WB-MCM8

Verwendungszweck

WB-MCM8 ist ein achtkanaliges Digitaleingangs- und Impulszählermodul. Seine Eingänge verarbeiten potenzialfreie Kontakte und Open-Collector-Signale von Tastern, Reedkontakten und ähnlichen Geräten zur Zustandsüberwachung und Betätigungszählung. Das Modul kann außerdem Impulse von Wasser-, Strom- und Gaszählern zählen. Bis zu drei Quadraturgeber können angeschlossen werden, davon höchstens zwei mit ABZ-Schnittstelle.

Bei Tastern kann das Modul vier Tastendruckmuster unterscheiden und die entsprechenden Ereignisse über Modbus an einen Controller senden: kurz, lang, doppelt sowie kurz gefolgt von lang.

Technische Daten

Funktionsprinzip

Anzeige

• S (grün) zeigt die Modbus-Kommunikation an. Sie leuchtet, wenn Niederspannung anliegt, und blinkt, während das Gerät über RS-485 abgefragt wird. Bei aktivierten Fast Modbus-Ereignissen blinkt sie häufiger, da die Ereignisabfrage schneller ist als die sequenzielle Abfrage. Im Bootloader-Modus blinkt sie einmal pro Sekunde und während des Firmware-Uploads schnell.
• 1–7 (orange) zeigen den Eingangszustand an: Eine LED leuchtet, solange ihr Eingang geschlossen ist. Eingang 8 hat keine eigene Anzeige.

Eingänge

Jeder Eingang arbeitet als Eingang für einen potenzialfreien Kontakt. Durch Verbindung mit iGND wird er aktiviert. Bei Eingang eines Impulses leuchtet die entsprechende LED, der Eingangszustand ändert sich und der Betätigungszähler dieses Eingangs wird erhöht. Die 32-Bit-Betätigungszähler werden im nichtflüchtigen Speicher gespeichert.

Das Debounce Time (ms) kann für jeden Eingang separat eingestellt werden. Im Modus Count and frequency measurement misst der Eingang zusätzlich die Impulsfrequenz. Die maximale Messrate von 3.1 kHz ist bei einer Entprellzeit von 0 ms verfügbar.

Erkennung von Tastendruckmustern

Die Tastendruckerkennung ist aktiv, wenn ein Eingang auf Counting and press detectioneingestellt ist. Das Modul erkennt kurze, lange, doppelte sowie kurze gefolgt von langen Tastendrücken. Für jede Tastendruckart überträgt es einen separaten Zähler über Modbus, damit Controller-Regeln Ereignisse zuverlässig verarbeiten können. Die Erkennungszeiten sind konfigurierbar.

Installation

Allgemeine Empfehlungen

Montieren Sie WB-MCM8 auf einer standardmäßigen 35-mm-Hutschiene. Es belegt zwei Teilungseinheiten. Der Klemmenblock mit 3.5 mm Rastermaß und der Kennzeichnung V+ GND A B verbindet die Spannungsversorgung und den RS-485-Bus. Verwenden Sie eine korrekt verdrahtete RS-485-Hauptleitung mit geeigneter Terminierung. Wenn Geräte am Bus unterschiedliche Versorgungen verwenden, verbinden Sie ihre GND-Klemmen miteinander.

Ein Eingang wird durch Verbindung mit iGND aktiviert. Der Strom ist mit etwa 2 mA gering, sodass praktisch jeder Taster- oder Schaltertyp geeignet ist. Kabellänge und Querschnitt sind normalerweise nicht kritisch; in der Nähe von Leistungsleitungen wird jedoch ein verdrilltes Adernpaar empfohlen: ein Leiter für das Signal, der andere für iGND. Installieren und betreiben Sie das Modul innerhalb seiner angegebenen Umgebungs- und elektrischen Sicherheitsgrenzen.

Zähler und Taster anschließen

Das Beispiel zeigt zwei Wasserzähler mit potenzialfreiem Kontakt an den Eingängen 3 und 6 sowie einen Taster an Eingang 7. Bis zu acht Eingangsgeräte können angeschlossen werden. Soll die Wasserverbrauchsmessung zugleich einen Leckageschutz auslösen, verwenden Sie ein dafür vorgesehenes Leckage- und Wassersteuerungsmodul wie WB-MWAC.

Drehgeber anschließen

Verwenden Sie den Schaltplan und die Eingangszuordnung im folgenden Abschnitt Drehgeberbetrieb .

Konfiguration

Konfigurationsmöglichkeiten

Das Modul kann auf eine der folgenden Arten konfiguriert werden:

• In der Weboberfläche eines Wiren Board-Controllers unter Settings → Configs → Serial device driver configuration. Falls diese Einträge nicht verfügbar sind, prüfen Sie die aktuelle Zugriffsebene.
• Durch Schreiben der Modbus-Register des Moduls von der Controller-Konsole mit modbus-utils-rpc oder im modbus_client.
• Ohne Wiren Board-Controller mit dem Webkonfigurator für Wiren Board-Geräte oder einem anderen Modbus-Werkzeug auf einem Computer mit USB-RS-485-Adapter.

Fehlt eine hier beschriebene Einstellung, aktualisieren Sie die Modul-Firmware und die Controller-Software.

Eingangs-Betriebsart

Stellen Sie Mode für jeden Eingang separat ein:

• Count and frequency measurement ist für Wasser-, Strom- und Gaszähler sowie andere Geräte mit Impulsausgang vorgesehen. Dies ist die Standardeinstellung.
• Counting and press detection ist für Taster und Schalter vorgesehen.

In beiden Betriebsarten stellt das Modul Input X für den Eingangszustand bereit und erhöht Input X counter bei jedem Schließen. Wählen Sie für Taster die Tastendruckerkennung, damit Ereignisse sofort über Fast Modbus gemeldet werden. Im Frequenzmodus fragt der Controller den Eingang nacheinander mit anderen Busgeräten ab, sodass Zustandsänderungen später eintreffen können.

Count and frequency measurement

Das Modul meldet zusätzlich die Impulsfrequenz in Input X freq. Mit der standardmäßigen Entprelleinstellung zählt es Impulse bis 9 Hz. Setzen Sie Debounce Time (ms) auf 0, um die maximale Rate von 3.1 kHz zu erreichen.

Counting and press detection

Jedes erkannte Muster besitzt einen eigenen Zähler:

• Input X Single Press Counter — einzelne kurze Tastendrücke;
• Input X Long Press Counter — lange Tastendrücke;
• Input X Double Press Counter — doppelte kurze Tastendrücke;
• Input X Shortlong Press Counter — ein kurzer gefolgt von einem langen Tastendruck.

In diesem Modus wird keine Frequenz gemessen. Verwenden Sie in Automatisierungsregeln die Tastendruckzähler anstelle von Input X: Ein kurzer Tastendruck kann beendet sein, bevor der Controller den Zustand liest, während der Zähler das Ereignis festhält.

Verfügbare Einstellungen:

• Long Press Time (ms) unterscheidet lange und kurze Tastendrücke. Ein Tastendruck, der länger als dieser Wert dauert, gilt als lang; andernfalls als kurz.
• Second Press Waiting Time (ms) öffnet nach dem Loslassen eines kurzen Tastendrucks ein Erkennungsfenster. Ein zweiter Tastendruck innerhalb dieses Fensters erzeugt einen doppelten Tastendruck; andernfalls gilt der erste als einzelner.
• Debounce Time (ms) ist die Dauer, während der das Klemmensignal stabil bleiben muss, bevor der Erkennungsalgorithmus es akzeptiert. Verwenden Sie für Taster einen fünf- bis zehnmal kürzeren Wert als die Wartezeit für den zweiten Tastendruck.
• Polling period für jeden Tastendruckzähler sollte normalerweise auf Default bleiben, damit der Treiber die richtige Abfragemethode wählen kann.

Die Erkennung doppelter Tastendrücke verzögert die Meldung einzelner Tastendrücke. Bei dem standardmäßigen Fenster von 300 ms für den zweiten Tastendruck erscheint ein Kurzdrückereignis 300 ms nach dem Loslassen. Werden doppelte und kurze gefolgt von langen Tastendrücken nicht benötigt, setzen Sie die Wartezeit auf 0 ms, damit ein einzelner Tastendruck sofort nach dem Loslassen gemeldet wird.

Die Erkennung beginnt nach der Entprellung. Bei der standardmäßigen Entprellzeit von 50 ms werden Tastendrücke unter 50 ms ignoriert, und das Loslassen wird 50 ms nach dem physischen Loslassen erkannt. Wählen Sie den kürzesten Wert, der beim verwendeten Schalter Fehlauslösungen unterdrückt.

Entprellung

Jeder Eingang hat einen konfigurierbaren Debounce Time (ms) Filter. Der zulässige Bereich ist 0 bis 2000 ms; der Standardwert beträgt 50 ms.

Drehgeberbetrieb

WB-MCM8 unterstützt bis zu drei Quadraturgeber (Inkrementalgeber), davon höchstens zwei ABZ-Geräte. Dies können mechanische Drehknopfgeber beispielsweise zur Helligkeitsregelung oder präzise optische Geber zur Bewegungsüberwachung sein.

Ein Drehgeber erzeugt zwei Impulsfolgen A und B mit Phasenversatz. Die Impulszahl bestimmt das Ausmaß der Wellenbewegung, und das zuerst eintreffende Signal bestimmt die Richtung. Ein ABZ-Drehgeber ergänzt ein Z-Signal mit einem Impuls pro Umdrehung, sodass das Modul vollständige Umdrehungen zählen kann.

Jeder Drehgeber muss eine Eingangsgruppe auf einem einzelnen Klemmenblock verwenden. Ein ABZ-Gerät kann nur als Drehgeber 1 oder 2 zugewiesen werden. Nicht von Drehgebern verwendete Eingänge bleiben für gewöhnliche Impulszählung oder Tasterverarbeitung verfügbar.

Stellen Sie für jeden von einem Drehgeber verwendeten Eingang Debounce Time (ms)ein. Empfohlen werden 2–5 ms; verwenden Sie bei schneller Drehung 2 ms.

AB-Drehgeber

Ein AB-Drehgeber wird über drei Leitungen angeschlossen: A, B und GND. Die Wellenposition steht in Encoder X position von −2 147 483 648 bis 2 147 483 647 zur Verfügung. Beim Überlauf ändert sich das Vorzeichen, und die Zählung wird fortgesetzt. Der Positionskanal ist beschreibbar und kann daher auf einen gewünschten Wert initialisiert werden.

Viele mechanische Drehgeber besitzen außerdem einen Switch-Ausgang, der beim Drücken der Welle mit GND verbunden wird. Schließen Sie ihn an einen unbenutzten Eingang an und behandeln Sie ihn wie einen gewöhnlichen Taster.

ABZ-Drehgeber

ABZ-Drehgeber werden häufig zur industriellen Bewegungserfassung verwendet. Vier Leitungen werden mit A, B, Z und GND verbunden. Das Modul stellt zwei Datenkanäle und einen Konfigurationsparameter bereit:

• Pulses per revolution ist die Nennangabe des Drehgebers, beispielsweise 100 P/R oder 2000 P/R, und bestimmt den Winkelwert innerhalb einer Umdrehung.
• Encoder X angle meldet Wellenschritte und Richtung innerhalb einer Umdrehung. Beim Eintreffen eines Z-Impulses wird der Wert bei Drehung in steigender Richtung auf 0 zurückgesetzt oder bei Drehung in fallender Richtung gleich Pulses per revolution gesetzt.
• Encoder X revolutions meldet vollständige Umdrehungen. Bei jedem Z-Impuls erhöht oder verringert er sich je nach Richtung um eins.

Die Winkel- und Umdrehungskanäle sind beschreibbar und reichen von −32 768 bis 32 767. Beim Überlauf ändert sich das Vorzeichen, und die Zählung wird fortgesetzt.

Drehgeber konfigurieren

Die Drehgebereinstellungen befinden sich unter Encoders → Encoder 1, Encoder 2, Encoder 3. Wählen Sie einen Connection type:

• Not used — die Standardeinstellung; alle Eingänge arbeiten unabhängig in ihren gewählten Betriebsarten.
• 2 signals, AB — die ersten beiden Eingänge der Gruppe empfangen A und B; der dritte Eingang bleibt, soweit vorhanden, verfügbar.
• 3 signals, ABZ — der dritte Eingang empfängt Z; nur für Drehgeber 1 und 2 verfügbar.

Die individuelle Betriebsarteinstellung eines Eingangs hat keine Wirkung, solange dieser einem Drehgeber zugewiesen ist. Geben Sie für ABZ außerdem Pulses per revolutionein. Bleibt der Wert 0, kann Encoder X angle negativ werden, wenn die Welle eine Umdrehungsgrenze überschreitet.

Weboberfläche des Wiren Board-Controllers

Vorlage auswählen

Fügen Sie das Modul auf der Seite Devices des Controllers automatisch über die RS-485-Gerätesuche oder manuell durch Auswahl der Vorlage WB-MCM8 hinzu.

Werte anzeigen und das Gerät steuern

Die Weboberfläche zeigt vom Modul empfangene Werte an. Wählen Sie in den Geräteeinstellungen des wb-mqtt-serial Treibers, welche Kanäle angezeigt werden.

• Input 1 bis Input 8 zeigen die aktuellen Eingangszustände an und sind schreibgeschützt.
• Input 1 counter bis Input 8 counter zählen jedes Schließen gegen iGND in beiden Betriebsarten. Sie werden im nichtflüchtigen Speicher gespeichert und bleiben bei Aus- und Einschalten erhalten.
• Input X freq meldet die Frequenz in Hertz nur im Zähl- und Frequenzmodus. Standardmäßig wird dieser Kanal nicht abgefragt; aktivieren Sie die Abfrage bei Bedarf in den Geräteeinstellungen.
• Zähler für Tastendruckmuster stehen im Zähl- und Tastendruckerkennungsmodus zur Verfügung. Sie werden im flüchtigen Speicher abgelegt und bei Spannungsverlust zurückgesetzt.
• Encoder X position, Encoder X revolutions und die Encoder X angle erscheinen, wenn der entsprechende Drehgeber-Verbindungstyp aktiviert ist.
• Reset all counters löscht alle Input X counter Werte.

Modbus-Betrieb

WB-MCM8 verwendet Modbus RTU über RS-485. Es unterstützt die Standardbefehle zum Lesen und Schreiben eines oder mehrerer Register. Konfigurieren Sie es in der Weboberfläche des Wiren Board-Controllers, im Geräte-Webkonfigurator oder mit kompatibler Drittanbietersoftware.

Standardparameter des seriellen Ports

Mit aktueller Firmware kommuniziert das Modul auch dann korrekt, wenn seine Stoppbit-Einstellung von der des Modbus-Masters abweicht. Für eine schnellere Reaktion wird eine Datenrate von 115 200 bit/s empfohlen, sofern die Businstallation dies unterstützt.

Modbus-Adresse

Jedes Gerät an einer Leitung muss eine eindeutige Adresse von 1 bis 247 besitzen. Die werkseitige Adresse steht auf Etiketten am Gehäusedeckel, an der Seite oder an der Unterseite. Gemeinsam gelieferte Geräte erhalten normalerweise unterschiedliche werkseitige Adressen. Die Adresse kann mit Wiren Board-Controllerwerkzeugen oder kompatibler Modbus-Konfigurationssoftware ermittelt, geändert oder zurückgesetzt werden.

Fast Modbus-Erweiterung

Fast Modbus ergänzt Standard-Modbus um die schnelle Erkennung von Wiren Board-Geräten an einem RS-485-Bus und die Ereignisabfrage. Ein Master aktiviert die Erweiterung mit einem speziellen Befehl, sodass das Modul mit gewöhnlichen Modbus-Geräten anderer Hersteller kompatibel bleibt. Nur ausgewählte Register erzeugen Ereignisse; diese sind in der Registertabelle mit einem Blitzsymbol gekennzeichnet.

Registertabelle

Die WB-MCM8-Registertabelle in der installierten Gerätevorlage definiert alle aktuellen Werte, Zähler und Konfigurationsregister. Verwenden Sie die zur installierten Firmware-Version passende Vorlage.

Firmware-Aktualisierung und Zurücksetzen auf Werkseinstellungen

Die Firmware kann über Modbus aktualisiert werden, sodass Korrekturen und technisch kompatible Funktionen ohne Ausbau des Moduls bereitgestellt werden können. Im Gerätespeicher abgelegte Konfigurationen bleiben bei einer Firmware-Aktualisierung erhalten. Controllerwerkzeuge bieten außerdem Funktionen zum Zurücksetzen der Einstellungen, Ändern der Verbindungsparameter oder Modbus-Adresse und Aktualisieren des Bootloaders.

Bekannte Probleme

Prüfen Sie vor dem Einsatz die aktuellen Firmware-Versionshinweise auf bekannte Probleme, die die installierte Hardware-Revision betreffen. Halten Sie Firmware und Gerätevorlagen des Controllers aktuell.

Hardware-Revisionen

Die Hardware kann sich während der Produktlebensdauer ändern. Ermitteln Sie die auf dem Modul aufgedruckte Revision und berücksichtigen Sie revisionsspezifische Serviceinformationen beim Austausch von Geräten oder Vergleich der Klemmenanordnung.

Abmessungen