 000):
  • für einen PWM-Tastgrad von 1 % beträgt der Wert 100;
  • für einen PWM-Tastgrad von 20 % beträgt der Wert 2000.

Anzeigen

Das Modul hat eine Anzeige, die seinen Status ohne Verbindung zu einem Controller anzeigt:

• S (grün) — Modbus-Kommunikationsstatus: leuchtet bei anliegender Kleinspannungsversorgung und blinkt während der Abfrage über RS-485. Bei Geräten mit aktivierten Ereignissen in Fast Modbus ⚡ blinkt die Anzeige häufiger als bei der sequenziellen Abfrage, da Ereignisse schneller abgefragt werden. Im Bootloader-Modus blinkt sie einmal pro Sekunde; während des Firmware-Uploads blinkt sie schnell. Sie befindet sich unter Klemme B.

Installation

Montieren Sie das Gerät auf einer standardmäßigen 35-mm-Hutschiene.

Der Klemmenblock V+ GND A B mit einem Rastermaß von 3.5 mm dient zum Anschluss der Spannungsversorgung und des RS-485-Kommunikationsbusses. Eine korrekte Busverdrahtung ist für eine zuverlässige Kommunikation erforderlich; siehe Verdrahtung und Anschluss des RS-485-Busses.

Wenn Geräte am RS-485-Bus unterschiedliche Spannungsversorgungen verwenden, müssen ihre GND-Klemmen miteinander verbunden werden. Siehe Erdung von Wiren Board-Geräten und Verbindung von GND und iGND.

Digitale Eingänge werden durch Verbindung mit iGND aktiviert. Der Strom ist mit etwa 2 mA gering, sodass jeder geeignete Taster- oder Schaltertyp verwendet werden kann. Kabellänge und Querschnitt sind für die Kontakterkennung nicht kritisch. Verwenden Sie zur Verringerung von Störungen durch benachbarte Leistungsleitungen ein verdrilltes Adernpaar und verbinden Sie iGND mit dessen zweitem Leiter. Weitere Informationen zum Anschluss der Klemmen iGND/GND.

Verwenden Sie verdrillte Adernpaare für die 0–10-V-Verbindungen zu den Antrieben: eine Ader für das Signal und die andere für GND.

Installationsbeispiel

Ein Installationsbeispiel für das Modul WB-MAO4 zeigt Schaltbild 1.

In diesem Beispiel steuert das Modul zwei LED-Streifen-Dimmer mit 0–10-V-Eingängen. Es erfasst außerdem einen Schalter, dessen Logik durch Regeln auf dem Controllerumgesetzt wird. Das Modul wird vom Controller versorgt und kommuniziert mit ihm über RS-485. Die Dimmer verwenden ein separates Netzteil.

WARNUNG: da der negative Versorgungsanschluss des WB-MAO4 nicht von den negativen Ausgangsanschlüssen isoliert ist, müssen Sie den Minuspol des Modulnetzteils mit dem Minuspol des Lastnetzteils verbinden. Verwenden Sie einen Leiter mit mindestens 1.5 mm² .

In diesem Beispiel wird das Modul von einem Wiren Board 6 versorgt. Verbinden Sie deshalb den Minuspol des Controller-Netzteils mit dem Minuspol des Lastnetzteils.

Weboberfläche des Wiren Board-Controllers

Vorlage auswählen

Damit das Gerät auf der Registerkarte Devices der Weboberfläche des Wiren Board-Controllers angezeigt wird, fügen Sie es automatisch über die Suche nach Wiren Board-Geräten an RS-485 hinzu oder im manuell durch Auswahl der Vorlage WB-MAO4.

Gerät steuern und Werte anzeigen

Über die Weboberfläche können Sie die Geräteausgänge steuern und Messwerte anzeigen. Um die angezeigten Kanäle zu ändern, bearbeiten Sie die Gerätekonfiguration in den Einstellungen des Treibers wb-mqtt-serial.

Konfiguration

Konfigurationsmöglichkeiten

1. Stellen Sie die Parameter in der Weboberfläche des Wiren Board-Controllers unter Settings → Configs → Serial devices driver configurationein. Falls diese Einträge nicht verfügbar sind, prüfen Sie Ihre Zugriffsebene.
2. Schreiben Sie die Einstellungen von der Controller-Konsole aus in die Modbus-Register des Moduls mithilfe des Dienstprogramms modbus-utils-rpc oder im modbus­_client.
3. Ohne Wiren Board-Controller verwenden Sie den Webkonfigurator für Wiren Board-Geräte oder andere Software; siehe Wiren Board-Modbus-Geräte ohne Controller verwenden. Sie benötigen einen Computer mit einem Schnittstellenkonverter: USB-RS485.

Unsere Geräte werden laufend verbessert. Falls in diesem Handbuch beschriebene Einstellungen fehlen, aktualisieren Sie die Geräte-Firmware und die Controller-Software.

Analogausgänge konfigurieren

Sie können folgende Parameter ändern:

• Outputs Mode — wählen Sie den Modus 0–10 V oder PWM.
• PWM Frequency Factor — PWM-Faktor. Die resultierende Frequenz berechnet sich als 24 kHz / Factor.

Ausgangssteuerung

Eine vorgegebene Ausgangsspannung (im Modus 0–10 V) oder ein vorgegebener Tastgrad (im PWM-Modus) wird sofort am entsprechenden Ausgang eingestellt.

Die Ausgänge lassen sich auch wie Dimmer steuern:

• ein- oder ausschalten;
• den Ausgangspegel als Prozentsatz des konfigurierten Bereichs einstellen;
• die Änderungsgeschwindigkeit des Ausgangspegels einstellen.

Ausgangsparameter:

• Voltage at 1% dimming level (mV) — Ausgangswert, der einem Pegel von 1 % entspricht.
• Voltage at 100% dimming level (mV) — Ausgangswert, der einem Pegel von 100 % entspricht.
• Dimming level decrement rate (ms/%) / Dimming level increment rate (ms/%) — Geschwindigkeit, mit der der Ausgangssignalpegel beim Übergang zwischen zwei Werten sinkt oder steigt.
• Action repeat time (ms) — kontinuierliche Aktionen werden im angegebenen Intervall in Millisekunden wiederholt.

Die Zeit für Anstieg bzw. Abfall darf null sein. Dadurch werden sanfte Übergänge deaktiviert und der Pegel wird sofort übernommen.

Tastenereignisse den Ausgängen zuordnen

Momentary pushbutton

WB-MAO4 besitzt 3 Digitaleingänge für Taster. Jeder Taster erkennt 4 Betätigungsarten: kurz, lang, doppelt und kurz gefolgt von lang. Daraus ergeben sich 12 Ereignisse mit jeweils zwei Zuordnungsparametern: Zielausgang und Aktionstyp.

Output number wählt den vom Ereignis betroffenen Ausgang. Wählen Sie einen Ausgang, alle Ausgänge oder keinen, um das Ereignis zu ignorieren.

Output action wählt die Wirkung des Ereignisses:

• Off;
• On;
• Umschalten;
• Pegel erhöhen;
• Pegel verringern;
• Pegel erhöhen/verringern. Die Aktion wechselt bei jeder Tastenbetätigung.

Einige Kombinationen von Ereignissen und Aktionen sind praktisch nicht sinnvoll und werden ignoriert. Die Treibervorlage des Controllers berücksichtigt diese Einschränkungen.

Dimmschritt für kurze und doppelte Tastendrücke

Verfügbar ab Firmware 2.9.0

Für Aktionen zum Erhöhen und Verringern des Pegels bei kurzer oder doppelter Betätigung lässt sich die Schrittweite festlegen. Konfigurieren Sie diese getrennt für jeden Kanal sowie für kurze und doppelte Betätigungen.

Bei kurzer oder doppelter Betätigung ändert das Modul den Zielpegel um die vorgegebene Schrittweite. Der Übergang erfolgt sanft entsprechend den Einstellungen von Dimming level increment rate (ms/%) und die Dimming level decrement rate (ms/%).

Latching switch

Statt Tastern können gewöhnliche rastende Schalter verwendet werden. Wählen Sie den Eingangsmodus Latching switch. Verfügbar sind zwei Ereignistypen: Schalter ein (geschlossen) und aus (offen).

Output number wählt den vom Ereignis betroffenen Ausgang. Wählen Sie einen Ausgang, alle Ausgänge oder keinen, um das Ereignis zu ignorieren.

Folgende Ausgangsaktionen stehen zur Verfügung:

• On;
• Off;
• Umschalten.

Drehgeberunterstützung

Verfügbar ab Firmware 2.9.0

An die Eingänge des WB-MAO4 kann ein AB-Quadraturencoder (Inkrementalencoder) angeschlossen werden: Encoder 1 wird an die Eingänge 1/2 angeschlossen. Eingang 3 gehört nicht zum Encoder und bleibt ein gewöhnlicher Digitaleingang.

Konfigurieren Sie für jeden Drehgebereingang Debounce time. Empfohlene Entprellzeit: 2–5 ms; verwenden Sie bei schneller Drehung 2 ms.

Bei Modulen vor Charge v2.9E darf die Impulsrate des Encoders 20 Impulse pro Sekunde nicht überschreiten, sonst können Zählfehler auftreten. Empfohlen werden Encoder mit bis zu 20 Impulsen pro Umdrehung und eine Steuerung, bei der Drehzahlen über 1 Umdrehung pro Sekunde selten oder ausgeschlossen sind. Ab Charge v2.9E gilt diese Einschränkung nicht mehr.

AB-Drehgeber

AB-Drehgeber können Parameter wie die Beleuchtungshelligkeit steuern.

Schließen Sie drei Leitungen an: A, B, GND. Die Wellenposition ist im Kanal Encoder position und kann Werte von −2147483648 bis 2147483647 annehmen. Beim Erreichen einer Grenze springt der Wert an die entgegengesetzte Grenze und die Zählung wird fortgesetzt.

Viele Drehgeber haben außerdem einen Switch -Ausgang, der beim Drücken der Welle mit GND verbunden wird. Schließen Sie ihn an einen freien Eingang an und verarbeiten Sie ihn wie einen gewöhnlichen Taster.

Der Kanal Encoder position ist beschreibbar, sodass eine Anfangsposition eingestellt werden kann.

Dimmer mit einem Drehgeber steuern

Öffnen Sie die Geräteeinstellungen und wählen Sie die Registerkarte Encoders. Konfigurieren Sie jeden Drehgeber separat unter Encoder 1.

Wählen Sie unter Encoder connection type die Option AB.

Parameter Pulses per step legt fest, wie viele A/B-Eingangsimpulse einem logischen Drehgeberschritt entsprechen.

Wählen Sie unter Controlled channel die Option Control disabled oder einen der Kanäle 1–4, der durch die Encoderdrehung gesteuert werden soll.

Parameter Level adjustment step (%) legt die Änderung pro logischem Drehgeberschritt fest.

Parameter Behaviour below minimum level legt fest, ob ein Absenken unter den konfigurierten Mindestpegel den Kanal ausschaltet oder ihn auf dem Mindestpegel belässt.

Lichtszenen

Szenen fassen mehrere Kanäle zusammen und weisen ihnen Aktionen zu. Eine Szene kann auch nur einen Kanal enthalten.

Beispielsweise werden zwei Beleuchtungsmodi für einen Raum benötigt:

1. Tagmodus — schnelles Einschalten mit voller Helligkeit / schnelles Ausschalten;
2. Nachtmodus — langsames Einschalten mit geringer Helligkeit / langsames Ausschalten.

Definieren Sie 2 Szenen und konfigurieren Sie deren Aktionen:

• Szene 1
  • beim Einschalten der Szene: einschalten und Helligkeit auf 100 % setzen. Helligkeitsübergangszeit: 10 ms/%.
  • beim Ausschalten der Szene: ausschalten. Helligkeitsübergangszeit: 10 ms/%.
• Szene 2
  • beim Einschalten der Szene: einschalten und Helligkeit auf 10 % setzen. Helligkeitsübergangszeit: 200 ms/%.
  • beim Ausschalten der Szene: ausschalten. Helligkeitsübergangszeit: 200 ms/%.

Szene 1 entspricht nun dem Tagmodus und Szene 2 dem Nachtmodus. Das Umschalten der Szenen kann Tastenbetätigungen zugeordnet werden: beispielsweise schaltet eine kurze Betätigung Szene 1 um und eine doppelte Betätigung Szene 2.

Ausgangskanäle mit automatischem Einschalten

Verfügbar ab Firmware 2.9.0 Jeder Ausgangssteuerkanal besitzt einen zusätzlichen Kanal zum automatischen Einschalten. Er entspricht dem normalen Kanal, schaltet aber beim Schreiben eines Werts größer als null zusätzlich den zugehörigen Ausgang ein.

Verhalten:

• Schreiben von > 0 — schaltet den Ausgang ein und setzt den geschriebenen Wert;
• Schreiben von 0 — schaltet den Kanal aus oder setzt seinen Pegel ebenso wie der normale Kanal zurück;
• Lesen liefert den aktuellen Wert des entsprechenden Parameters.

Kanäle mit automatischem Einschalten sind für Szenarien und externe Integrationen hilfreich: Ein Befehl stellt den gewünschten Pegel ein, ohne den Kanal durch einen separaten Schreibzugriff auf das Coil-Register einzuschalten.

Safety Mode

Safety Mode kann einen Prozess stoppen, wenn die Kontrolle über das Modul verloren geht, beispielsweise durch ein durchtrenntes RS-485-Kabel. Berücksichtigen Sie einen Kommunikationsausfall bei der Auslegung von Steuerungssystemen.

Der Safety-Mode-Timer startet nach jeder erfolgreich empfangenen und verarbeiteten Modbus-Anfrage neu. Nach Ablauf der eingestellten Zeit wechselt das Modul in Safety Mode; nach Wiederherstellung der Kommunikation wird der Normalbetrieb fortgesetzt. Der Standardwert beträgt 10 Sekunden.

Jeder Ausgang hat einen konfigurierbaren sicheren Zustand und kann so eingestellt werden, dass er diesen bei Kommunikationsausfall annimmt.

Das Verhalten der Eingangssteuerung lässt sich konfigurieren:

• Do not block — die konfigurierte Eingangssteuerung bleibt verfügbar.
• Block in Safety Mode — die Eingänge können die Ausgänge während des Sicherheitsbetriebs nicht steuern.
• Allow only in Safety Mode — die konfigurierte Eingangssteuerung ist nur in Safety Mode verfügbar, nicht im Normalbetrieb.

Ausgangszustände beim Einschalten

Wählen Sie für jeden Kanal sein Verhalten beim Einschalten:

• Ausschalten — danach kann der Kanal mit dem zugehörigen Schalter oder durch Ändern des Pegels von 0 % auf N % eingeschaltet werden;
• Restore previous state — stellt den Kanalzustand vor dem Spannungsverlust wieder her;
• On;
• Pegel setzen — schaltet den Kanal ein und stellt den vorgegebenen Pegel ein. 0 % schaltet den Kanal aus; eine Änderung von 0 % auf N % schaltet ihn ein.

Modbus-Betrieb

Wiren Board-Geräte verwenden Modbus RTU. Die physische Verbindung erfolgt über die RS-485 Schnittstelle.

-Schnittstelle. Alle wesentlichen Befehle zum Lesen und Schreiben eines oder mehrerer Register werden unterstützt. Die Liste finden Sie in der Beschreibung des Modbus-Protokolls.

Das Modul kann konfiguriert werden:

• in der Weboberfläche des Wiren Board-Controllers;
• mit dem Webkonfigurator für Wiren Board-Geräte;
• mit Software von Drittanbietern.

Standard-Porteinstellungen

In aktueller Firmware ist die Einstellung Stoppbits optional: Das Gerät funktioniert auch dann korrekt, wenn sich seine Anzahl der Stoppbits von der Einstellung des Modbus-Masters unterscheidet.

Für eine schnellere Reaktion empfehlen wir, die Baudrate auf 115200 bit/s zu erhöhen; siehe Einstellungen der Kommunikationsparameter.

Modbus-Adresse

Jedes Gerät am Bus muss eine eindeutige Adresse von 1 bis 247 haben. Die werkseitig zugewiesene Adresse ist auf Etiketten am Gehäuse aufgedruckt (Deckel, Seite oder Unterseite). Geräten einer Produktionscharge werden unterschiedliche Adressen zugewiesen, sodass Geräte einer Bestellung üblicherweise verschiedene Adressen haben.

Anleitungen zum Ermitteln, Ändern oder Zurücksetzen der Adresse finden Sie unter Modbus-Adresse von Wiren Board-Geräten.

Sanfte Pegeländerung aus der Ferne

Verfügbar ab Firmware 2.9.0

Ohne diese Funktion muss der Master für eine sanfte Fernsteuerung alle paar Millisekunden einen neuen Pegel in das Register schreiben. Dies erhöht den RS-485-Busverkehr und verlängert den Abfragezyklus der anderen Geräte. Mit Auto-Change schreibt der Master die Aktion einmal in ein Modbus-Register. Das Modul ändert den Pegel danach selbst periodisch, wie beim Gedrückthalten eines lokalen Tasters.

Werte des Aktionsregisters:

• 0 — stufenlose Anpassung stoppen;
• 1 — Pegel verringern;
• 2 — Pegel erhöhen;
• 3 — abwechselnd den Pegel verringern und erhöhen. Die anfängliche Richtung ist der letzten lokalen langen Betätigung dieses Kanals entgegengesetzt.

Die sanfte Änderung endet bei 1 % oder 100 %, beim Ausschalten des Kanals über sein Coil-Register oder wenn eine Lichtszene den Pegel dieses Kanals ändert. Beim Anhalten setzt das Modul das Aktionsregister auf 0 zurück.

Die Anpassungsgeschwindigkeit folgt der lokalen Einstellung für die Aktionswiederholung des Tasters, die auch die Anpassung bei gehaltenem Eingang bestimmt.

Fast Modbus-Erweiterung

Fast Modbus erweitert den Standard Modbus um die schnelle Erkennung von Wiren Board-Geräten an RS-485 und die Ereignisabfrage.

Diese Funktionen werden durch einen speziellen Befehl des Masters aktiviert, sodass Wiren Board-Geräte mit Geräten anderer Hersteller kompatibel bleiben.

Nicht jedes Register unterstützt die Erzeugung von Ereignissen. Prüfen Sie die Registertabelle: Ereignisfähige Register sind mit ⚡ gekennzeichnet. Siehe Fast Modbus.

Modbus-Registertabelle

Firmware-Aktualisierungen und Zurücksetzen der Einstellungen

Wiren Board-Geräte unterstützen Firmware-Aktualisierungen über Modbus. Damit lassen sich Fehler am Installationsort beheben und, soweit technisch möglich, neue Funktionen hinzufügen. Im Gerät gespeicherte Einstellungen bleiben bei einer Firmware-Aktualisierung erhalten.

Anleitungen:

• Firmware-Aktualisierung ()
• Einstellungen zurücksetzen
• Einstellungen der Verbindungsparameter
• Modbus-Adresse: ermitteln, zurücksetzen oder ändern
• Bootloader aktualisieren

Neue Firmware-Versionen sind im Firmware-Änderungsprotokoll des Geräts aufgeführt.

Bekannte Probleme

Hardware-Revisionen

Abbildungen und Zeichnungen

• 
  Platine des Steuermoduls WB-MAO4, Version 2.0
• 
  Gesamtabmessungen