Встраиваемые модули Modbus Опции

[Sergey379]

Добрый день,

разрабатываю оборудование для автоматизации зданий для распределенных систем. Протокол обмена - Modbus RTU, шина RS-485. Исполнение корпуса как в приложенном изображении, монтруется в обычную стенную электрокоробку. Спектр устройств широкий, от димеров и твердотельных реле, до комнатных сенсоных панелей управления. Прошу помочь оценить перспективу таких устройств на базе протокола Modbus. Найдут ли они свою нишу на современном рынке автоматизации зданий, в том числе в составе крупных проектов? Возможно более перпесктивно использовать другие протоколы, например CAN или KNX? Но с KNX например, проблема в больших инвестициях, пока получишь сертифицированное устройство.

Для примера опишу в кратце возможности 4 канального модуля - 1 диммер + 3 твердотельных реле.
* Нагрузка на канал 300Ватт.
* Диммирирование люминисцентных и ЛЕД ламп.
* Электронная защита от КЗ и превышения тока с возможностью задавать время отключения.
* Отдельная защита каждого канала от перегрева с возможностью задавать время отключения и и измерение температуры каждого канала.
* Гальваническая развязка высоковольтной части от низковольтной части. Гальванически развязанное низковольтное питание каждого канала.
* Гальванически развязанный RS-485 с отдельным питанием шины.
* ESD защита RS-485, питания и входов.
* 2 цифровых входа.
* Относительно большой набор команд и статусных переменных.

Прикрепленные файлы

 module.jpg ( 463,04 килобайт ) Кол-во скачиваний: 57

 

[Sergey379]

Добрый день,

разрабатываю оборудование для автоматизации зданий для распределенных систем. Протокол обмена - Modbus RTU, шина RS-485. Исполнение корпуса как в приложенном изображении, монтруется в обычную стенную электрокоробку. Спектр устройств широкий, от димеров и твердотельных реле, до комнатных сенсоных панелей управления. Прошу помочь оценить перспективу таких устройств на базе протокола Modbus. Найдут ли они свою нишу на современном рынке автоматизации зданий, в том числе в составе крупных проектов? Возможно более перпесктивно использовать другие протоколы, например CAN или KNX? Но с KNX например, проблема в больших инвестициях, пока получишь сертифицированное устройство.

Для примера опишу в кратце возможности 4 канального модуля - 1 диммер + 3 твердотельных реле.
* Нагрузка на канал 300Ватт.
* Диммирирование люминисцентных и ЛЕД ламп.
* Электронная защита от КЗ и превышения тока с возможностью задавать время отключения.
* Отдельная защита каждого канала от перегрева с возможностью задавать время отключения и и измерение температуры каждого канала.
* Гальваническая развязка высоковольтной части от низковольтной части. Гальванически развязанное низковольтное питание каждого канала.
* Гальванически развязанный RS-485 с отдельным питанием шины.
* ESD защита RS-485, питания и входов.
* 2 цифровых входа.
* Относительно большой набор команд и статусных переменных.

Прикрепленные файлы

 module.jpg ( 463,04 килобайт ) Кол-во скачиваний: 57

 

[shula638]

работал с шнайдером, сименсом и овеном протокол как протокол нехуже ине лучше других.
Если можеш опиши болееподробно хотябы чей сей девайс

[Sergey379]

Если можеш опиши болееподробно хотябы чей сей девайс

Эти девайсы мы разрабатываем сами, поэтому и хочу оценить перспектвиность выбора протокола Modbus для моих устройств, спросив совета у практикующих людей.

[Сергей Валерьеви...]

А документацию можно глянуть? или ссылку на ваш сайт.
Можно в личку, мыло указано

Сообщение отредактировал Сергей Валерьевич - 20.1.2012, 12:50

[Sergey379]

А документацию можно глянуть? или ссылку на ваш сайт.
Можно в личку, мыло указано

Документации готовой нет, могу например показать набор комманд для 4 канального силового модуля.

Прикрепленные файлы

 Dimmer_SSR_4.doc ( 88,5 килобайт ) Кол-во скачиваний: 33

 

[Сергей Валерьеви...]

вообще то эту ветку можно к автоматчикам перевести...

[Rapid]

Modbus RTU подразумевает 1 мастера, который опрашивает всех остальных и делает это в цикле постоянно. Т.е. чем больше устройств и переменных, тем тормознутее вся система. На практике это означает - нажал выключатель, подождал 3-5 секунд, свет загорелся. Про диммер вообще молчу.
По факту 300-500 переменных в сети это уже беда, а не умный дом, и скоростью обмена тут ничего не решается.
Вот если б это всё на modbus/tcp сидело, да с двумя RJ45 в каждом девайсе, чтоб значит звезду не городить. Тогда да, бесплатные драйвера на modbus в каждом утюге, куча всевозможных OPC серверов, простой вобщем то протокол и проч., короче плюсов у Modbus много.

[poludenny]

+100

Modbus RTU для зданий не покатит

[Demus]

Тоже стараюсь сразу преобразовать в modbus tcp. А цена такого приборчик ориентировочно какая выходит?

Сообщение отредактировал Demus - 20.1.2012, 23:00

[Sergey379]

По факту 300-500 переменных в сети это уже беда, а не умный дом, и скоростью обмена тут ничего не решается.

Значит узкое место - это архитектура протокола клиент-сервер, а также низкая скорость шины. Если предположить, что каждый модуль будет иметь Ethernet порт, то скорости в этой сети выше, тем самым можно решить проблему тормознутости в определенных масштабах. При это Modbus TCP останется клиент-серверным протоколом, что все равно будет грузить сеть и ОРС сервер. Наверное было бы хорошо, если бы каждый модуль с Ethernet портом мог бы работать и как подчиненный мастеру и самостоятельно передавать мастеру данные по необходимости в зависимости от ситуации. При чем в одной Ethernet сети могли бы работать как чистые подчиненные модули так мультимастера. Но тогда это уже будет не Modbus TCP, а что то другое. Если сохранить полную совместимость с Modbus TCP, то возможно от такой архитектуры была бы польза.

Вот если б это всё на modbus/tcp сидело, да с двумя RJ45 в каждом девайсе, чтоб значит звезду не городить.

На счет двух RJ-45 в таком маленьком модуле, то это трудно в плане места. При этом еще надо Ethernet трансформаторы ставить, контроллер мощнее и т.д. В плане места, наверное, тогда уж лучше сделать двухпортовый оптический Ethernet порт, для daisy chain подключения. Может использовать гибридную схему Modbus TCP и Modbus RTU, как на приложенном изображении, чтобы сохранить миниатюрность устройств и низкую цену. Идея в том что, сегментировать Modbus RTU сеть на небольшие фрагменты, в которых не будет тормозов, а связь до мастера за пределами этого сегментя пойдет по Modbus TCP через прозрачный шлюз. Modbus TCP - Modbus RTU. Это шлюз будт просто транслировать адреса и данные в обоих направлениях. При этом количество Modbus адресов в сети увеличивается до 65536.

Тоже стараюсь сразу преобразовать в modbus tcp. А цена такого приборчик ориентировочно какая выходит?

Цена прибора, описанного в начале с 4 силовыми выходами около 160 евро.

Сообщение отредактировал Sergey379 - 21.1.2012, 17:53

Прикрепленные файлы

 modbus_gate.jpg ( 18,51 килобайт ) Кол-во скачиваний: 7

 

[Karrimdra]

Цена прибора, описанного в начале с 4 силовыми выходами около 160 евро.

По моему дорого.

[vladun]

Ага, Пиксель с ГОРАЗДО бОльшими возможностями, пусть и более "крупный" стоит дешевле на много

[Sergey379]

По моему дорого.

Много защитных функций реализовано от этого цена. Думаю, что в случае реальных продаж цена могла бы опустится до 120 Евро. Но пока трудно говорить о точной цене.
Например, одноканальный диммер с темеже функциями защиты мог бы стоить где-то 80-90 Евро.

[Sergey379]

Ага, Пиксель с ГОРАЗДО бОльшими возможностями, пусть и более "крупный" стоит дешевле на много

Если бы было столько места в корпусе сколько у Пикселя, то цена была бы думаю раза в 2 меньше.
Проекты разные, где-то размер и место имеют критичное значение.

[vladun]

Согласен, но все равно, цена за 100 Евро - некомильфо в данном случае.... ИМХО.

[Sergey379]

Согласен, но все равно, цена за 100 Евро - некомильфо в данном случае.... ИМХО.

Ваше мнение для меня о цене очень важно. Возможно многое стоит упростить, чтобы цена была конкурентной. Сейчас в устройстве многие парамаетры обеспечены с большим запасом..

[vladun]

посмотрите у китайцев, если у них что -то подобное есть - не стоит придумывать колесо...
это ушлые ребята...

[Hatoy]

а вот и пример http://www.elinc.ru/03040100.html
кстати лишние каналы у них отключаются для ускорения обмена.

Вообще топология "шина" для умного дома - это зло. Постоянно что-то меняется и прикручивается на ходу. Поэтому интерфейс должен позволять свободную топологию, а это уже не про модбас.

Сообщение отредактировал Hatoy - 22.1.2012, 10:59

[Sergey379]

а вот и пример http://www.elinc.ru/03040100.html
кстати лишние каналы у них отключаются для ускорения обмена.

Спасибо за ссылку, очень интерсно было увидеть эти девайсы. Однако спектр устройств ограничивается низковольными модулями В-В. А если сравнить по сложности цифровые входы-выходы с высоковольтным силовым модулем, то второй гораздо сложнее. И не смотря на то что это Китай, цены далеко не низкие. Средняя цена под 100Евро. У нас похожие модули дороже бы не получились.

Я не давно искал на Китайском рынке один товар, с целью покупать его дешевле, чем в Европе. Обыскал пол Китая, и убедился, что их цены уже приближаются к европейским, разница небольшая около 30%, с учетом транспорта еще меньше. А если искать еще и качественное, то оно там стоит столько же сколько и в Европе. Но может это только на один вид товара. Мне вообще кажется, что в Китае надувается пузырь и их экономика скоро перегреется. Так что не думаю, что стоит хоронить сразу проект при слове Китай.

[Sergey379]

Хотелось бы узнать как интекграторы видят гипотетическую идеальную систему автоматизации крупных зданий. Какой должен быть протокол, физическая среда, программатура для программитрования логики и создания визуализации. Предполагаю, что ответ мог бы быть, типа идеального ничего не бывает и под каждую задачу хорош свой инструмент. Но то что сейчас есть на рынке для автоматизации крупных зданий, действительно ли это все решено так что, ни убавить не прибавить. Может уже есть какя-то тенденция к развитию, которая напрашивается, витает в воздухе, и требует чтобы ее реализовали? Но послкольку, сфера автоматизации это консервативная машина, то быстро это не происхдит. Например, мне видется, что среда программирования и отображения визуализации должна быть кроссплатформенной на базе вэб технологий. Чтобы работала на всех платформах от Андроида до Виндов. Примерно тоже со средой программрования логики.

[Karrimdra]

Спасибо за ссылку, очень интерсно было увидеть эти девайсы. Однако спектр устройств ограничивается низковольными модулями В-В. А если сравнить по сложности цифровые входы-выходы с высоковольтным силовым модулем, то второй гораздо сложнее. И не смотря на то что это Китай, цены далеко не низкие. Средняя цена под 100Евро. У нас похожие модули дороже бы не получились.

Я не давно искал на Китайском рынке один товар, с целью покупать его дешевле, чем в Европе. Обыскал пол Китая, и убедился, что их цены уже приближаются к европейским, разница небольшая около 30%, с учетом транспорта еще меньше. А если искать еще и качественное, то оно там стоит столько же сколько и в Европе. Но может это только на один вид товара. Мне вообще кажется, что в Китае надувается пузырь и их экономика скоро перегреется. Так что не думаю, что стоит хоронить сразу проект при слове Китай.

А вы не пробовали запросить стоимость производства вашего устройства в китае или гдето там? прямо сих аналогами ваших чипов и корпусом. Сразу былабы видна разница. Думаю она составит не 30%.
Проект возможно хоронить не стоит, но БиллиГейтсом с него врядли станеш.
На счет большой защищенности вы что имеете в виду? гальванические развязки или ещё чтонибудь? IP какой?
Диммер это фазовое регулирование?

[Гость_vlad1974_*]

Для примера опишу в кратце возможности 4 канального модуля - 1 диммер + 3 твердотельных реле.
* Нагрузка на канал 300Ватт.
* Диммирирование люминисцентных и ЛЕД ламп.
* Электронная защита от КЗ и превышения тока с возможностью задавать время отключения.
* Отдельная защита каждого канала от перегрева с возможностью задавать время отключения и и измерение температуры каждого канала.
* Гальваническая развязка высоковольтной части от низковольтной части. Гальванически развязанное низковольтное питание каждого канала.
* Гальванически развязанный RS-485 с отдельным питанием шины.
* ESD защита RS-485, питания и входов.
* 2 цифровых входа.
* Относительно большой набор команд и статусных переменных.

Для такого набора защитных функций цена 160 евро совсем даже не заоблачная. Вопрос, нужны ли они все?
Например, защита от КЗ с возможностью задавать время отключения? Как часто у нас происходит КЗ в светильниках? У меня ни разу не было. С температурной защитой тоже, на мой взгляд, некоторый перебор. Развязка гальваническая тоже не факт, что нужна (кроме РС-485)... Если убрать это всё, сколько будет стоить такой модуль?

[Sergey379]

А вы не пробовали запросить стоимость производства вашего устройства в китае или гдето там?

Еще не время. Но думаю конечно дешевле. Будет за счет чего снизить цену в будущем.

Проект возможно хоронить не стоит, но БиллиГейтсом с него врядли станеш.

Плох тот программист, ктоторый не мечтает стать Билли Гейтсом

На счет большой защищенности вы что имеете в виду? гальванические развязки или ещё чтонибудь? IP какой?

В превую очередь это гальванические развязки основного питания, RS-485, низковольного питания всех 4 каналов, второе это защита всех входов от электростатики и других подобных высоковолтных всплесков. Далее, для защиты каждого силового канала от КЗ и перегрузок по току, кроме контроллера, работает отдельная схема с логикой - таймер, компаратор. Поэтому если заглючит контролер, независимая схема защиты обеспечит защиту. Выходные транзисторы IGBT, с током 10А и напряжением пробоя 1,2КВ. Приняты серьезные меры по снижению выделений тепла(ведь это все внутри маленькой коробочки), для этого применеы специальные скоростные драйвера силовых транзисторов. Сразу так все и не вспомню. Но это наверное процентов 90%, того что я подразумевал под большой защищеностью.

Диммер это фазовое регулирование?

Да, но алгоритм не стандартный, что позволяет регулировать электронные баласты плавно.

Сообщение отредактировал Sergey379 - 22.1.2012, 18:34

[Sergey379]

Для такого набора защитных функций цена 160 евро совсем даже не заоблачная. Вопрос, нужны ли они все?
Например, защита от КЗ с возможностью задавать время отключения? Как часто у нас происходит КЗ в светильниках? У меня ни разу не было. С температурной защитой тоже, на мой взгляд, некоторый перебор. Развязка гальваническая тоже не факт, что нужна (кроме РС-485)... Если убрать это всё, сколько будет стоить такой модуль?

Эти модули я планировал использовать не только в светотехнике а например для приводов. Допустим простейшее, привод защитных жалюзи. Если произошло превышение по току в рабочем интервале, то это значит, что что-то подклинило и дальнейшее включение нагрузки может либо что-то сломать, либо спалить привод. С моим модулем можно задать время отключения - бесконечность, что означает, что только оператор может включить нагрузку после осмотра места. Такого вида алгоритмы возможны и для температуры. Мониторится каждый канал.
А вот если все это убрать то цена процентов на 30-40% будет ниже. Но надо ли это. Автоматизация дело не дешевое. Экономить на защите, чтобы потом ехать в какой-то регион за 1000км менять по гарантии что-то?

[Гость_vlad1974_*]

А вот если все это убрать то цена процентов на 30-40% будет ниже. Но надо ли это. Автоматизация дело не дешевое. Экономить на защите, чтобы потом ехать в какой-то регион за 1000км менять по гарантии что-то?

КЗ в нагрузке вряд ли можно признать гарантийным случаем.
Возможно, имеет смысл рассмотреть несколько вариантов таких модулей? С защитой и без...

Сообщение отредактировал vlad1974 - 22.1.2012, 18:53

[Sergey379]

КЗ в нагрузке вряд ли можно признать гарантийным случаем.
Возможно, имеет смысл рассмотреть несколько вариантов таких модулей? С защитой и без...

Наверное, вы правы. Поскольку 30-40% в общей сумме это могут быть существенные деньги.

[Karrimdra]

Еще не время. Но думаю конечно дешевле. Будет за счет чего снизить цену в будущем.

Сергей, я в ваше профиле координат не нашёл. У меня в профиле есть, кинте вашу почту, у меня есть идеи как раз в этом разрезе над которыми я сейчас думаю, пообщаемся? может точки соприкосновения найдем.

Просто сделать обвязку прибора не особо сложно, нужна суть прибора которая будет продаватся. У меня вроде такая суть назрела, готов поделиться и продвигать в массы если что.

Просто отдельных модулей щас масса, они уже на рынке, ими уже пользуются, ими уже привыкли пользоваться, перестроить людей на новые приборы сложно, а при относительно равных стоимостях практически не возможно.
А у меня вроде как зарадилась идея, в ещё не до конца сформированном секторе, и с немного другим коленкором)

PS если что у меня там сайт указан в профиле. Шлите на любое мыло этого сайта, например на info@сайт

[ManMadeGod]

Имел счатсье работать с такими девайсами: http://www.barix.com/X8/491/

Набор функций другой, а проблемы будут те же. Для начала, в таком форм-факторе очень сложно монтировать. Маленькие недуобные клеммы не позволяют применять нормальные провода с наконечниками, например, очень сложно запихать даже 2х0,5 во вход для RS485. Остальные провода - не лучше. Если нагрузка 300 Вт, то провода будут по 1,5 квадрата минимум - влезут без проблем?

modbus RTU дает неприятные задержки уже при пяти-шести приборах, потому что опрашивающий девайс вряд ли потянет опрос чаще, чем в 30-40 мс, если таких модулей хотя бы 10, а скорость работы рядом с силовыми сетями ой как вряд ли будет 115200 кбит/с, то после нажатием на кнопку перед включением света проходит 0,5-1 с. Это ужасно бесит в реальной жизни. Поэтому если уж ориентироваться на открытые протоколы, modbus tcp, наверное, подойдет лучше, хотя для автоматизации зданий в силу большого количества данных и их относительно редкого изменения намного удобнее протоколы без циклического опроса и мультимастерные сети. Modbus TCP это типа как позволяет реализовать, потому что по одному виртуальному порту в каждый момент времени связываются только два устройства, но это все через одно место и, по большому счету, противоречит стандарту.

Интереснее было бы подобное устройство видеть с более традиционными входами для датчиков, бывает нужнее. Там и защит меньше нужно, и высокого напряжения нет рядом.

[Sergey379]

Для начала, в таком форм-факторе очень сложно монтировать. Маленькие недуобные клеммы не позволяют применять нормальные провода с наконечниками, например, очень сложно запихать даже 2х0,5 во вход для RS485. Остальные провода - не лучше. Если нагрузка 300 Вт, то провода будут по 1,5 квадрата минимум - влезут без проблем?

Проверил низковольтный разъем, влезло легко 6 оголенных проводов от витой пары. На 0.5 не было под рукой. На высоковолтном разъеме стоит пружинный разъем Wago на 2,5 квадрата. Я думаю работать с такими разъемами будет удобно. Предполагаю, что для 12В питания можно отдельно ставит разъем больше, чтобы влезала пара проводов на 0.5 квадрата с обжимкой.

modbus RTU дает неприятные задержки уже при пяти-шести приборах, потому что опрашивающий девайс вряд ли потянет опрос чаще, чем в 30-40 мс, если таких модулей хотя бы 10, а скорость работы рядом с силовыми сетями ой как вряд ли будет 115200 кбит/с, то после нажатием на кнопку перед включением света проходит 0,5-1 с. Это ужасно бесит в реальной жизни. Поэтому если уж ориентироваться на открытые протоколы, modbus tcp, наверное, подойдет лучше, хотя для автоматизации зданий в силу большого количества данных и их относительно редкого изменения намного удобнее протоколы без циклического опроса и мультимастерные сети. Modbus TCP это типа как позволяет реализовать, потому что по одному виртуальному порту в каждый момент времени связываются только два устройства, но это все через одно место и, по большому счету, противоречит стандарту.

Вот этот вопрос меня и мучает. Исходя из Вами сказанного, у меня возникает два варианта решения. Первое, это использовать CAN шину c CANopen, там мультимастерность заложена. Второе, это использовать Modbus TCP в сети Ethernet, позволив работать в одной сети без конфликтов как устройствам с "читсым" Modbus TCP протоколом, так и устройствам с модифицированным протоколом в режиме мультимастер. Но в этом случае хорошо бы стандартизовать мультимастерность(а также комбинированную схему) через оффициальную организацию Modbus.

Интереснее было бы подобное устройство видеть с более традиционными входами для датчиков, бывает нужнее. Там и защит меньше нужно, и высокого напряжения нет рядом.

Я начал со сложного модуля. Планируются и все стандартные модули ВВ, для решения большинства задач автоматизации.

[Rapid]

Думаю, если есть возможность делать на IP, то надо делать.
Преимуществ вагон - хотя бы то, что никаких доп.интерфейсных плат не требуется (ни программисту, ни пользователю). Сетевуха есть в любом компе. Компьютерная сеть всё-равно всегда поднимается в любом умном доме, и даже если это WiFi - шлюзануться не долго. Да и ваши устройства на WiFi можно впоследствии зацепить, пусть даже в других габаритах.

Вот уже делают например http://www.globalcache.com/products/itach/wf2ccspecs/ стоит 240? (на кабель 190?).
Но там некий свой протокол и своя среда разработки.