Thyracont VD12 User manual

VD12
Digitales Vakuum Anzeige-
und Regelgerät
Digital Vacuum Display
and Control Unit
Betriebsanleitung
Operating Instructions

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Inhalt
1Hinweise für Ihre Sicherheit....................................................... 3
2Das Anzeige- und Regelgerät VD12........................................... 4
2.1 Zur Orientierung...................................................................... 4
2.2 Lieferumfang........................................................................... 4
2.3 Produktbeschreibung .............................................................. 5
3Installation .................................................................................. 7
3.1 Hinweise zur Installation ......................................................... 7
3.2 Netzanschluss ........................................................................ 7
3.3 Transmitter-Anschluss RS485................................................. 8
3.4 Transmitter-Anschluss 0-10 V ................................................. 9
3.5 Schalt-Ausgänge ...................................................................10
3.6 USB-Anschluss......................................................................10
4Betrieb .......................................................................................11
4.1 Inbetriebnahme......................................................................11
4.2 Menu PRESSURE - Absolutdruckanzeige..............................12
4.3 Menu CHANNEL - Parameter und Funktionen .......................13
4.4 Menu SENSOR - Parameter und Funktionen .........................15
4.5 Menu RELAY - Schaltausgänge.............................................17
4.6 Menu COMMON - Anzeigeoptionen.......................................19
5Kommunikation .........................................................................20
5.1 Kommunikationsprotokoll .......................................................20
5.2 Befehlsübersicht ....................................................................21
6Wartung und Service.................................................................22
7Technische Daten......................................................................24
Konformitätserklärung ......................................................................25
Hersteller / Manufacturer:
Thyracont Vacuum Instruments GmbH
Max Emanuel Straße 10
D 94036 Passau
Tel.: ++49/851/95986-0
Fax.: ++49/851/95986-40
email: [e-mail]
Internet: http://www.thyracont.com

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1 Hinweise für Ihre Sicherheit
Lesen und befolgen Sie alle Punkte dieser Anleitung
Informieren Sie sich über Gefahren, die vom Gerät ausgehen und Gefahren, die von
Ihrer Anlage ausgehen
Beachten Sie die Sicherheits- und Unfall-Verhütungsvorschriften
Prüfen Sie regelmäßig die Einhaltung aller Schutzmaßnahmen
Installieren Sie das VD12 unter Einhaltung der entsprechenden Umgebungsbedin-
gungen; die Schutzart ist IP20, d.h. die Geräte sind geschützt gegen Eindringen von
Fremdkörpern
Beachten Sie beim Umgang mit den verwendeten Prozessmedien die einschlägigen
Vorschriften und Schutzmaßnahmen
Berücksichtigen Sie mögliche Reaktionen zwischen Werkstoffen und Prozessmedien
Berücksichtigen Sie mögliche Reaktionen der Prozessmedien infolge der
Eigenerwärmung des Produkts
Gerät nicht eigenmächtig umbauen oder verändern
Informieren Sie sich vor Aufnahme der Arbeiten über eine eventuelle Kontamination
Beachten Sie im Umgang mit kontaminierten Teilen die einschlägigen Vorschriften
und Schutzmaßnahmen
Legen Sie beim Einsenden des Gerätes eine Kontaminationsbescheinigung bei
Geben Sie die Sicherheitsvermerke an andere Benutzer weiter
Piktogramm-Definitionen
Gefahr eines elektrischen Schlages beim Berühren der
Kontakte
Gefahr von Personenschäden
Gefahr von Schäden an Gerät oder Anlage
Wichtige Information über das Produkt, dessen Handhabung
oder den jeweiligen Teil der Betriebsanleitung, auf den beson-
ders aufmerksam gemacht werden soll

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2 Das Anzeige- und Regelgerät VD12
2.1 Zur Orientierung
Diese Betriebsanleitung ist gültig für das Produkt mit der Artikelnummer
VD12S2.
Sie finden die Artikelnummer auf dem Typenschild. Technische Änderungen
ohne vorherige Anzeige sind vorbehalten.
2.2 Lieferumfang
Zum Lieferumfang gehören:
-VD12 Anzeige- und Regelgerät
-Netzkabel
-Gegenstecker f. Relaisausgang
-Befestigungsschrauben zur Schalttafelmontage (19"-System)
-Betriebsanleitung
Lieferbares Zubehör:
-Smartline Transmitter VSR, 1200 – 1x10-4 mbar
-Smartline Transmitter VSP, 1000 – 1x10-4 mbar
-Smartline Transmitter VSM, 1000 – 5x10-9 mbar
-Smartline Transmitter VSH, 1000 – 5x10-10 mbar
-Messkabel f. Smartline Transmitter 2m, W1515002
-Messkabel f Smartline Transmitter 6m, W1515006
-Analogline Transmitter VSP63MV, 1000 – 1x10-4 mbar
-Analogline Transmitter VSC43MV, 1400 – 1 mbar
-Messkabel f. Analogline Transmitter, 2m, W0606002
-Messkabel f. Analogline Transmitter, 6m, W0606006
-USB-Kabel zum PC-Anschluss, 2m, WUSB0002
-Windows-Software VacuGraph, VGR

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2.3 Produktbeschreibung
Das VD12 dient zum Anzeigen und Regeln von Absolutdruck in Verbindung mit
allen Thyracont Smartline Transmittern sowie mit Transmittern der Analogline mit
0-10V Ausgang.
Es können bis zu 2 Messkanäle gleichzeitig angezeigt und geregelt werden.
Über eine USB Schnittstelle lässt sich der Regler vom PC aus steuern.
1 LCD Graphikdisplay
2 Taste Menu
3 Taste Set
4 Pfeiltasten auf/ab
5 Netzschalter
6 Netzanschluss 95 – 265 VAC, 50/60 Hz
7 Signaleingang 0-10V für Analogline Transmitter (Kanal 1)
8 Signaleingang 0-10V für Analogline Transmitter (Kanal 2)
9 Anschluss RS485 für Smartline Transmitter
10 Relaiskontakte
11 USB Schnittstelle

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Bestimmungsgemäße Verwendung
Das VD12 dient in Verbindung mit Transmittern der Firma Thyracont zur
Messung und Regelung von Absolutdruck. Es darf nur an geeignete und hierfür
vorgesehene Komponenten angeschlossen werden.
Nicht bestimmungsgemäße Verwendung
Als nicht bestimmungsgemäß gilt der Einsatz zu Zwecken, die von oben
genannten abweichen, insbesondere:
-der Anschluss an Geräte oder Komponenten, die laut ihrer Betriebs-
anleitung hierfür nicht vorgesehen sind
-der Anschluss an Geräte, die berührbare, spannungsführende Teile
aufweisen.
Bei nicht bestimmungsgemäßem Einsatz erlischt jeglicher Haftungs- und
Gewährleistungsanspruch
Die Verantwortung im Zusammenhang mit den verwendeten Prozessmedien
liegt beim Betreiber.

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3 Installation
3.1 Hinweise zur Installation
Keine eigenmächtigen Umbauten oder Veränderungen am Gerät
vornehmen! Vor dem Anschließen der Spannungsversorgung da-
rauf achten, dass der auf dem Typenschild des VD12 angegebene
Spannungsbereich mit der örtlichen Netzspannung übereinstimmt.
Aufstellungsort: Innenräume
Für nicht vollklimatisierte Betriebsräume gilt:
Temperatur: +5°C ... +50°C
Rel. Luftfeuchte: 5 - 85%, nicht betauend
Luftdruck: 860 - 1060 hPa
3.2 Netzanschluss
Der Netzstecker darf nur in eine Netzsteckdose mit Schutzkontakt
eingesteckt werden. Hierzu sind 3-polige Netzkabel mit fachge-
rechtem Schutzleiteranschluss zu verwenden.
Netzanschlussbuchse:
5: Netzschalter
6: Netzanschluss

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3.3 Transmitter-Anschluss RS485
Das VD12 muss sich im ausgeschalteten Zustand befinden, wenn
Transmitter angeschlossen werden.
Nichtbeachten dieser Anweisung kann zu Schäden am Gerät füh-
ren.
An diesen Anschluss des Geräts können Thyracont Smartline-Transmitter für
Absolutdruck mit digitalem Signalausgang RS485 angeschlossen werden. Die
Transmitter werden vom VD12 mit Strom versorgt.
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SubD,
Pin 1:
Pin 2,3:
Pin 4:
Pin 5:
Pin 6-9:
Pin 10:
Pin 11:
Pin 12:
Pin 13-15:
15polig, männlich
do not connect
n.c.
Spannungsversorgung 24 VDC
Spannungsversorgung GND
n.c.
RS485 +
RS485 -
Shield
n.c.
Transmitter am digitalen RS485-Anschluss können beliebig den Kanalnummern
1 und 2 zugeordnet werden. Dazu befindet sich an den Transmittern ein Adress-
Schalter.
Sind auch analoge Transmitter-Anschlüsse belegt, so können die dort fest
zugeordneten Kanalnummern nicht mehr für Transmitter am RS485-Anschluss
verwendet werden (siehe Abschnitt 3.4).
Die Kommunikation über RS485 läuft gemäß Thyracont-Schnittstellenprotokoll.

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3.4 Transmitter-Anschluss 0-10 V
Das VD12 muss sich im ausgeschalteten Zustand befinden, wenn
Transmitter angeschlossen werden.
Nichtbeachten dieser Anweisung kann zu Schäden am Gerät füh-
ren.
An diesen beiden Buchsen des Geräts können Thyracont Analogline Transmitter
für Absolutdruck mit 0 - 10 V Signalausgang angeschlossen werden. Die
Transmitter werden automatisch erkannt und vom VD12 mit Strom versorgt.
Amphenol
Pin 1:
Pin 2:
Pin 3:
Pin 4:
Pin 5:
Pin 6:
C91E, 6pol, weiblich
Identifikation
n.c.
Signaleingang, 0-10V
GND
24 VDC, max. 8W
AGND
Für die beiden analogen Transmitter-Anschlüsse existiert eine feste
Kanalzuordnung zu Kanal 1 bzw. Kanal 2.
Ist also ein Analoganschluss belegt, so kann die betreffende
Kanalnummer nicht mehr für Transmitter am digitalen RS485-
Anschluss verwendet werden!
Beispiele:
Kanal 1: analog Kanal 2 kann digital belegt werden
Kanal 2: analog Kanal 1 kann digital belegt werden
Kanal 1, 2: analog keine digitalen Kanäle mehr verfügbar

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3.5 Schalt-Ausgänge
Beigelegten Gegenstecker zum Verdrahten verwenden.
Stecker nur in spannungsfreiem Zustand anschließen, anste-
cken oder abziehen.
Ausgänge mit max. 2 A / 45 VDC bzw. 4 A /250 VAC belasten.
Phoenix Combicon, 6polig
Darstellung der Kontakte in
Ruhelage, d.h. Schaltfunktion
"aus"
Zur externen Steuerung stehen die Schaltfunktionen des VD12 in Form von zwei
unabhängigen Relais-Schaltausgängen (Umschalter) SP1 und SP2 zur
Verfügung.
Die Schaltausgänge können den beiden Messkanälen frei zugeordnet oder auch
manuell gesteuert werden (vgl. Abschnitt 4.5).
3.6 USB-Anschluss
1:
2:
3:
4:
5:
Minibuchse Typ B
VCC, +5V
Data –
Data +
GND
GND
Der USB-Anschluss kann mit einem PC verbunden werden, um z.B. in Verbin-
dung mit der Windows-Software VacuGraphTM Messungen zu dokumentieren.
SP 1
SP 2

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4 Betrieb
4.1 Inbetriebnahme
Zunächst den oder die verwendeten Vakuumtransmitter an die entsprechenden
Signaleingänge RS485 bzw. 0-10V anschließen.
Die benötigten Steuerleitungen der Schaltausgänge sind entsprechend den
Anforderungen zu verkabeln.
Zuletzt das Netzkabel anstecken.
Nach dem Einschalten des Netzschalters führt das Gerät zunächst einen
Selbsttest durch und zeigt im Display die Versionsnummer der Gerätesoftware
an.
Anschließend werden die angeschlossenen Transmitter erfasst,
hierbei erscheint die Anzeige "scan".
Angeschlossene Transmitter werden nur beim Einschalten des
VD12 erkannt!
Das Gerät befindet sich nun im Anzeigemodus / Menu PRESSURE.
Falls der Regler –wie in Abschnitt 4.5 beschrieben- startaktiv konfiguriert wurde
(start active "on"), steuert das VD12 simultan mit der Anzeige der Druck-Istwerte
bereits die Relais-Schaltausgänge.
Tastenbeschreibung:
Menu-Auswahl (Umschalten auf das nächste Menu)
Start/Stop-Funktion für Regelung (s. Abschnitt 4.2)
Bestätigung eingestellter Werte und Umschalten auf die nächste
Eingabeposition (blinkend invers dargestellt)
Eingabewert inkrementieren
Eingabewert dekrementieren
set

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4.2 Menu PRESSURE - Absolutdruckanzeige
Im Anzeigemodus wird im Display der momentan gemessene Absolutdruck für beide
Kanäle dargestellt. Die Druckanzeige erfolgt oberhalb 1 mbar (Torr...) numerisch,
unterhalb in Exponentialdarstellung.
Darüber hinaus werden Reglerstatus (active/inactive) und Relaiszustände angezeigt,
letztere über die Ziffern 1 bis 2, wobei die Ziffern am unteren Display-Rand groß
dargestellt werden, sobald das zugehörige Relais eingeschaltet ist (im Bild: Regelung
gestoppt, beide Relais ausgeschaltet).
Menu-Auswahl (Umschalten zum nächsten Menu)
Im Menu PRESSURE kann mit der set-Taste die Regelung aktiviert bzw.
gestoppt werden.
set

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4.3 Menu CHANNEL - Parameter und Funktionen
Im Menu Channel werden neben Kanalnummer und Transmittertyp die jeweiligen
Parameter bzw. Funktionen angezeigt, welche die Messwertanzeige des Kanals
direkt beeinflussen.
Eingabe bzw. eingestellten Wert bestätigen und Umschalten zum
nächsten Parameter (blinkend invers dargestellt)
Eingabewert mit den Pfeiltasten (up/down) einstellen.
ch: Kanal auswählen
type: Transmittertyp (nicht editierbar)
corr: Gasart-Korrekturfaktor einstellen
Bei Totaldruck-Transmittern, die ein gasartabhängiges Messprinzip
verwenden, kann zur Anpassung der Druckanzeige ein Gasart-
Korrekturfaktor eingegeben werden. Dadurch wird im Bereich unter
0,1 mbar wieder eine korrekte Druckanzeige erzielt.
Der Wert des einzustellenden Faktors ist der Betriebsanleitung des
Transmitters oder geeigneter Fachliteratur zu entnehmen. Der Wer-
tebereich des Korrekturfaktors reicht von 0,20 bis 8,00.
Bei Kombisensoren werden separate Faktoren für beide Sensoren
eingegeben, der Sensortyp wird hinter dem Zahlenwert des Faktors
angezeigt, z.B. PI für Pirani, CC für Kaltkathode oder BA für Bayard
set

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Alpert (Heißkathode). Alternativ können Gasarten aus einer vordefi-
nierten Liste ausgewählt werden.
Zur Auswahl einer Gasart aus der vordefinierten Liste betätigen Sie
die "set" Taste, bis der Cursor in der Zeile "gas" blinkt.
Mit den Pfeiltasten kann ein entsprechendes Gas aus der Liste
ausgewählt werden.
Mit "set" bestätigen
Zum Einstellen benutzerdefinierter Korrekturfaktoren betätigen Sie
die "set" Taste, bis der Cursor in der Zeile "corr" blinkt.
Mit den Pfeiltasten kann der gewünschte Wert eingestellt werden.
Mit "set" bestätigen.
adjust: Transmitter nachjustieren
Die Transmitter sind ab Werk bei Versorgungsspannung 24V in
senkrechter Einbaulage, d.h. mit dem Flansch nach unten, abgegli-
chen.
Andere Einbaulagen, Einsatz unter anderen klimatischen Bedingun-
gen, extreme Temperaturschwankungen, Alterung oder
Verschmutzung können ein Nachjustieren erforderlich machen.
Bei den Transmittern VSM und VSH mit Kombisensoren betrifft
das Nachjustieren ausschließlich den Pirani-Sensor. Heiß- und
Kaltkathodensensoren werden nicht justiert.
Um optimale Ergebnisse beim Nachjustieren zu erzielen, emp-
fehlen wir vor jedem Abgleich eine Warmlaufphase von
mindestens 5 Minuten beim jeweiligen Kalibrierdruck zu beach-
ten. Beim Nullabgleich sollte der Ist-Druck kleiner 5,0x10-5mbar
sein.
set
set
set
set

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Zum Nachjustieren betätigen Sie die "set" Taste, bis der Cursor in
der Zeile "adjust" blinkt.
Zum Abgleich auf Atmosphärendruck Pfeil "up" drücken, es er-
scheint die Anzeige "Hi" bzw. der einzustellende Referenzwert für
den Atmosphärendruck.
Zum Nullabgleich Pfeil "down" drücken, es erscheint die Anzeige
"Lo".
Mit "set" bestätigen.
4.4 Menu SENSOR - Parameter und Funktionen
Im Menu Sensor werden Kanalnummer, Transmittertyp und die zugehörigen
Parameter bzw. Funktionen angezeigt, welche den Betrieb der Sensoren des
jeweiligen Transmitters steuern.
Eingabe bzw. eingestellten Wert bestätigen und Umschalten zum
nächsten Parameter (blinkend invers dargestellt)
Eingabewert mit den Pfeiltasten (up/down) einstellen.
HCSens/
CCSens: Ionisationssensor aktivieren/deaktivieren
Bei Totaldruck-Transmittern mit Kombisensorik kommt für den
Hochvakuumbereich ein Ionisationssensor (Heiß- oder Kaltkathode)
zum Einsatz.
set
set
set

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Bei bestimmten Prozess-Schritten kann es gewünscht sein, das von
der Transmitterelektronik automatisch gesteuerte Einschalten des
Ionisationssensors zu unterdrücken.
"off" kein Einschalten des Ionisationssensors
"on" automatisches Ein- und Abschalten
Bei deaktiviertem Ionisationssensor verhalten sich die Transmittert
VSM und VSH wie reine Pirani-Messumformer mit Messbereich
1000 - 1x10-4 mbar. Entsprechend bedeutet die Ausgabe "ur" in
diesem Fall, dass der Druckwert unterhalb 1x10-4 mbar liegt.
Die unter HCSens/CCSens vorgenommenen Einstellungen
werden nur temporär gespeichert. Nach Ausfall oder Ausschal-
ten der Spannungsversorgung befinden sich die Transmitter
immer im Modus " Ionisationssensor aktiv" !
trMode: Übergangsmodus wählen
Bei Totaldruck-Transmittern mit Kombisensoren ist einstellbar, ob im
Übergangsbereich beider Sensoren eine harte Umschaltung zwi-
schen den Sensoren ("switch") oder eine kontinuierliche
Wertangleichung ("trans" bzw. "trans_hi"/"trans_lo") erfolgen soll.
Detaillierte Informationen zum jeweiligen Modus der Wertanglei-
chung entnehmen Sie bitte der Betriebsanleitung des betreffenden
Transmitters.
degas: Degas-Funktion Heißkathode
Ablagerungen und adsorbierte Gasmoleküle auf den Elektroden eines
Heißkathodensensors (VSH) können zu erhöhtem Ausgasen im Ultra-
hochvakuum führen sowie Instabilitäten im Mess-Signal verursachen. In
diesem Fall ist es angebracht, bei einem Druck unterhalb 2.0x10-6mbar
die Anode des Sensors durch Ausheizen zu reinigen. Die Anode er-
wärmt sich dabei durch ohmsche Heizung auf bis zu 800°C.
Zum Ausheizen den Parameter auf "on" setzen und mit der set-Taste
bestätigen. Der Ausheizvorgang wird nach ca. 3 Minuten selbständig
beendet, kann jedoch jederzeit ausgeschaltet werden indem der Degas-
Parameter wieder auf "off" gestellt wird.
Das Einschalten der Degas-Funktion ist bei deaktivierter Heiß-
kathode (fil "off") nicht möglich.

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4.5 Menu RELAY - Schaltausgänge
Im Menu RELAY erfolgen die Zuordnung der Relais-Schaltausgänge sowie die
Einstellung der Relais-Parameter.
Eingabe bzw. eingestellten Wert bestätigen und Umschalten zum
nächsten Parameter (blinkend invers dargestellt)
Eingabewert mit den Pfeiltasten (up/down) einstellen.
rel: Relais-Nummer auswählen
chann: Relais-Zuordung einstellen
Jedes Relais kann einem Messkanal "ch1" bzw. "ch2" zugeordnet
oder direkt auf "on" bzw. "off" gesetzt werden.
Die Einstellung "on" wird wirksam, sobald die Regelung eingeschal-
tet ist.
press: Sollwert einstellen
Der Sollwert ist über den gesamten Messbereich einstellbar, jedoch
ist darauf zu achten, dass der Sollwert mindestens um den Wert der
eingestellten Hysterese von den Messbereichsgrenzen entfernt liegt.
hyst: Schalt-Hysterese einstellen
Die Hysterese kann bis zu 90% des Sollwertes betragen.
set

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Zu kleine Werte für die Hysterese können ein "Flackern" des zuge-
hörigen Relais zur Folge haben!
Schaltverhalten
Ist die Regelung aktiv, werden die Relais entsprechend dieser Konfiguration
geschaltet.
Der Status der Relais-Schaltausgänge wird über die Ziffern 1 bis 2 angezeigt,
wobei die Ziffern am unteren Display-Rand groß dargestellt werden, sobald das
zugehörige Relais eingeschaltet ist.
Werden zwei Relais einem Kanal zugeordnet, so lässt sich
damit - bei geeigneter Wahl der Sollwerte und Hysteresen -
eine Dreipunkt-Regelung für diesen Kanal realisieren.

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4.6 Menu COMMON - Anzeigeoptionen
Im Menu COMMON werden Anzeigenoptionen sowie der Startmodus der
Regelung eingestellt.
unit: Anzeige-Einheit wählen
Einstellbar sind mbar, bar, mTorr, Torr, Pa, hPa.
backlight: Hintergrundbeleuchtung ein-/ausschalten
on Hintergrundbeleuchtung an
off Hintergrundbeleuchtung aus
autoff Hintergrundbeleuchtung schaltet nach 20 s ohne Tasten-
druck automatisch aus
start
active: Startmodus der Regelung
on Die Regelung ist start-aktiv, d.h. die Relais werden angesteu-
ert, sobald das Gerät eingeschaltet und der automatische Selbsttest
beendet ist.
off Die Regelung muss nach Einschalten des Geräts manuell
gestartet und gestoppt werden.
(vgl. Abschnitt 4.1 und 4.2)
Ein Starten oder Stoppen der Regelung per Softwarebefehl über
die serielle Schnittstelle ist unabhängig von den hier gemachten
Einstellungen in jedem Falle möglich.

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5 Kommunikation
5.1 Kommunikationsprotokoll
Die Kommunikation über die serielle USB Schnittstelle des VD12 erfolgt gemäß
Thyracont-Protokoll. Die Befehle werden in folgendem Rahmen als Zeichenfolge
im ASCII-Code übertragen:
Address Code Data cks CR
Address: 3 Bytes, dezimal;
Code: 1 Byte, Befehlsparameter, Großbuchstaben für Lesen,
Kleinbuchstaben für Schreiben
Data: Datenfeld, max. 6 Bytes; kann je nach Code auch fehlen
cks: 1 Byte, Checksumme, definiert als Summe über alle ASCII Codes
der Felder Adresse, Code und Data, modulo 64 plus 64.
CR: Carriage Return (0Dh, 13d)
Datenformate:
BOOLEAN 1 Byte
STRING: max. 6 Bytes
UNSIGNED INT: 6 Bytes mit führenden Nullen
FLOAT: 6 Bytes, Exponentialformat
4 Bytes Mantisse (entspricht Mantissenwert x 1000)
2 Bytes Exponent, Offset 20
FLOAT-Werte werden in hPa (mbar) übertragen!
Beispiel: Der Wert "460016" in einem Float-Datenfeld steht für 4.6x10-4 mbar.
Schnittstellen-Parameter:
9600 baud, 8 Datenbits, 1 Stopbit, keine Parität