Système Electronique pour le Monitoring des Chaînes PV

Système Electronique pour le Monitoring des Chaînes PV Note d application Le système de Monitoring Cette Note d Application d écrit le système de Monitoring pour installations photovoltaïques (PV) développé par Mersen pour être intégré dans les boîtiers de jonction de chaînes. Il complète ainsi l offre standard de composants pour la protection électrique des installations tels que les fusibles, les parafoudres et les interrupteurs-disjoncteurs DC. L objectif du Monitoring en temps réel au niveau des chaînes de modules PV sur les installations photovoltaïques est de garantir une production d énergie optimisée grâce à une gestion optimale et une maintenance efficace à tout moment en : Carte MAIN Carte AUX Mesurant l énergie réellement produite au niveau de chaque chaîne Contrôlant les conditions environnementales au niveau du champ PV Faisant la corrélation entre la production réelle et la production attendue pour détecter les problèmes de performances ou de dégradations Détectant et en localisant les défauts de l installation Ces informations peuvent être utilisées par les différentes parties, comme les investisseurs pour suivre le ROI (Retour sur Investissement) de l installation et les équipes de maintenance pour permettre des interventions efficaces sur les sites photovoltaïques. Une installation typique de Monitoring PV est illustrée ci- dessous: Carte PROBE P1 Note d application: Guide d Installation

Table des matières 1 SOLUTION DE MONITORING... 4 1.1 LE PRINCIPE... 4 1.2 SOLUTION DE MONITORING MERSEN... 5 2 DESCRIPTION DE LA CARTE MAIN HMMC6A... 7 2.1 PRESENTATION... 7 2.2 ALIMENTATION... 9 2.3 CONNEXION DES CHAINES... 11 2.4 CONNEXION RS-485... 12 2.5 MONITORING DU BOITIER DE JONCTION... 13 2.6 SORTIES DE COMMANDES DIGITALES... 13 2.7 CAPTEURS DE TEMPERATURES... 14 2.8 DIODES DE SIGNALISATION... 14 3 DESCRIPTION DE LA CARTE AUX HMAC6A... 15 4 DESCRIPTION DE LA CARTE PROBE HMPC8A... 16 4.1 CAPTEURS ANALOGIQUES... 16 4.2 CAPTEUR DIGITAL... 17 4.3 ALIMENTATION EXTERNE... 17 4.4 CONNEXION DES CARTES... 18 5 KITS POUR CONNEXION RS-485 ET CONFIGURATION DU SYSTEME... 19 5.1 KIT DE CONNEXION HMKCNA... 19 5.2 KIT DE CONFIGURATION HMKCGA... 21 6 ALARMES ET DIAGNOSTIQUES PV... 30 6.1 COURANT A ZERO... 30 6.2 COURANT INVERSE OU NEGATIF... 30 6.3 ETAT DU BOITIER DE CHAINE... 30 7 INTEGRATION DU SYSTEME... 31 7.1 RS-485 / MODBUS... 31 7.2 PROTOCOLE MODBUS-RTU... 32 7.3 MODE MODBUS AVANCE... 39 7.4 FONCTIONS AVANCEES... 40 P2 Guide D Installation

Historique Version Date Statu Auteur Description 1.0 01.10.2012 Publiée E. GUILLAUME Première version publiée 1.1 07.02.2013 Publiée J. KRZYWANSKI Correction et ajouts exemples SunSpec 1.2 09.01.2014 Publiée E. GUILLAUME Correction adresse site web 1.3 03.11.2013 Publiée J. KRZYWANSKI Mise en garde quant à l utilisation d alimentation externe - Références Ref. Date Statu Auteur Titre [1] 15.11.2012 Version 4.0 Mersen DS_ESEMSMfr-04-1112 [2] 07.02.2013 Version 1.0 Mersen Note d application Modbus Avancé [3] 28.12.2006 Version 1.1b MODBUS-IDA MODBUS APPLICATION PROTOCOL SPECIFICATION [4] 01.06.1996 Rev. J Modicon Modbus Protocol Reference Guide PI-MBUS-300 Rev. J [5] - DRAFT 1 Sunspec Alliance SunSpec Alliance Specification Overview [6] - Version 1.4 Sunspec Alliance SunSpec Alliance Specification Common Elements [7] - Version 1.1 Sunspec Alliance SunSpec Alliance Specification String Combiner Model P3 Guide D Installation

1 Solution de Monitoring 1.1 Le Principe L'objectif du monitoring en temps réel des chaînes d une installation photovoltaïque est de garantir une production d'énergie optimisée grâce à un fonctionnement optimal et une maintenance efficace en tout temps, par : La mesure de l énergie produite au niveau de chaque chaîne (courant et tension DC) La mesure des paramètres environnementaux au plus près du champ PV (température, vent, ensoleillement, ) pour calculer l énergie théorique attendue La corrélation des mesures de l énergie produite avec l énergie théorique attendue, pour détecter un problème ou une dégradation des performances de l installation La détection et la localisation des défauts de l installation Ces informations peuvent être utilisées par les différentes parties, comme les investisseurs pour suivre le ROI (Retour sur Investissement) et les équipes de maintenance pour permettre des interventions efficaces sur les sites photovoltaïques. Les principaux composants intervenant dans le monitoring de chaînes PV sont illustrés ci-dessous : Chaînes PV strings 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Ambient / PV Module Temperature Junction box Solar irradiance Anemometer RS485 / Modbus DC /AC Inverter DC/AC Inverter RS485 Gateway cloud Server (PV data ) Monitoring Software Figure 1 Système de Monitoring PV P4 Guide D Installation

Selon la taille de l'installation PV, les systèmes de communication nécessaires pour collecter les données mesurées sont de complexités variables (constitués d'une puissance de traitement et de communication plus ou moins importante, comme une connexion Ethernet ou sans fil). Quel que soit le système de communication, la technologie des modules PV utilisés et les onduleurs sélectionnés, la solution de monitoring de chaînes MERSEN fonctionne car elle a été conçue comme un produit standard, indépendant, qui peut être intégré dans tout système de monitoring. 1.2 Solution de monitoring Mersen 1.2.1 Présentation Le système électronique MERSEN se positionne comme un produit standard de monitoring au niveau des chaînes PV, compatible avec tous types de modules photovoltaïques et d onduleurs. Les cartes électroniques constituant ce système peuvent êtres intégrées dans les boîtiers de jonction de chaînes, entre les modules PV et les onduleurs : au plus près du champ PV pour un monitoring précis et efficace des installations PV. Les cartes électroniques communiquent via une connexion RS-485 (protocole Modbus RTU standard) avec la passerelle de communication ou le modem. MERSEN travail avec des partenaires, pour la passerelle de communication et le logiciel de monitoring, pour offrir des solutions clés en main. Bien évidemment, le système de monitoring de MERSEN est compatible avec toutes autres passerelles de communication et tous autres logiciels de monitoring; MERSEN fournira tout le support et l aide nécessaire à l adaptation du système. Le principe de notre solution de monitoring respecte une approche modulaire, combinaison de cartes électroniques, offrant un haut degré de personnalisation et d adaptation. Les fonctions de monitoring sont divisées entre 3 cartes différentes qui peuvent êtres reliées entre elles de manière flexible : Carte MAIN : c est la carte principale qui regroupe toutes les fonctions indispensables : l interface de communication RS-485 (Modbus slave), la mémoire de sauvegarde des données, le bus de communication interne reliant toutes les cartes ainsi que les fonctions de monitoring de chaînes. Elle peut être utilisée comme une solution autonome pour mesurer jusqu'à 6 chaînes PV. Carte AUX : avec 1 carte AUX jusqu'à 6 chaînes PV peuvent êtres individuellement mesurées en courant et tension. La température de la carte est également mesurée. Jusqu'à 4 cartes AUX peuvent être ajoutées à la carte MAIN pour mesurer jusqu'à 30 chaînes PV. - Carte PROBE : jusqu'à 7 capteurs analogiques externes et 1 capteur numérique peuvent être connectés à cette carte et collecter toutes sortes de données sur l'environnement extérieur. Cette conception modulaire est illustrée dans la Figure 2 : par ajout(s) de carte(s) AUX (pour surveiller plus de chaînes) et/ou carte PROBE (pour surveiller des capteurs), le système de Monitoring Mersen offre toujours les solutions les plus optimales pour les installations PV. P5 Guide D Installation

Figure 2 Une approche de modulaire du Monitoring 1.2.2 Caractéristiques phares Modularité : de 6 à 30 chaînes PV supportées ± 1000 VDC & ± 25 A par entrée de carte Autoalimenté : directement par les chaînes PV Standard MODBUS RTU sur câble RS-485 isolé Mesure des courants et tensions de chaque chaîne (min. max. et moyenne) Mesures avec grande précision : ± 0.5% Echantillonnage programmable: maximum toutes les 2 secondes Autonomie de collecte des données : mémoire intégrée de 16Mbits (6 mois minimum de stockage) Jusqu à 8 capteurs externes (anémomètre, thermomètre, capteur d ensoleillement ) Fonction auto-diagnostique : température boîtier, état du parafoudre et de l interrupteur, état des fusibles... Indicateur LED: état de fonctionnement Solution flexible et modulaire optimisée pour tout type d installation PV Pour plus de détails sur les performances électroniques, veuillez consulter la documentation produit [1]. P6 Guide D Installation

2 Description de la Carte MAIN HMMC6A 2.1 Présentation Les cartes électroniques de Monitoring (MAIN, AUX et PROBE) sont embarquées dans un boîtier IP20 pour prévenir tous contacts avec le circuit et les composantes hautes tensions. Seul les connecteurs pour les entrées et sorties de chaînes, les capteurs externes et les signaux d entrées, sont accessibles ; cette boite IP20 est visible sur la Figure 3. Support de rail DIN Visse de fixation Ø 5mm Figure 3 Carte MAIN embarquée dans une boite IP20 P7 Guide D Installation

La carte MAIN est le cœur du système de Monitoring Mersen : elle contient les principales fonctions de la solution. La Figure 4 présente une vue d ensemble de ses caractéristiques qui seront décrites plus en détails dans les parties suivantes. Connecteur HE10 pour la carte PROBE Entrées de diagnostique et sorties de contrôle Communication RS-485 / Modbus et gestion de la mémoire Connecteur HE10 pour la carte AUX Traitement des données (mesures et statistiques) Alimentation haute tension embarquée Bus de sortie, jonction de toutes les chaînes Figure 4 Vue d ensemble des caractéristiques de la carte MAIN P8 Guide D Installation

2.2 Alimentation 2.2.1 Alimentation embarquée Un des avantages clés de la solution de Monitoring Mersen est la capacité d alimentation du système électronique directement via les chaînes PV. La carte MAIN intègre une alimentation haute tension qui fonctionne de 250Vdc à 1000Vdc : le faible niveau de tension nécessaire pour démarrer l alimentation assure que le système de Monitoring démarre avant l onduleur. Polarité inverse Entrée des chaînes PV polarité ou + Figure 5 Alimentation embarquée Pour permettre une auto-alimentation du système à partir des chaînes PV, la connexion des deux polarités des chaînes est obligatoire (les polarités + et sont également utilisées pour la mesure de la tension). Tel que défini dans le Tableau 1, la LED verte (D2) indique l état de l alimentation du système. Ne pas oublier de placer un fusible de protection (1000Vdc, 2A) en amont de l entrée de l alimentation embarquée. P9 Guide D Installation

2.2.2 Alimentation externe En plus de l auto alimentation à partir des chaînes PV, le système de Monitoring Mersen peut également être alimenté en externe via une alimentation 24 volts. L alimentation peut venir de l alimentation 24 Vdc embarquée dans le boîtier de jonction de chaînes. Cette alimentation doit être connectée sur l entrée décrite sur la figure 6. Pour les tests, ne doit pas être utilisée (1) Masse Entrée pour l alimentation 24Vdc Figure 6 Alimentation externe Deux types différents d alimentations peuvent êtres utilisés, en fonction du cas d utilisation: 1. Sur une installation PV pour une application spécifique (alimentation embarquée dans le boîtier de jonction) : a. Une isolation 1000 Vdc simple : une isolation 1000Vdc étant déjà présente sur la carte (1) b. Alimentation 230 Vac à 24 Vdc ±10% c. Puissance minimum de 10 W 2. En laboratoire pour la validation ou en production pour la configuration et les tests : a. Alimentation 230 Vac à 24 Vdc ±10% b. Puissance minimum de 10 W L utilisation d une alimentation 24 Vdc externe désactive automatiquement l alimentation décrite dans la Section 2.2.1. Il est important de noter que l avantage concurrentiel de la solution de Monitoring Mersen est la possibilité d alimenter le système directement sur les chaînes PV, évitant l utilisation d une alimentation externe et l installation d une ligne d alimentation pour chaque boîtier de jonction. P10 Guide D Installation

2.3 Connexion des chaînes Le système de Monitoring Mersen mesure le courant de chaque chaîne, la tension du système et la température interne du boîtier. Tous les résultats des mesures instantanées ont une précision d au moins 0.5%, garantie par la calibration effectuée en production. 2.3.1 Courant de chaîne La carte de Monitoring mesure le courant de chaque chaîne PV via une résistance shunt. La gamme de mesures nominales est de ± 20A. Suivant la polarité connectée en entrée de la carte, la valeur mesurée peut être positive ou négative, elle est représentée par un nombre entier de 16 bits signé; la résolution est de 1mA, ce qui garantie une précision de 0.5%. Entrées des chaînes PV (toutes polarités) Sorties combinées des chaînes (max. 75A par sortie) Figure 7 Mesure du courant P11 Guide D Installation

2.3.2 Tension du système La carte de Monitoring mesure la tension du système : les chaînes PV sont combinées ensembles et envoyées sur l entrée de l onduleur. La gamme de mesures nominales est de ± 1000Vdc. La valeur de sortie peut être positive ou négative, et est représentée par un entier signé de 16 bits; la résolution de la mesure est fixée à 100mV, garantissant une précision de 0.5%. Entrée de polarité inversé (en parallèle) pour mesurer la tension 1 polarité d entrée (+ ou -) (en séries) Figure 8 Mesure de la tension 2.4 Connexion RS-485 Le système de communication utilisée par la carte MAIN utilise est le protocole Modbus à travers un câble RS-485 isolé. Afin de garantir une bonne protection de la ligne, une connexion simple et une bonne qualité de communication, un connecteur DB9 est présent sur la carte MAIN : un câble RS-485 isolé et un connecteur DB9 seront nécessaires pour connecter la carte à la ligne RS-485 de l installation PV. GND DATA (A) (TX- & RX-) DATA +(B) (TX+ & RX+) Figure 9 Connecteur DB9 pour connexion RS-485 Mersen fournit un Kit de Connexion d écrit dans la Section 5.1 pour la connexion à la ligne RS- 485. P12 Guide D Installation

Sur une liaison RS-485 tous les dispositifs (aussi appelé slave) doivent êtres mis en série : le dernier dispositif de la ligne doit terminer la ligne avec une impédance réalisant l adaptation de la ligne. A cet effet, un cavalier est présent sur la carte MAIN, J9, pour activer l impédance de terminaison de ligne embarquée. Cavalier pour activer l impédance de terminaison de ligne Figure 10 Cavalier d activation d impédance de fin de ligne 2.5 Monitoring du boîtier de jonction La carte MAIN intègre 4 entrées digitales (contacts secs) pour connecter des contacts auxiliaires et surveiller l état du boîtier de jonction et activer les alarmes associées : 1. SPD: pour surveiller l état de fin de vie du parafoudre 2. DCBR: pour surveiller l état du disjoncteur DC, ouvert ou fermé 3. AUX 1 & 2: entrées additionnelles pour plus de capacité et de flexibilité dans la définition du monitoring du système Jeu de deux borniers par entrée 2.6 Sorties de commandes digitales Figure 11 Entrées des contacts auxiliaires Sur la carte MAIN, 3 relais externes peuvent êtres contrôlés séparément grâce à des sorties dédiées. Il est important de noter que les puissances de sorties sont limitées à un maximum de puissance de 24Vdc - 20mA. Le contrôle ce fait par la connexion RS-485/Modbus via des commandes envoyées depuis le logiciel de monitoring. 2 borniers par relais externes Figure 12 Sorties de contrôles par relais P13 Guide D Installation

2.7 Capteurs de températures Deux capteurs de température sont présents sur la carte: l un proche du bus bar de sortie et l autre de l alimentation embarquée pour détecter tous points chauds. Les capteurs de température embarqués ont une précision de ± 2 C, entre 0 et 70 C, plage de fonctionnement du système. La mesure peut ce faire entre -40 C et +100 C et est représentée par un nombre entier de 16-bits; la précision est fixée à 0.1 C. 2.8 Diodes de signalisation Sur la carte MAIN une série de LEDs indiquent l état de fonctionnement du système de monitoring. D3: LED rouge D1: LED jaune D2: LED verte Figure 13 LED d indications La description des indicateurs à LED est donnée dans le tableau ci-dessous: Information LED Etat Description Alimentation Communication RS-485 Etat du boîtier VERT (D2) JAUNE (D1) ROUGE (D3) OFF ON OFF ON Clignotement (réglé à 1sec) OFF ON Clignotement PAS d alimentation OK, système alimenté OK, activité sur le RS-485, trame Modbus arrivant OK, activité sur le RS-485, trame Modbus attendue PAS d activité sur le RS-485, PAS de trame Modbus depuis la mise en marche de la carte PAS d erreur Le disjoncteur DC est ouvert (si surveillé) Problème dans le microcontrôleur STM32 (utilisation pour débogage) Tableau 1 Description de l état des LEDs P14 Guide D Installation

3 Description de la Carte AUX HMAC6A La carte AUX permet de faire du monitoring sur un plus grand nombre de chaînes PV. Ajouter une ou plusieurs cartes AUX à la carte MAIN permet d augmenter les capacités de monitoring du système: de 1 à 4 cartes AUX peuvent êtres connectées en série à la carte MAIN via un bus SPI. La carte AUX doit être connectée à la carte MAIN via un connecteur HE10 de 26 pins (visible Figure 4) par une nappe de 26 brins, illustrée ci-dessous : Nappe reliant la carte AUX à la carte MAIN Connecteur 26 broches HE10 pour relier d autres cartes AUX Figure 14 Connexion de la carte AUX à la carte MAIN Comme pour la carte MAIN, chaque carte AUX peut mesurer la tension et le courant de 6 chaînes PV. La connexion des chaînes à la carte AUX se fait de la même manière que pour la carte MAIN, voir section précédente 2.3. En connectant de(s) carte(s) AUX à la carte MAIN, la capacité de monitoring du système peut croître de 6 chaînes PV à 12, 18, 24 ou 30 chaînes PV. P15 Guide D Installation

4 Description de la Carte PROBE HMPC8A La carte PROBE permet la connexion de capteurs externes pour collecter des données environnementales telles que l irradiation solaire, la vitesse du vent, la température externe etc. Jusqu à 7 capteurs analogiques et 1 capteur digital peuvent êtres connectés à la carte PROBE; toutes les mesures ont une précision de 1%, garantie par le calibrage effectuée en production. 4.1 Capteurs analogiques Sur la carte PROBE, 7 capteurs analogiques peuvent êtres connectés et configurés en courant ou en tension. 1 2 3 4 5 6 7 Alimentation du capteur en 24Vdc Masse Entrée (programmable du capteur) Figure 15 Carte PROBE, 7 capteurs analogiques L entrée analogique peut recevoir 2 types de signaux des capteurs environnementaux : 0-10 V et 4-20mA. Le choix est fait indépendamment pour chaque entrée pendant la configuration du système. Plage 0 10 V 4 20 ma Données Entier signé de 16-bit Précision = 1 mv Entier signé de 16-bit Précision = 1 µa Tableau 2 Configuration des capteurs analogiques P16 Guide D Installation

4.2 Capteur digital L interface digitale de la carte PROBE est typiquement utilisée pour connecter un dispositif qui envoi des pulsations avec une fréquence proportionnel à la grandeur physique à mesurée : typiquement un dispositif qui mesure la vitesse du vent ou un anémomètre qui envoi une pulsation à chaque rotation de son rotor. La carte de monitoring calcule la fréquence des pulsations sur une plage de 0 100Hz, et transmet cette valeur à l application de monitoring par un nombre entier non signé de 16-bit avec une résolution de 10mHz. Alimentation du capteur en 5V Masse Entrée du capteur digital 4.3 Alimentation Externe Figure 16 Carte PROBE, 1 capteur digital La connexion de sondes externes à la carte PROBE implique une alimentation des dits sondes par la carte : 24V pour les sondes analogiques et 5V pour les sondes digitales. La charge pour l alimentation embarquée est donc dépendante du type et du nombre de sondes connectés et pourrait ne pas être assurée dans certains cas. Il est donc nécessaire de connecté une unité d alimentation externe the l entrée J24. Masse Entrée alimentation 24Vdc Figure 17 Carte PROBE, alimentation externe La Section 2.2.2 décrit les caractéristiques électriques de l alimentation externe à utiliser. P17 Guide D Installation

4.4 Connexion des cartes La carte PROBE doit être connectée à la carte MAIN via un connecteur HE10 de 26 broches (illustrée en Figure 4) avec une nappe de 26 brins, illustré ci-dessous: Câble plat de 26 pins pour connecter la carte PROBE à la carte MAIN Figure 18 Connexion de la carte PROBE à la carte MAIN P18 Guide D Installation

5 Kits pour connexion RS-485 et configuration du système 5.1 Kit de Connexion HMKCNA Le Kit de Connexion (référence HMKCNA) proposé par Mersen en plus des cartes électroniques, permet une connexion simplifiée de la ligne RS-485 à l intérieur du boîtier de jonction et une connexion facilité entre les différents boîtiers d une même ligne RS-485. Il garantit également la qualité de la communication dans le boîtier par l utilisation d un câble blindé à l intérieur du boîtier de jonction Le Kit de Connexion est composé de 2 éléments: la Carte de Connexion et le Câble de Connexion. 5.1.1 La carte de Connexion La carte de connexion, visible sur la Figure 19, est une carte au format rail DIN, avec un connecteur RS-485 / DB9 pour la connexion avec carte MAIN et un ensemble de deux borniers pour réaliser la mise en série du boîtier de jonction sur la ligne RS-485. Un cavalier est présent pour activer l impédance de terminaison de ligne; dans ce cas le cavalier J9 de la carte MAIN (voir Section 2.4) ne doit pas être utilisé. Connecteur RS485/DB9 pour la connexion avec la carte MAIN (câble RS485 blindé) Entrée de la ligne RS-485 Connexion de la masse Connexion RX- & TX- (RS-485 A) Connexion RX+ & TX+ (RS-485 B) Cavalier pour activer l impédance de terminaison de ligne Figure 19 La carte de connexion Sortie de la ligne RS-485 La carte de connexion peut être installée dans le boîtier de jonction de chaînes, comme dans l exemple cidessous: Carte de connexion RS-485 Figure 20 Connexion de la carte dans le boîtier de jonction Presse-étoupe pour câble RS-485 P19 Guide D Installation

Les boîtiers de jonction peuvent êtres connectés les uns aux autres en série grâce sur la ligne de communication RS-485. Nous recommandons l utilisation de câbles blindés 2 brins pour connecter les boîtiers entre eux, comme illustré sur la Figure 21. Câble RS485 allant vers la passerelle de communication Sur le dernier boîtier de jonction, le cavalier doit être en position ON pour activer l impédance de terminaison de ligne Figure 21 Connexion RS-485 entre les boîtiers de chaînes 5.1.2 Le câble de connexion Le câble de connexion est un câble droit DB9 / DB9, d un mètre de long qui permet la connexion entre les Carte MAIN et la Carte de Connexion dans les boîtiers de jonction, il est illustré Figure 21 : Figure 22 Câble de connexion DB9 P20 Guide D Installation

5.2 Kit de configuration HMKCGA Le Kit de Configuration (référencé HMKCGA) a été développé par Mersen pour configurer le système de monitoring via le connecteur RS-485 / DB9 de la carte MAIN. Ce kit de configuration est utilisé pour personnaliser le logiciel embarqué dans la carte MAIN et adapter le système de monitoring aux spécificités de chaque installation PV. L utilisateur final est alors capable de configurer son système en autonomie. L e kit de configuration est composé de 2 éléments: le logiciel de configuration et le câble de connexion. 5.2.1 Le Logiciel de Configuration 5.2.1.1 L installation du logiciel Le logiciel de configuration, appelé GreenString Configuration, est livré sous forme de fichier exécutable, compatible avec le système d exploitation Microsoft Windows, version Windows XP, Windows Vista et Windows 7. Double cliquez sur le fichier setup.exe pour démarrer l installation du logiciel, sélectionnez la langue, Figure 23 Installeur du logiciel de configuration Figure 24 Sélection de la langue P21 Guide D Installation

et suivez les instructions le répertoire d installation par défaut C:\Program Files\Greenstring Configuration peut être modifié : Figure 25 Répertoire d installation Une fois l installation terminée, le raccourci GreenString Configuration apparaît sur le bureau. Double cliquez sur l icône (voir Figure 26) pour lancer le logiciel de configuration; la partie suivante explique plus en détails les configurations possibles. Figure 26 Installation finalisée P22 Guide D Installation

5.2.1.2 Présentation du logiciel Le logiciel développé par Mersen fourni des outils de configurations avec une interface utilisateur simple, composée de 4 éléments principaux, voir Figure 27. Identification du boîtier de chaîne Gestion des fichiers de configuration Configuration des caractéristiques électriques Figure 27 Présentation du logiciel de configuration Test de la configuration Grâce à cette interface, l utilisateur peut définir la configuration du boîtier de chaînes et générer le fichier de configuration pour ensuite le charger dans la carte MAIN. P23 Guide D Installation

5.2.1.3 Identification du boîtier de chaînes Ces deux champs libres (Project Name et Box ID) sont utilisés pour identifier le nom du projet (ou le nom de l installation PV) et le numéro d identification du boîtier de jonction de chaînes. Cette identification est utile pour définir le nom de fichier qui pourra être sauvegardé et réutilisé plus tard. Figure 28 Identification du boîtier de chaînes Par exemple, si l utilisateur entre dans le champ libre: 1. Project Name (valeur alphanumérique, pas de limitation de taille): ProjectExample 2. Box ID (valeur numérique sur 4 digits): 32 Le fichier de configuration s appellera alors: ProjectExample_32.csv P24 Guide D Installation

5.2.1.4 Gestion des fichiers de configuration Cette partie est composée de 4 boutons permettant de gérer les fichiers de configuration. Ces fichiers, typiquement Project_Name_Box_ID.csv, doivent être générés et écrits dans le microcontrôleur de la carte MAIN pour installer la configuration du système de monitoring. Le logiciel de configuration permet 4 actions : 1- SAVE : sauvegarde le fichier de configuration sur l ordinateur, une fois qu il a été généré (celui ci peut être utilisé pour plusieurs installations PV si la configuration du boîtier de jonction est faite de manière séquentielle). 2- LOAD : charge un fichier de configuration existant (précédemment généré et sauvegardé sur l ordinateur). Une fois que le fichier est chargé, les champs de la partie configuration des caractéristiques électriques seront remplis avec les valeurs du fichier lu. 3- WRITE : écrit le fichier de configuration dans le microcontrôleur de la carte MAIN. Le fichier de configuration peut être écrit une fois les champs de la partie configuration des caractéristiques électriques correctement remplis, nous vous recommandons tout de même de sauvegarder le fichier préalablement. Dans ce cas la carte MAIN doit être connectée à l ordinateur en utilisant le câble d écrit dans la Section 5.2.2. 4- READ : lit le fichier de configuration qui a été préalablement écrit sur le microcontrôleur de la carte MAIN. Figure 29 Gestion du fichier de configuration P25 Guide D Installation

5.2.1.5 Configuration des Caractéristiques Electriques Cette partie permet de définir la configuration du système de monitoring en fonction des spécificités de l installation PV. Le premier champ contient les fonctions les plus utilisées pour configurer le système de monitoring: 1. L adresse Modbus (Modbus address) du boîtier de chaînes, doit être spécifiée et unique pour chaque boîtier de l installation PV. La valeur par défaut est définie à 1 et peut être incrémentée de 1 à 255. 2. le nombre de chaînes PV (String number) du boîtier de chaînes qui doivent êtres monitorés ; le nombre est par défaut à 6 mais il peut être incrémenté de 1 à 30 par paliers de 1. Figure 30 Configuration du Monitoring Click pour incrémenter la valeur Le second champ contient les aspects communication : 1. La sélection du protocole Modbus à utiliser: Modbus RTU standard (utilisant les registres définis par Sunspec Alliance pour permettre l interopérabilité des différents systèmes) d écrit dans la Section 7.2 ou le protocole advanced Modbus, appelé Mersen Protocol, optimisé et adapté aux outils Mersen, voir la Section 7.3 pour plus de détails. 2. Le Débit de données (data rate) est défini par défaut à 19200 bauds mais peut être abaissé à 9600 bauds pour être compatible avec d autres dispositifs présents sur la ligne RS-485. 3. La Parité (parity), défini par défaut à none (aucune) peut être aussi mise à even (paire) ou odd (impaire), pour être compatible avec d autres dispositifs présent sur la ligne RS-485. 4. La Période Moyenne (Averaging Period), seulement utilisable si le protocole Mersen est sélectionné, est le temps utilisé pour le calcul des statistiques (calcul du minimum, maximum et moyenne). Il est défini au format mm:ss (minutes et seconds), par défaut il est à 10 minutes. La case cochée: permet de modifier la valeur Bouton de sélection du mode de communication Figure 31 Configuration du Monitoring Grisée, la valeur par défaut P26 Guide D Installation

Le troisième champ contient les options système disponibles : 1- Seuil de la Température d Alarme (Temperature alarm) : les fonctionnalités et performances de la carte sont garanties jusqu à 70 C; par défaut l alarme est activée à partir de 71 C. L utilisateur peut modifier ce seuil par incrément de 1 C. 2- Les Signaux d Entrées (Signalling inputs) réunisses 4 entrées d auxiliaires qui permettent de surveiller l état du boîtier de chaînes; une entrée est dédié au statu de fin de vie du parafoudre, une autre l état de l interrupteur DC (ouvert ou fermé) et 2 autres sont laissées libres pour d autres usages tel un détecteur d ouverture de porte. Chacun des 4 signaux d entrées peuvent être configuré en actif ouvert (potentiel haut) ou actif fermé (potentiel bas). Figure 32 Configuration des options du système "Open" ou "Close" correspond à la position du contact remontant l'information à la carte de monitoring au repos. Le dernier champ sert à configurer les entrées de capteurs externes, au cas où la carte PROBE est connectée à la carte MAIN, voir la Section 4. Deux types de capteurs sont utilisables, cocher les cases pour activer les entrées des capteurs et les configurer si nécessaire: 1. Sept capteurs analogiques, Sensor 1 à 7, chacun d entre eux peut être configuré en courant (4 à 20mA) ou en tension (0 à 10V). 2. Un capteur digital, Sensor 8 (aucune configuration spécifique ne peut être apportée). Figure 33 Configuration des entrées de capteurs externes P27 Guide D Installation

5.2.1.6 Test de la configuration Cette dernière partie de l interface est utilisée pour le test et la validation de la configuration. Une fois les caractéristiques électriques correctement configurées et le fichier de configuration généré puis écrit dans la carte MAIN, le test permet de vérifier que la configuration de la carte MAIN a été faite avec correctement et que celle ci est bien conforme aux spécificités de l installation PV. Le voyant au vert assure que la configuration est OK et que la carte suivante peut être configurée; le voyant au rouge signal une erreur: vérifier la connexion entre l ordinateur et la carte et lancer la configuration une nouvelle fois. Configuration faite avec succès Echec de la Configuration Figure 34 Test de la configuration P28 Guide D Installation

5.2.2 Le Câble de Connexion Le câble de connexion est un câble propriétaire Mersen, USB vers RS-485 avec un adaptateur DB9 pour connecter la carte MAIN (Connecteur DB9 pour une connexion RS-485) à l ordinateur (connexion USB) et configurer le système de monitoring à partir d un ordinateur. Figure 35 Kit de Configuration, câble USB vers DB9 P29 Guide D Installation

6 Alarmes et diagnostiques PV Le système de monitoring Mersen embarque des algorithmes de diagnostique PV permettant la détection de défauts de chaînes en temps réel et l envoi d alertes via la ligne de communication RS-485. La liste des algorithmes PV implémentés sur le système de monitoring est : Courant de la chaîne à zéro Courant inverse ou négatif sur la chaîne 6.1 Courant à zéro Si le courant mesuré sur la chaîne a pour valeur zéro alors que les autres chaînes fournissent de la puissance, ceci peut être dut à différents problèmes : Le fusible de protection de chaîne à fondu Un des connecteurs sur la chaîne ou dans le boîtier de jonction est déconnecté Un câble est coupé Un ombrage important Un ou plusieurs modules PV sont manquants (volés) Pour considérer le courant de la chaîne à zéro, sa valeur absolue doit être inférieure à l erreur intrinsèque de la mesure. Pour être sur que le courant de chaîne à zéro est dû à un problème, le courant est observé mesurée une certaine période, par défaut 10 minute s: une alarme est alors activée si le courant est à zéro sur la totalité des 10 minutes. 6.2 Courant inverse ou négatif Le courant de la chaîne est considéré inverse ou négatif, si sa polarité est opposée à la polarité choisie pour la carte; la polarité choisie étant le coté positif ou négatif de la chaîne PV utilisé pour la mesure. Le courant inverse de la chaîne peut être dû à différents problèmes : La chaîne est connectée avec une polarité inversée (mauvaise installation) Un ou plusieurs modules de la chaîne sont en court-circuit et la chaîne envoi du courant sur les autres chaînes Un ou plusieurs modules de la chaîne est sal, recouvert de neige, ou dans une zone de fort ombrage Il y a un court-circuit entre un câble ou un connecteur de la chaîne et la Terre 6.3 Etat du boîtier de chaîne La solution de monitoring Mersen fait en permanence des tests automatisés et envoi une alarme si un défaut est détecté par rapport à la configuration choisie. Le système est capable d envoyer des alarmes pour les différents cas suivant (voir le document [2] pour plus de détails): Erreurs de configuration du système (erreur de mémoire ) Boîtier en surchauffe Etat du disjoncteur DC Fin de vie du parafoudre DC Problème de connexion sur une carte AUX Les alarmes sont envoyées sur le bus de communication RS-485 mais sont aussi visibles via les LEDs présentes sur la carte MAIN, voir chapitre 2.8. P30 Guide D Installation

7 Intégration du Système 7.1 RS-485 / Modbus Suivant la tendance des fournisseurs d équipements photovoltaïque, le bus de communication utilisé pour accéder aux données de monitoring suit les caractéristiques électriques RS-485. Les réglages des paramètres qui peuvent êtres modifiés durant la configuration du système sont les suivants : Paramètres Débit Données Parité Bit de stop Descriptions 19 200 bps (par défaut) 9 600 bps (optionnel) Encodé sur 8-bits Aucune (par défaut) Pair (optionnel) Impaire (optionnel) 1 bit de stop Tableau 3 Paramètre électriques de la trame RS-485 Le produit Mersen supporte deux modes de fonctionnement respectant le protocole Modbus : 1- Le protocole Modbus-RTU qui utilise les fonctions publiques et compatibles avec le modèle SunSpec Alliance 1 pour le mapping mémoire des données. 2- Le protocole Advanced Modbus qui utilise des fonctions définis par l utilisateur et un format de trame spécifique permettant d optimiser le transfert des données sur une installation PV, il supporte aussi les fonctionnalités avancées du système Mersen. Ces deux modes de fonctionnement sont décrits dans la section ci-dessous. Modbus Advanced avec des fonctions définies par l utilisateur Modbus-RTU Standard Figure 36 Implémentation du protocole Modbus 1 La mission de SunSpec Alliance est d accélérer l évolution de l industrie des énergies renouvelables en rendant les données et les communications avec un standard inter opérable (www.sunspec.org) P31 Guide D Installation

7.2 Protocole Modbus-RTU Le système de monitoring Mersen implémente le protocole Modbus-RTU; voir le document [3] pour plus de détails sur le protocole, les fonctions et l organisation des registres. La partie suivante est concentrée sur l organisation des données suivant le modèle définit par SunSpec Alliance. 7.2.1 Fonctions supportées Les fonctions prises en charges sont présentées dans le Tableau 4. 7.2.2 Format des données 0x03 READ Lire un registre 0x06 WRITE Ecrire dans un registre unique 0x10 WRITE Ecrire dans plusieurs registres 0x11 REPORT ID slave 0x2B READ Identification du produit Tableau 4 Fonctions Modbus-RTU supportées Pour plus d informations sur le format des données, référez vous au document [6], Spécifications SunSpec Alliance section Eléments Communs. Note: il appartient à l équipement Modbus maître de détecter le retour des valeurs définies cidessus. Format des valeurs numériques Facteur d échelle Types Min Max Non implémenté int16-32 767 32 767 0x8000 uint16 0 65 534 0xFFFF Acc32 0 4 294 967 295 toujours 0 Tableau 5 Format des valeurs numériques Le facteur d échelle est une alternative à l utilisation de la virgule flottante, dans le modèle SunSpec les valeurs sont représentées par des valeurs entières sur les quelles sont appliquées un facteur d échelle signé. Le facteur d échelle déplace explicitement la virgule vers la gauche (valeur négative) ou vers la droite (valeur positive). Types Min Max Non implémenté Sunssf -10 10 0 Tableau 6 Format du facteur d'échelle Par exemple, Sensor1Voltage dans le bloc Propriétaire Mersen a un facteur d échelle associé SensorV_SF. La valeur stockée dans Sensor1Voltage est en Volt alors que la précision du capteur est en millivolt. Si la valeur du facteur d échelle de SensorV_SF est -3 il faut déplacer la valeur décimale trois fois (3 digits pour passer d une valeur en Volt à millivolt). P32 Guide D Installation

Format des chaînes de valeurs Chaque caractère d une chaîne est codé sur un octet mais en Modbus, toutes les adresses de mémoire sont sur deux octets. Donc, 8 caractères peuvent êtres stockés dans 4 registres contigüs (un caractère NULL (0x00) doit toujours terminer la chaîne). Registre 1 2 3 4 Octet 1 2 3 4 5 6 7 8 Exemple e x e m p l e NULL Chaine c h a i n e NULL Tableau 7 Format des chaînes de valeurs Dans cet exemple, Exemple mesure 7 octets et chaine 6 octets, MAIS Exemple utilise 8 caractères dans la mémoire à cause du caractère NULL de fin de chaîne. Finalement les deux mots utilisent 4 registres de mémoire Modbus. 7.2.3 Mapping Mémoire Le mapping des données est basé sur le modèle défini par SunSpec Alliance; une description de niveau haut du mapping mémoire est donnée Tableau 8. Blocs Adresse Nombre Nom Début Fin 1 Bloc Commun SunSpec 40 001 40 070 2 Bloc Monitoring de Chaîne Avancé 40 071 40 517 4 Bloc Propriétaire Mersen 40 518 40 645 5 Bloc de Fin Sunspec 40 646 40 647 Tableau 8 Adressage des différents blocs mémoires Le bloc Commun SunSpec et le bloc SunSpec Monitoring de Chaînes Avancé sont les deux blocs de données de bases pour les informations de monitoring au niveau des chaînes. Le bloc Propriétaire Mersen permet différentes personnalisations pour ajouter des informations et des fonctionnalités qui ne sont pas fournies nativement avec le modèle SunSpec Alliance (ce bloc est compatible avec le modèle de bloc Sunspec). Pour finir le bloc de Fin SunSpec est utilisé pour indiquer la fin du mapping de la mémoire. Le protocole Modbus spécifie que les registres sont accessibles à l'adresse "numéro de registre-1". Par exemple l'adresse du registre "40001" est "40000". Voir document [6] page12. Dans la partie suivante, nous entrerons plus dans le détail de chaque bloc: leurs mapping et leurs contenus. P33 Guide D Installation

Bloc Commun SunSpec Tous les produits conformes aux spécifications définies par SunSpec doivent inclure ce bloc au début de leur table mémoire. Le Tableau 9 d écrit la mise en place faite par Mersen pour son système de monitoring de chaînes. Début Fin Taille R/W Nom Facteur Type Unité d échelle Description 40001 40002 2 R C_SunSpec_ID uint32 N/A N/A 0x53756E53 - identification du mapping SunSpec Modbus 40003 40003 1 R C_SunSpec_DID uint16 N/A N/A 0x0001 Identification du bloc commun SunSpec 40004 40004 1 R C_SunSpec_Length uint16 N/A N/A 66 longueur du bloc commun SunSpec 40005 40020 16 R C_Manufacturer string(32) N/A N/A Mersen enregistré avec SunSpec pour conformité 40021 40036 16 R C_Model string(32) N/A N/A HMMC6A Référence du produit 40037 40044 8 R C_Options string(16) N/A N/A 01 options du produit 40045 40052 8 R C_Version string(8) N/A N/A 01.02.02.02 Version du produit 40053 40068 16 R C_SerialNumber string(32) N/A N/A Numéro de série du produit 40069 40069 1 R/W C_DeviceAddress uint16 N/A N/A Adresse du dispositif Modbus 40070 40070 1 R C_PAD Uint1 N/A N/A Retourne toujours 0 Utilisé pour forcer le même alignement Tableau 9 Description du bloc commun SunSpec Bloc de monitoring de chaîne avancé Sunspec Dans ce second bloc, le nombre de chaînes doit être défini et toutes les données de surveillance des chaînes doivent êtres fournies. Le produit Mersen peut surveiller de 1 à 30 chaînes, le nombre de chaînes a été fixé à 30 pour faciliter le mapping de la mémoire (mapping fixe); dans ce cas, le dispositif Modbus Maître voit toujours le même mapping de la mémoire. Le modèle du bloc de monitoring avancé de chaîne est divisé en deux parties: bloc fixe qui contient des valeurs valables pour toutes les chaînes Bloc répété qui contient les valeurs uniques par chaîne et sera répété 30 fois, soit le nombre de chaînes. Dans le cas où une chaîne n est pas connectée à la carte de monitoring, toutes les variables de cette chaîne prennent la valeur Non Implémenté définie par SunSpec, voir Section 7.2.2. P34 Guide D Installation

Début Fin Taille R/W Nom Facteur Type Unité d échelle Description 40071 40071 1 R C_SunSpec_DID uint16 N/A N/A 404 Identification comme bloc de monitoring de chaînes avancé 40072 40072 1 R C_SunSpec_Length uint16 N/A N/A 445 la valeur est calculé avec le modèle de formule SunSpec 25 + 14 * N, 25 est la taille du bloc fixe, 14 est la taille du bloc répété et N le nombre de chaînes 40073 40073 1 R DCA_SF sunssf N/A N/A facteur d échelle du Courant DC Combiné 40074 40074 1 R DCAhr_SF sunssf N/A N/A Facteur d échelle ampères-heures combiné 40075 40075 1 R DCV_SF sunssf N/A N/A Facteur d échelle Tension de sortie 40076 40076 1 R DCW_SF sunssf N/A N/A Facteur d échelle Puissance de sortie 40077 40077 1 R DCWh_SF sunssf N/A N/A Facteur d échelle Energie de sortie 40078 40078 1 R DCAMax uint16 A DCA_SF Courant DC maximum estimé 40079 40079 1 R N uint16 N/A N/A 30 Nombre d entrées de chaînes pour ce combineur 40080 40081 2 R Event bitfield32 N/A N/A Contient l événement standard (Tableau 13) 40082 40083 2 R VendorEvent bitfield32 N/A N/A Contient l événement fourni (Tableau 14) 40084 40084 1 R DCA Int16 A DCA_SF Courant DC combiné 40085 40086 2 R DCAhr acc32 Ah DCAhr_SF Total mesures en Ampères-heures 40087 40087 1 R DCV int16 V DCV_SF Tension de sortie 40088 40088 1 R Tmp int16 C N/A Température interne 40089 40089 1 R DCW int16 W DCW_SF Puissance de sortie 40090 40090 1 R DCPR int16 % N/A Non Implémenté 40091 40092 2 R DCWh acc32 Wh DCWh_SF Energie de sortie 40093 40093 1 R InDCA_SF sunssf N/A N/A Facteur d'échelle Courant de chaînes 40094 40094 1 R InDCAhr_SF sunssf N/A N/A Facteur d échelle Ampères-heures de chaînes 40095 40095 1 R InDCV_SF sunssf N/A N/A Facteur d échelle tension de chaînes 40096 40096 1 R InDCW_SF sunssf N/A N/A Facteur d échelle de puissance de chaînes 40097 40097 1 R InDCWh_SF sunssf N/A N/A Facteur d échelle énergie de chaînes 40098 40098 1 R InID uint16 N/A N/A Identifiant chaîne 1 40099 40100 2 R InEvent bitfield32 N/A N/A Evénement Chaîne 1 (Tableau 13) 40101 40102 2 R InVendorEvent bitfield32 N/A N/A Non Implémenté 40103 40103 1 R InDCA int16 A InDCA_SF Courant Chaîne 1 40104 40105 2 R InDCAhr acc32 Ah InDCAhr_SF Ampères-heures Chaîne 1 40106 40106 1 R InDCV int16 V InDCV_SF Tension Chaîne 1 40107 40107 1 R InDCW int16 W InDCW_SF Puissance Chaîne 1 40108 40109 2 R InDCWh acc32 Wh InDCWh_SF Energie Chaîne 1 40110 40110 1 R InDCPR uint16 % N/A Non Implémenté 40111 40111 1 R InN uint16 N/A N/A Non Implémenté 40112 40125 14 R String Input 2 Bloc répété pour la chaîne 2 40126 40139 14 R String Input 3 Bloc répété pour la chaîne 3...... 40490 40503 14 R String Input 29 Bloc répété pour la chaîne 29 40504 40517 14 R String Input 30 Bloc répété pour la chaîne 30 Bloc chaîne 1 Tableau 10 Description Bloc de monitoring de chaîne avancé P35 Guide D Installation

Bloc Propriétaire Mersen Le bloc Propriétaire Mersen permet l ajout des données et des caractéristiques du produit de monitoring Mersen, qui ne sont pas initialement implantées dans les blocs du modèle SunSpec. Ces informations peuvent êtres la température des différents cartes, les différents capteurs externes, certaines fonctions de reset et informations à propos du produit. Ce modèle de bloc est divisé en deux parties: Bloc fixe qui contient la température des cartes, les données des capteurs externes, les contrôles de relais et reset Bloc répété qui contient des informations à propos de la carte de monitoring Début Fin Taille R/W Nom Type Unité Facteur d échelle Description 40518 40518 1 R C_SunSpec_DID uint16 N/A N/A 64020 identification du bloc Propriétaire Mersen 40519 40519 1 R C_SunSpec_Length uint16 N/A N/A 126 Taille du bloc Propriétaire Mersen 40520 40520 1 R MainTmp2 int16 C N/A Température 2 de la carte MAIN 40521 40521 1 R Aux1Tmp int16 C N/A Température de la carte AUX 1 40522 40522 1 R Aux2Tmp int16 C N/A Température de la carte AUX 2 40523 40523 1 R Aux3Tmp int16 C N/A Température de la carte AUX 3 40524 40524 1 R Aux4Tmp int16 C N/A Température de la carte AUX 4 40525 40525 1 R ProbeTmp Int16 C N/A Température de carte PROBE 40526 40526 1 R MainTmp1 int16 C N/A Température 1 de la carte MAIN 40527 40527 1 R SensorV_SF sunssf N/A N/A Facteur d échelle tension pour les capteurs 40528 40528 1 R SensorA_SF sunssf N/A N/A Facteur d échelle courant pour les capteurs 40529 40529 1 R SensorHz_SF Sunssf N/A N/A Facteur d échelle fréquence pour les capteurs 8 40530 40530 1 R Sensor1Voltage uint16 V SensorV_SF Tension Capteur 1 40531 40531 1 R Sensor2Voltage uint16 V SensorV_SF Tension Capteur 2 40532 40532 1 R Sensor3Voltage uint16 V SensorV_SF Tension Capteur 3 40533 40533 1 R Sensor4Voltage uint16 V SensorV_SF Tension Capteur 4 40534 40534 1 R Sensor5Voltage uint16 V SensorV_SF Tension Capteur 5 40535 40535 1 R Sensor6Voltage uint16 V SensorV_SF Tension Capteur 6 40536 40536 1 R Sensor7Voltage uint16 V SensorV_SF Tension Capteur 7 40537 40537 1 R Sensor1Current uint16 A SensorA_SF Courant Capteur 1 40538 40538 1 R Sensor2Current uint16 A SensorA_SF Courant Capteur 2 40539 40539 1 R Sensor3Current uint16 A SensorA_SF Courant Capteur 3 40540 40540 1 R Sensor4Current uint16 A SensorA_SF Courant Capteur 4 40541 40541 1 R Sensor5Current uint16 A SensorA_SF Courant Capteur 5 40542 40542 1 R Sensor6Current uint16 A SensorA_SF Courant Capteur 6 40543 40543 1 R Sensor7Current uint16 A SensorA_SF Courant Capteur 7 40544 40544 1 R Sensor8 uint16 Hz SensorHz_SF Fréquence capteur 8 40545 40545 1 R/W Relay1 uint16 N/A N/A Etat du relais 1 - écrire 0 ou 1 pour changer la valeur. Les autres valeurs sont ignorées 40546 40546 1 R/W Relay2 uint16 N/A N/A Etat du relais 2 - écrire 0 ou 1 pour changer la valeur. Les autres valeurs sont ignorées 40547 40547 1 R/W Relay3 uint16 N/A N/A Etat du relais 3- écrire 0 ou 1 pour changer la valeur. Les autres valeurs sont P36 Guide D Installation

ignorées 40548 40548 1 R/W ResetAccumulators uint16 N/A N/A Toujours à 0 en écriture, utiliser le code 0xCODA durant l écriture pour le reset 40549 40549 1 R/W Reset uint16 N/A N/A Toujours à 0 en écriture, utiliser le code 0xCODA durant l écriture pour le reset 40550 40558 9 R MAIN Card SerialNumber String(18) N/A N/A Numero de série de la carte MAIN 16 caractère de chaîne numérique [0:9] 40559 40564 6 R MAIN Card Firmware String(12) N/A N/A ID du firmware de la carte MAIN - 11 chaînes de caractéres [0:9] 40565 40565 1 R MAIN Card Hardware uint16 N/A N/A ID du hardware de la carte MAIN 40566 40581 16 R AUX Card 1 Bloc répété pour la carte AUX 1 40582 40597 16 R AUX Card 2 Bloc répété pour la carte AUX 2 40598 40613 16 R AUX Card 3 Bloc répété pour la carte AUX 3 40614 40629 16 R AUX Card 4 Bloc répété pour la carte AUX 4 40630 40645 16 R PROBE Card Bloc répété pour la carte PROBE Bloc de Fin SunSpec Tableau 11 Description du bloc Propriétaire Mersen Tous les produits compatibles SunSpec doivent inclure ce bloc de fin dans le mapping mémoire. Début Fin Taille R/W Nom Facteur Type Unité d échelle Description 40646 40646 1 R C_SunSpec_DID uint16 N/A N/A 0xFFFF identification du bloc de fin SunSpec 40647 40647 1 R C_SunSpec_Length uint16 N/A N/A 0 Taille du bloc de fin SunSpec Tableau 12 Description du bloc de fin SunSpec 7.2.4 Exemple d une trame de requête de lecture Pour lire les informations contenues dans le registre C_Manufacturer du Bloc Commun SunSpec sur un équipement dont l adresse Modbus est à 3 : 1- Sélectionner l adresse de l équipement slave : 3 2- Sélectionner la fonction READ (Cf. Tableau 1) 3- Définir l adresse de début des registres à lire : 40005 (40005-1 suivant les spécifications Modbus) 4- Définir la taille des registres à lire : ici 16 registres soit 32 octets Dans cet exemple la requête de lecture sera donc la suivante : 0x03+0x03+0x9C+0x44+0x00+0x10+CRC Slave address 0x03 Adresse Modbus de l équipement : 3 Function 0x03 Fonction READ Starting address Hi 0x9C Starting address Lo 0x44 Adresse du registre 40005 : 40004 en hexadécimal 9C44 No. of registers Hi 0x00 No. of registers Lo 0x10 Taille des registres (16) à lire Error check CRC P37 Guide D Installation

7.2.5 Définition des événements Deux types d événements sont définis dans le modèle SunSpec : les événements standards et les événements Vendeurs spécifiques à chaque équipement. Les Evènements Modbus sont d écrits dans le tableau ci-dessous ce sont les mêmes pour les blocs fixes et les blocs répétés (des blocs de monitoring avancé de Sunspec), chaque événement d un bloc répété étant reporté au niveau du bloc fixe. Evènement Valeur Description SC_EVENT_CURRENT 0x00000008 Courant hors des limites (max. 25A) SC_EVENT_VOLTAGE 0x00000010 Tension hors des limites (max. 1000V) SC_EVENT_DISCONNECT 0x00000080 L interrupteur DC est ouvert. (seulement pour le bloc fixe) SC_EVENT_FUSE_FAULT 0x00000100 Fusible grillé sur une ou plusieurs entrées (courant à zéro) SC_EVENT_COMBINER_TEMP 0x00000800 Températures hors des limites (spécifié chapitre 5.2.1.5) SC_EVENT_REVERSED_POLARITY 0x00002000 Polarité inversée sur une chaîne SC_EVENT_COMM_ERROR 0x00008000 Erreur interne du système de communication (entre cartes) Tableau 13 Description des événements Les Evènements Vendeurs Modbus sont décrits dans le tableau ci-dessous; ils sont toujours implémentés dans le bloc fixe (des blocs de monitoring avancé de Sunspec). Evènement Valeur Description EVENT_DC_SURGE_PROTECTION 0x00000001 Fin de vie du parafoudre DC EVENT_AUX1 0x00000002 Evénement sur le microcontrôleur 1 de la carte MAIN EVENT_AUX2 0x00000004 Evénement sur le microcontrôleur 2 de la carte MAIN Tableau 14 Description des événements vendeurs P38 Guide D Installation

7.3 Mode Modbus Avancé En plus du support du protocole Modbus-RTU d écrit précédemment, le système de monitoring de chaines Mersen fournit des fonctionnalités de monitoring avancées utilisant la flexibilité offerte par le protocole Modbus via les fonctions User-Defined permettant de dépasser les limitations des fonctions Public. La principale raison justifiant ce choix est le supporter de fonctions plus avancées teles que le calcul des statistiques et l enregistrement des données en local sur la carte MAIN. La solution Mersen de monitoring procure des avantages clefs : 1- Optimisation du débit de données pour les installations de grande échelle 2- Diminution de la puissance de calcul au niveau du dispositif Maître Modbus (passerelle de communication) 3- Conservation d une grande précision de données et de statistiques Cette partie un aperçu du mode d exploitation Modbus Avancé, pour plus de détails sur l implémentation du protocole, se référer à la note d application dédiée, document de référence [2]. La Figure 37 illustre une machine d états typique ou une séquence d implémentation du protocole Modbus Avancé de Mersen. Figure 37 Machine d état du Modbus Avancé A la mise sous tension, le maitre Modbus vérifie qu il peut se connecter avec tous les équipements de monitoring Mersen connectés sur le bus RS-485. Cette phase initiale ARP consiste à «pinger» toutes les cartes de monitoring connectées sur le même bus RS-485. Toute anomalie peut-être immédiatement reportée à l installateur ou au service de maintenance pour initier une action corrective, par exemple : planifié une intervention de maintenance sur un boîtier de chaîne PV spécifique. Pendant la phase INFO les paramètres spécifiques à chaque utilisateur et les paramètres systèmes peuvent êtres récupérés par l équipe de maintenance pour établir un inventaire complet des équipements, ou tout simplement vérifier que les paramètres du système correspondent bien aux spécifications et à l architecture du système PV. La phase de MONITORING est la phase permanente du système. Périodiquement chaque dispositif Modbus esclave est adressé pour récupérer les mesures des capteurs et les alarmes; ces données sont chargées dans le serveur distant ou immédiatement transférées dans un processus de traitement au centre de contrôle. Entre deux demandes consécutives de monitoring, le système de monitoring échantillonne constamment les P39 Guide D Installation

différents capteurs et les alarmes (courant, tension, température et capteurs externes). La période d échantillonnage est de 2 secondes entre chaque mesure et le système de monitoring fait le calcul des statistiques des données des capteurs avec précision, voir Section 7.4.1. La période entre deux phases de monitoring est déterminée dans le logiciel de configuration, ce référer à la Section 5.2.1.5. Entre deux demandes consécutives de monitoring, le Maître Modbus peut transmettre à distance des requêtes de CONTROL demandées par le personnel de maintenance via le logiciel de monitoring. 7.4 Fonctions avancées En plus de l optimisation du débit de données sur la ligne de communication Modbus, le mode avancé de développé par Mersen implémente deux éléments clés, d écrit ci-dessous: 1- Mesure des statistiques des capteurs 2- Enregistrement des données dans la mémoire embarquée 7.4.1 Calcul des statistiques Sur le microcontrôleur de la carte MAIN un ensemble de statistiques sont calculées pour chaque mesure de capteur dans chaque boîtier de chaînes: Statistiques Moyenne (µ) Min Max Déviation (σ) 1 N x i N i= 1 Formule Minimum value over the integration length Maximum value over the integration length N N 1 σ = N 1 N i= 1 2 x i 2 µ Tableau 15 Mesures des statistiques des capteurs Dans cette table, N est le nombre d échantillons de données des capteurs qui sont mesurés en considérant que la période d échantillonnage des différents capteurs est de 2 secondes. Le paramètre désignant le temps d intégration, T, est divisé par la période choisi dans le logiciel de configuration (voir Section 5.2.1.5): En réglant le temps d intégration à T=2 secondes (i.e. N=1) on désactiver le processus de statistiques du système; à savoir, le résultat du capteur représente des mesures instantanées qui doivent êtres post-traitées dans le dispositif maître Modbus ou le logiciel d application. P40 Guide D Installation

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