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Wasserstoffperoxiddampf-Sonden und Modbus-Kommunikation

Video zur Installation der HPP270 Sonde mit Modbus
Joni Partanen
Joni Partanen
Product Engineer
Published: Apr 21, 2021
Industrielle Fertigung und Prozesse
Industrielle Messungen
Life-Science
In diesem Videoblog zeigt Joni Partanen, Product Engineer, wie die HPP270 Sonde für verdampftes Wasserstoffperoxid mithilfe eines Modbus-Protokolls angeschlossen wird. Modbus ist ein Kommunikationsprotokoll. Es dient zur Übertragung von Informationen über serielle Datenverbindungen zwischen elektronischen Geräten. Das Gerät, das Daten anfordert, wird als Modbus-Master, und die Geräte, die Daten bereitstellen (in diesem Fall die HPP270 Sonde), als Modbus-Slaves bezeichnet.
 

 
Bearbeitetes Transkript:
 
Die HPP272 Sonde von Vaisala kann über die digitale Kommunikation von Modbus RTU kommunizieren. Wenn Modbus für Sie neu ist, können Sie sich in diesem Video über den Einstieg informieren. Sie benötigen ein USB-Kabel, um mit der Sonde und der Vaisala PC-Software Insight zu kommunizieren. Dieses Kabel kann auch zum Demonstrieren und Testen des RS485-Kommunikationsprotokolls eingesetzt werden, auf dem Modbus RTU basiert.
 
Wir verwenden einen PC mit installierter Insight Software, verkabeln und schließen unsere Sonde an. Die Insight Software erkennt die Sonde automatisch. Aber zuerst suchen wir den COM-Anschluss, an den diese Sonde angeschlossen ist.
 
Öffnen Sie den Geräte-Manager in Windows, und suchen Sie die Anschlüsse unter COM und LPT. Dort finden Sie das Vaisala Gerät. In der Konfiguration meines Computers ist es COM 11. Sie haben wahrscheinlich einen anderen COM-Anschluss. Wir benötigen auch unsere Bedienungsanleitung zur HPP270 Sonde. Jetzt brauchen wir ein Programm, das das Modbus-Protokoll nutzt, um mit der Sonde zu kommunizieren. Die Tools, die wir in diesem Video besprechen, finden Sie auf der Seite modbus.org/ unter Technische Ressourcen.
 
Sie können selbst entscheiden, welches Tool Sie letztendlich verwenden. Ich verwende das modpoll-Tool. Dies ist ein befehlszeilenbasierter Modbus-Mastersimulator und -Testdienstprogramm. Ich habe dieses Programm bereits auf meinem Computer installiert. Wenn Sie in einem Eingabeaufforderungsbildschirm „modpoll -h“ eingeben, wird ein Hilfeabschnitt angezeigt. Jetzt verweise ich auf meine HPP270 Bedienungsanleitung.
 
Ich erstelle die Kommunikationseinstellungen. In meiner Eingabeaufforderung gebe ich „modpoll“, dann „-m rtu“ und „-a“ als Adresse ein. Die Standardadresse der Sonde lautet 240.  Jetzt passe ich die Parität an. Die Standardparität ist gerade, aber dieses Modbus-Protokoll verwendet tatsächlich keine. Also ändern wir das und geben „-p none“ ein. Wir stellen dann die Stoppbit „-s 2“ ein. Und um  die  Register zu überprüfen, die wir auslesen möchten, kehren wir zur HPP270 Bedienungsanleitung zurück.
 
Hier liegt ein Vorteil beim Modbus-Protokoll: Mit Analogausgängen können nur zwei Werte ausgegeben werden. Wie Sie der Adresszuordnung in unserer Bedienungsanleitung entnehmen können, stehen in der HPP270 Sonde viele verschiedenste Parameter zur Verfügung.  Lesen wir also  mehrere  Werte aus.
 
Wir beginnen mit dem Register eins „-r 1“. Wir lesen sechs Werte „-c 6“ aus. Dies sind Gleitkommazahlen, also „-t 4:float“. Wir lesen jetzt Halteregister aus (das Modbus-Protokoll definiert ein Halteregister als 16 Bit breit).
Nun geben wir den richtigen COM-Anschluss ein (in diesem Fall COM11).
 
Jetzt haben wir einige Werte, aber noch nicht alle. Wir sehen, dass das dritte Register einen Wert für die Temperatur angibt. Der Grund, warum wir noch nicht alle Werte haben, ist, dass sich die Sonde derzeit im Reinigungsmodus befindet. Woher wissen wir das? Wir können diese Informationen auch mit Modbus und unserer Bedienungsanleitung von der Sonde abrufen.
 
Ausgehend von Register 513 in der Bedienungsanleitung unter dem Abschnitt: Modbus-Statusregister. Weil wir hier ganzzahlige Werte auslesen wollen und das erste Register 16 Bit ist, aber das zweite und dritte Register 32 Bit sind.
Mit diesem Befehl sehen wir also, dass es eine Art Benachrichtigung gibt. In der Bedienungsanleitung gehen wir zu Tabelle 17 – Fehlercodes 0203 (hex 32 Bit), um herauszufinden, worüber uns das Register 516 informiert. Und wir erkennen, dass eine Reinigung im Gange ist. Wir warten, bis der Reinigungsvorgang abgeschlossen ist, und können dann die anderen Werte auslesen.
 
HINWEIS: Es dauert ungefähr vier Minuten, um einen Sondenreinigungsvorgang abzuschließen. Die Sondenreinigung wird mindestens alle 24 Stunden der Einschaltdauer empfohlen, auch wenn die Sonde nicht kontinuierlich H2O2 ausgesetzt ist. Bei Bedarf kann der Reinigungsvorgang jederzeit mit der Vaisala Insight Software, Modbus (im digitalen Modus) oder Pin 5 am M12-Stecker (im analogen Modus) ausgelöst werden.
 
Nachdem die Reinigung abgeschlossen ist, können wir die Messwerte auslesen. In der Bedienungsanleitung wenden wir uns Abschnitt A.4.1 – Messdatenregister (Tabelle 13) zu, in dem wir die Registernummer der Maßeinheit zuordnen.
 
In Register 1 beträgt verdampftes Wasserstoffperoxid 7,985 ppm. Register 3 zeigt, dass die relative Sättigung 16,107 beträgt. Register 5 gibt eine Temperatur von 24,64 °C an. Register 7 informiert, dass die relative Feuchte derzeit der relativen Sättigung von 15,91 %rF entspricht. In Register 9 beträgt der absolute Wasserstoffperoxidwert 11 mg/m3, und Register 11 zeigt die Taupunkttemperatur des Gemisches bei −1,9 °C. Dies sind nützliche Parameter …
 
Das Modbus-Protokoll ist sehr praktisch, da Sie alle diese Parameter digital abrufen können. Der nächste Schritt wäre die Implementierung dieser Kommunikation in Ihrem speicherprogrammierbaren Steuerungssystem (SPS) oder einem anderen Steuerungssystem. Ich empfehle, dass Sie die Modbus-Kommunikation mit der HPP270 Sonde in Betracht ziehen, da Sie damit den Reinigungsvorgang steuern und alle erforderlichen Parameter und Statussignale von der Messsonde abrufen können.
 
Wenn Sie Fragen haben, hinterlassen Sie diese in den Kommentarangaben unten. Oder kontaktieren Sie uns …
In unserem nächsten Videoblog erfahren Sie, wie Sie die HPP270 Sonde mit analoger Kommunikation verbinden.

Webinar: Modbus 101

Digitale Kommunikation mag kompliziert, kostspielig und schwierig zu implementieren klingen.  In diesem Webinar geben unsere Expert*innen eine Einführung in das Modbus-Protokoll und gehen auf folgende Fragen ein:

  • Was bedeutet digitale Kommunikation?
  • Wie unterscheidet sich digitale Kommunikation von Analogausgängen?
  • Was sind die Vorteile digitaler Kommunikation gegenüber Analogausgängen?
  • Wie gelingt der Einstieg?

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Joni Partanen

Joni Partanen

Product Engineer

Joni Partanen ist Product Engineer bei Vaisala. Sein Aufgabenbereich umfasst Messgeräte zur Messung von Feuchte und Taupunkt. Er verfügt über mehr als 14 Jahre Erfahrung in Messtechnik und -geräte der Prozessindustrie. Joni Partanen hat einen Bachelor of Engineering in Automationstechnik.

Comment

Hannah Sparks

Apr 23, 2021
How do you output data from Modpoll to .csv or .xlsx file?

Janice Bennett-Livingston

May 21, 2021
Thank you for your question! Joni will reach out to you by email.

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