VMOD ETH - 8R VMOD USB - 8R

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1 VMOD ETH - 8R VMOD USB - 8R Unter Windows XP, Vista oder Windows 7 8 UM-Relais sicher über Ethernet oder USB fernsteuern Neue Midi-Serie Stand: Seite 1

2 Persönliche Sicherheit Ihre Sicherheit ist uns sehr wichtig! Installieren Sie daher Komponenten immer nur bei ausgeschalteten Geräten. Trennen Sie zur Sicherheit alle Kabel, bevor Sie Geräte öffnen, umbauen oder erweitern möchten. Zum Schutz vor ESD entladen Sie sich bitte erst an Gegenständen mit niederohmigen Erdpotential vor Berührung von Komponenten und/oder Gehäusen/Teilen. Sind Sie mit Installationen und Inbetriebnahmen nicht vertraut, dann lassen Sie bitte, in Ihrem eigenen Interesse, die Installation einen ausgebildeten Techniker bzw. Fachmann durchführen. Dies gilt ebenso für nachträgliche Erweiterungen, Reparaturarbeiten und/oder Umbauten. Copyright / Urheberrechte Alle Rechte vorbehalten. Alle erwähnten Produkt- und Firmennamen sind Marken der jeweiligen Eigentümer und werden hiermit anerkannt. Irrtum, Druckfehler und Änderungen vorbehalten. Kein Teil dieser Dokumentation darf in irgendeiner Form kopiert werden, oder bedarf im Ausnahmefall unserer schriftlichen Genehmigung. Bestimmungsgemäße Verwendung Dieses Produkt ist Teil eines Systems, welches in der industriellen Automatisierung Einsatz findet. Das Produkt wird in einem EMV-getesteten Gehäuse eingebaut, programmiert und mit anderen Mess- und Steuerungseinheiten über abgeschirmte Kabel verbunden. Aus Sicherheits- und Zulassungsgründen (CE) ist das eigenmächtige Umbauen und/oder Verändern des Produktes nicht erlaubt. Eine andere Verwendung, als die im ersten Satz beschriebene, ist nicht erlaubt. Sicherheitshinweise Bei Schäden, die durch Nichtbeachtung dieser Anleitung verursacht werden, erlischt der Garantieanspruch. Für Folgeschäden, sowie bei Sach- und Personenschäden, die durch unsachgemäße Handhabung oder Nichtbeachten der Schicherheitshinweise verursacht werden, übernehmen wir keine Haftung. Produktsicherheit Beachten Sie vor Montage und Inbetriebnahme die Bedienungsanleitung der Geräte, die an dieses Produkt angeschlossen werden sollen. Bitte kontaktieren Sie uns falls Sie Zweifel haben, damit wir mit Ihnen eine ordnungsgemäße Installation bzw. Inbetriebnahme durchführen können. Beachten Sie dazu alle unsere Sicherheitsregeln, die Sie auf unserer Webseite (Rubrik FAQ) einsehen und ausdrucken können. Link: Technische Angaben Dieses Dokument ist keine endgültige Fassung, da auf Grund neuer Erkenntnisse und Neuentwicklungen, sowie neuer Richtlinien, Gesetze und/oder Vorschriften, Änderungen erfolgen können. Die Firma KOLTER ELECTRONIC behält sich das Recht vor, Änderungen an ihren Produkten und Dokumenten jederzeit vorzunehmen, die der technischen Weiterentwicklung und/oder Verbesserung dienen können. Diese Änderungen werden nicht notwendigerweise in jedem Einzelfall dokumentiert. Für etwaige technische Fehler, sowie für die Richtigkeit aller in dieser Dokumentation gemachten Angaben, übernehmen wir keine Haftung. Sämtliche Inhalte, Angaben, Daten und Zahlen sind sorgfältig ermittelt und nach bestem Wissen und Gewissen zusammengestellt - bleiben jedoch unverbindlich. Für Druckfehler, Richtigkeit und Genauigkeit wird keine Gewähr oder Garantie übernommen. Betreffend VDE, EMV und weiterer Schutzmaßnahmen (TAB, UVV) verweisen wir auf unser technisches Handbuch mit dem Titel: Aufbaurichtlinien und allgemeine Informationen zur EMV-gerechten Inbetriebnahme. Sollten Sie noch Fragen haben, die in dieser Anleitung nicht beantwortet werden, so wenden Sie sich bitte direkt an uns, oder an den technischen Kundendienst, woher Sie das Produkt erworben haben. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Seite 2

3 Technische Daten zum Modul - 8x Relais, einzeln isoliert, je 2 Ampere (125/25 VA) mit UM-Kontakt - Hohe Eigensicherheit: Schaltzustand readout über Relais-Zweitkontakt - Manipulationsschutz: Modulfreigabe über Passwort möglich - 4:1 Wide-DC/DC-Wandler Spannungsversorgung Volt - Leerlaufstrom bei 24 Volt = 68mA / alle Relais ON = 159 ma - Spannungsversorgung mit galvanischer Trennung und EMI-Filter - Selbst-rückstellbare Sicherung (Polyswitch) mit Verpolungsschutz - WDC TimeOut-Schutzfunktion enable/disable (DIP-Schalter 1) - WatchDog einstellbar für 10 oder 100 Sekunden (DIP-Schalter 2) - Power-, Link-, 8x Relais-, und Time-Out Status-LED - USB oder Ethernet IEEE 802.3,10/100Base-T, RJ-45 Anschluss - IP-Adresse kann fest zugeordnet werden - Unter Windows 7 bis zu 255 Module an einem PC einsetzbar - 64 KB Flash-Mikroprozessor für weitere Ausbaumöglichkeiten - 16pol. IDC-Stecker, optional für abgesetzte LED-Anzeigen - Solide Schraubklemmen-Stecker (von Phoenix Contact) - Leiterplatte, Schalt-Relais und Steckverbinder mit UL-Approbation - Hohe Isolation und geringes Übersprechen durch großzügiges Layout - Temperaturbereich Betrieb: Grad Celsius (andere Temperaturbereiche auf Anfrage) - rel. Luftfeuchtigkeit während Betrieb: < 95%, nicht kondensierend - wahlweise Fertigung in bleifrei RoHS-konform, oder mit Pb (Sn63Pb37) - Modulgröße: 125 x 143 x 50 mm - Einbaulage: vertikal oder horizontal Technische Daten zum Relais - Schaltstrom 2 Ampere, 3 Ampere Dauer (Transportstrom) - Schaltleistung 125/25 VA* siehe Datenblatt - Spulenspannung 5 Volt - Kontaktmaterial AgNi/Au (5µm) - Un 125 VAC Nennspannung - Us 250 VAC Schaltspannung - 1,5 kv Spannungsfestigkeit - Prüfspannung 1 kv Spule-Kontakt - Schaltzyklen Anprech.-/Rückfallzeit 6.0/2.0 ms - Relais-Schutzart RT III - Relais Zulassungen: UL, CSA, GOST Seite 3

4 Beschreibung Modul-Varianten Das VModul wird in zwei unterschiedlichen Bestückungsvarianten für Ethernet oder USB angeboten. Die Bezeichnungen lauten dazu: VMOD-ETH-8R oder VMOD-USB-8R Relais-Funktion Das 8-fach Relais-Modul verfügt über je 2 Ampere Doppelkontakte. Pro Relais ist ein UM-Kontakt über den grünen Phoenix-Contact Stecker zugängig. Der zweite Relais-Kontakt wird der Schaltung, zur Erhöhung der Eigensicherheit, wieder intern rückgeführt, sodass der Schließer-Zustand per Software Bit-weise von jedem Relais zurückgelesen werden kann. Da der Rechner selbst nach einem kompletten Reset den Relais-Zustand des Moduls wieder einlesen kann, sind sehr sichere Applikationen realisierbar die sonst nur teuren High-End-Systemen vorbehalten waren. LED-Anzeige Jeder aktive Relais-Zustand wird mit einer grünen LED unter dem jeweiligen Relais angezeigt. Neben einer grünen Power-LED, welche ebenso die richtige Grundinitialisierung des Prozessors signalisiert, dient eine zusätzliche STS-LED (Status/Link-LED) der Übertragungskontrolle von korrekt empfangenen Daten. Eine rote Time-Out-LED gibt zudem Auskunft über den zuschaltbaren WatchDog-Timer, falls dessen Zeitfenster überschritten wurde. WatchDog und Rückfallebene DIP-Schalter Nr.1 = ON schaltet den WachtDog ein. Mit DIP-Schalter Nr.2 = ON/OFF wird das Time-Out Zeitfenster auf 10 oder 100 Sekunden voreingestellt. Wird das Zeitfenster überschritten, da keine Befehle mehr an das Modul abgesetzt werden (bsp. PC-Absturz), erfolgt unter Anzeige der roten LED ein Reset des Moduls unter Rücksetzen aller Relais in einen stromlosen Zustand. Wird die WatchDog-Funktion nicht mit DIP-Schalter 1 aktiviert, bleibt die Programmierung der Relais auch nach einem PC-Reset voll erhalten. Dies kann bei manchen Anwendungen sehr wichtig sein, die nicht durch einen Rechner-Reset oder Ausfall verändert bzw. unterbrochen werden dürfen. RESET Das Modul führt bei Zuschaltung der Versorgungsspannung automatisch einen Reset mit anschließender Selbstdiagnose durch. Ein manueller RESET erfolgt bei Betätigung der roten Drucktaste. Schnittstelle Die Datenübertragung erfolgt bei beiden Modul-Varianten seriell mit kbaud, 8 Bit, 1 Stop-Bit. Ein virtueller COM-Port wird dazu im Windows-Gerätemanager mit einem Treiber installiert, so dass serielle Daten, wie über eine herkömmliche RS232 COM-Schnittstelle, kommunizieren können. Versorgungsspannung Die Spannungsversorgung erfolgt beim Ethernet-VModul über einen galvanisch getrennten und EMIgefilterten 4:1 DC/DC-Wandler. Eine Polyswitch-Sicherung mit Verpolungsschutz verhindert Kurzschluss oder falsche Polung. Die USB-Variante erhält ihre Spannungsversorgung direkt über das USB-Kabel. Der USB-Anschluss (PC-seitig) muss für 500 ma Stromentnahme fähig sein. Isolierung Alle Relais sind auf diesem Modul bis zu 48 Volt einsetzbar und somit unterhalb der Niederspannungsrichtlinie anwendbar. Sämtliche Relais sind zum Rechner hin ausreichend mit 1,5 mm Leiterbahnabstand (Kriechstrecke) galvanisch getrennt. Dennoch wird die Isolierung konservativ als (FELV-Isolierung) bezeichnet. Die kleinste Kriechstrecke stellt der Steckverbinder dar. Alle Schaltkontakte wurden unmittelbar 1:1 und ohne weitere Schaltungsmaßnahmen (wie Filter oder Snubber) an die Steckleiste geführt. Seite 4

5 Remote - Befehle Die serielle Kommunikation erfolgt mittels kurzer ASCII Text-Strings in Klartext. Somit ergeben sich vielfache Anwendungsmöglichkeiten durch diverse Laborsoftware, welche herkömmliche COM-Schnittstellen z.b.: als RS232 unterstützen, ohne weitere Treiber und/oder einzubindende Bibliotheken mühsam einzupflegen. Ebenso sind Programmierungen in Visual-BASIC, Delphi, Visual C++, sowie mit anderen Compilern oder Hochsprachen möglich, welche die Windows-API nutzen bzw. die Einbindung von COM-Ports zulassen. Die USB-Variante verwendet dazu einen virtuellen COM-Port-Treiber der Firma FTDI, die Ethernet-Variante einen XPort re-direct COM-Treiber von LANTRONIX. Folgende Direkt-Befehle sind für beide Module verfügbar:? Alle Relais dezimal zurücklesen ( ) s 1..8 r 1..8 Relais setzen Relais rücksetzen 0 Alle Relais sofort AUS b i x v h d c ESC g 1..8 t Relais-Wert als Byte übergeben alle Relais invertieren Modul-Test mit Rückmeldung Versionsnummer ausgeben Hilfe-Text ausgeben DIP-Schalter 1..4 rücklesen Copyright ausgeben Neustart (RESET) Get Relais Einzel-Status (als ASCII-Zeichen 1 oder 0 zurück) Status von allen Relais (als ein Char-Zeichen (0..255) zurück) Beispiel zum EIN-Schalten von Relais 3 Starten Sie z.b. ein Terminal-Programm. Senden Sie als erstes Zeichen s gefolgt von Zeichen 3. Die offene Kommunikation basiert bei allen anderen Befehlen ähnlich. Hinweis: Alle Doppelbefehle müssen zur Sicherheit mit Pausen von min. 10 ms übertragen werden. Lesebefehle geben die empfangenden Daten als ASCII-Zeichen (in Klartext) oder Char-Zeichen (value = ) zurück. Die Kommunikation erfolgt bei allen Übertragungen (ob bei USB oder Ethernet) mit kbaud. Da bei beiden Modellen der gleiche µprozessor verwendet wird, ist die Syntax identisch. Alle Anwendungen können ihre Daten somit unabhängig als serielle Kommunikation über den jeweiligen Windows-Treiber tunneln. Seite 5

6 Sicherheit Bei diesem Produkt wurden zusätzliche Sicherheitsmechanismen eingeplant, damit ein reibungsloser Dauerbetrieb möglich wird und Fremdmanipulation weitgehend ausgeschlossen werden kann. Modul-RESET Bei Zuschaltung der Spannungsversorgung veranlasst die interne RESET-Schaltung einen sicheren Kaltstart, ohne diffuse Schaltzustände an den Relais-Ausgängen. Die Schaltung besitzt zusätzlich einen RESET-Taster, um diesen Betriebszustand manuell zu betätigen. Nach einem RESET werden interne Prüfroutinen durchlaufen, welche mit Blinken der LEDs angezeigt werden. Die grüne LED zeigt dem Nutzer, dass dieser Prozess positiv durchlaufen wurde. Die gelbe LED blinkt, wenn Daten empfangen wurden. PC-RESET Bei einem Rechner-RESET (bei bereits eingeschaltetem PC) führt diese Aktion keine Veränderung am Modul aus. Änderungen der Schaltzustände können nur durch eine gezielte Programmierung mit der richtigen Baudrate und Syntax vollzogen werden. Somit werden betriebssystemabhängige Überprüfungen an COM-Schnittstellen erfolgreich vom Modul ignoriert. WatchDog Die zuschaltbare WatchDog-Funktion (Dip-Schlter 1 = ON) ermöglicht ein eigenständiges Abschalten sämtlicher Relais, wenn ein bestimmter Zeitpunkt (Time-Out) überschritten wurde. Der interne Zähler wird bei Übertragung von Daten immer rückgesetzt, so dass kein Time-Out eintritt. Stürzt der Computer oder die Anwendung ab, werden keine Daten mehr an das Modul abgesetzt. Nach wahlweise 10 oder 100 Sekunden (Dip-Schalter 2 = OFF/ON) erfolgt dann automatisch ein Time-Out mit anschließendem Modul-RESET. Das Erreichen bzw. Überschreiten des Time-Out-Zählers wird durch Blinken der roten LED angezeigt. Passwort (Modul-Freigabe) Diese Funktion erlaubt den weiteren Zugriff erst durch Eingabe eines gültigen 8-Zeichen Passworts. Das Passwort kann nur von uns (Hersteller) fest in den µprozessor programmiert werden. Passwort (Ethernet XPort einrichten) Da alle Parameter der Ethernet-Schnittstelle über einen HTML-Browser definiert werden, kann der unerlaubte Zugriff durch Eingabe eines Log-In Passwort geschützt werden. Die Eingaben zum XPort Modul müssen nur einmalig am Computer erfolgen. Ein Re-Director Treiber (Windows Software von Lantronix ) ermöglicht den Zugriff anschließend über einen virtuellen COM-Port des Windows-Gerätemanagers. Kontakt-Schleifenüberwachung Mit dieser Schaltung wird der Zweitkontakt von jedem Relais wieder dem µprozessor rückgeführt. Durch Abfrage des Eingabe-Registers kann der jeweilige Schaltzustand zuverlässig ermittelt werden. Diese Funktion kann auch nach einem Absturz und Neustart des Computers ausgeführt werden, um die letzte Schalterstellung zu ermitteln bzw. im Programm zu verarbeiten. Die Spannungsversorgung darf dabei jedoch nicht unterbrochen werden, da sonst ein Modul-RESET alle Relais automatisch rücksetzt. Polyswitch-Sicherung Je nach Bestückung (USB oder Ethernet) schützt eine automatische Sicherung vor Kurzschluss. Sollte der unwahrscheinliche Fall eines Kurzschlusses eintreten, stellt sich die Sicherung nach einer kurzen Dauer von ca. 30 Sekunden selbst zurück, so dass keine Sicherung gewechselt werden muss. Das Modul ist dazu von der Stromversorgung zu trennen, damit sich die dieser Zustand einstellt. Eine Schutzdiode dient zusätzlich als Verpolungsschutz. Im Falle einer Verpolung löst somit lediglich die Polyswitch-Sicherung aus. Galvanische Trennung Alle Relais sind untereinander und von der restlichen Schaltung isoliert. Im Ethernet-Betrieb isoliert zusätzlich ein DC/DC-Wandler die gesamte Stromversorgung. Seite 6

7 Übersicht - Hardware Kontroll-LED zu jedem Relais EMI-Filter DC/DC-Wandler Klemme für Relais Klemme für Relais Relais mit UM-Kontakt Time-Out LED Status LED für Data-Link Power-On LED Init o.k. Spannungsversorgung bei Ethernet-Betrieb Volt DC RESET manuell Ethernet LAN-Buchse 10/100 Mbit 3,3 Volt Stabi bei Ethernet-Betrieb µprozessor Seite 7

8 Steckerbelegung Relais Anschluss Relais-Kontakt Relais 1 - COM Relais 1 - NC Relais 1 - NO Relais 2 - COM Relais 2 - NC Relais 2 - NO Relais 3 - COM Relais 3 - NC Relais 3 - NO Relais 4 - COM Relais 4 - NC Relais 4 - NO Relais Anschluss Relais-Kontakt Relais 5 - COM Relais 5 - NC Relais 5 - NO Relais 6 - COM Relais 6 - NC Relais 6 - NO Relais 7 - COM Relais 7 - NC Relais 7 - NO Relais 8 - COM Relais 8 - NC Relais 8 - NO Erläuterung: Relais - Kontakt COM NO NC = Common = Normaly Open = Normaly Close COM NC NO (stromloser Zustand) Seite 8

9 Ethernet - Version USB - Version Spannungsversorgung bei Ethernet - Version - GND + Vcc Volt DC Erde Pinbelegung RJ45 Pin Signal 1 TX_D1+ 2 TX_D1-3 RX_D2+ 4 BI_D3+ 5 BI_D3-6 RX_D2-7 BI_D4+ 8 BI_D4- Ethernet-Buchse Seite 9

10 Ethernet Besonderheiten Minimaler technischer Aufwand, um ein elektronisches Gerät an das Internet anzubinden Remote Steuerung und Überwachung von Geräten Echtzeit-Gerätestatus per Alarm 256-bit AES Verschlüsselung zur sicheren Kommunikation EMC/EMI-konform; RoHS-konform Alles, was Sie brauchen - alles in einem einzigen RJ45-Gehäuse XPort reduziert die Komplexität - Vernetzungsfähigkeit in ein Produkt einzubauen - indem die ganze, benötigte Hardware und Software in einer einzigen Embedded Lösung zusammengefasst wird. Trotz seiner kompakten From vereint er alle wichtigen Features für eine Netzwerkanbindung, einschließlich eines 10Base-T/100Base-TX Ethernet Anschluss, eines erprobten Betriebssytems, eines embedded Webservers, -Warnungen, eines vollen TCP/IP Protokoll- Stacks und 256-bit AES Verschlüsselung zur geschützten Kommunikation. Integriertes Netzwerk-Kommunikationsmodul XPort wird mit unserem DSTni Netzwerkprozessor SoC betrieben, welcher ein 10/100 MAC/PHY und 256 KB SRAM beinhaltet. Es weist als Besonderheit einen eingebauten Webserver zur Kommunikation mit einem Gerät über einen Standard Internet-Browser auf. Webfähigkeit kann zur Fernkonfiguration, zum Echtzeit Monitoring oder zur Fehlersuche verwendet werden. Der XPort hat 512 KB integriertes Flash für Webseiten und Software- Upgrades. Er ist als Co- Prozessor, der Netzwerkaktivitäten optimiert, ausgelegt und erlaubt dem Hauptprozessor bei maximaler Effektivität zu arbeiten. Robustes und reichhaltiges Softwarepaket: XPort entbindet Sie von der Notwendigkeit, sich mit der Komplexität des Transmission Control Protocols (TCP) oder des Internet Protocols (IP) zu befassen.der Windows basierte Device- Installer macht die Konfiguration eines oder mehrerer WiPorts in einem Unternetz schnell und einfach. Features/Spezifikationen Serielles Interface Interface CMOS (Asynchron, 5V Tolerant) Datenraten 300 bps bis 921,600 bps Zeichen 7 oder 8 Bits Parity gerade, ungerade, ohne Stop Bits 1 oder 2 Steuersignale DTR/DCD, CTS, RTS Flow Control XON/XOFF, RTS/CTS Programmierbarer I/O 3 PIO pins (Software auswählbar) Netzwerk Interface Interface Ethernet 10Base-T or 100Base-TX (Auto-Erkennung) Anschluss RJ45 Protokolle TCP/IP, UDP/IP, ARP, ICMP, SNMP, TFTP, Telnet, DHCP, BOOTP, HTTP, und AutoIP Verbindungs- & Aktivitätsindikator - Voll/halb duplex Verwaltung: SNMP, Telnet, serial, interner Web Server und Microsoft Windows -basiertes utility zur Konfiguration Sicherheit: Passwortschutz, Optionale 256-bit AES Rijndael Verschlüsselung Interner Web Server Speicherfähigkeit Architektur CPU Speicher Firmware Erweiterter Temperaturbereich Kommerzielle Temperatur Lagerung Abmessungen 384KB für Webseiten Basiert auf der DSTni-EX enhanced 16-bit, 48MHz oder 88MHz, x86 Architektur 256KB SRAM und 512KB flash Upgradefähig über TFTP und seriell -40 bis 85 C (-40 bis 185 F) 0 bis 70 C (32 bis 158 F) -40 bis 85 C (-40 bis 185 F) 33.9 x x 13.5mm (1.33 x 0.64 x 0.53 in) Treiber & Software unter: Seite 10