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FM161F 15路24V硬对时DI-SOE模块使用说明书

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FM161F 15路24V硬对时DI-SOE模块使用说明书 硬件产品手册 北京和利时系统工程股份有限公司 4/26/2007 FM161F 15 路 24V 硬对时 DI/SOE 输入模块 ...
FM161F  15路24V硬对时DI-SOE模块使用说明书
硬件产品手册 北京和利时系统股份有限公司 4/26/2007 FM161F 15 路 24V 硬对时 DI/SOE 输入模块 HollySys i 在未得到北京和利时系统工程股份有限公司书面明确许可的情况下,无论出于什么目 的,均不得用任何电子或机械方法,以任何形式复制和传递本手册的任何部分。 本手册内容如有更改,恕不另行通知。 ©北京和利时系统工程股份有限公司,保留全部权利。 MACSTM、HollySys®、和利时®的字样和徽标均为北京和利时系统工程股份有限公司 的注册商标。 4/26/2007 ii HollySys 目 录 1 基本说明....................................................................................................................................1 1.1 简介...............................................................................................................................1 1.2 组成...............................................................................................................................1 1.3 特点和功能...................................................................................................................2 2 原理说明....................................................................................................................................3 3 使用说明....................................................................................................................................4 3.1 状态指示灯说明............................................................................................................4 3.2 底座端子接线说明........................................................................................................4 3.3 硬对时功能使用说明....................................................................................................7 3.4 工程应用的............................................................................................................8 4 组态参数设置............................................................................................................................9 5 技术指标..................................................................................................................................10 HollySys I/O模块 1 FM161F 15 路 24V 硬对时 DI/SOE 输入模块 1 基本说明 1.1 简介 FM161F 模块是 15 路 24V 硬对时 DI/SOE1输入模块。FM161F 作为 Profibus-DP 的从站通过 Profibus-DP 总线把采集到的 DI/SOE 信号及相关诊断信息上传到 Profibus-DP 的主站。 FM161F 与配套的底座 FM131A 连接,可处理从现场来的 DI/SOE 输入信号,触点查询电压 24VDC,SOE 信号分辨率达到 1ms,具有硬件去抖功能。 FM161F 具有硬对时功能,即模块的第 16 通道可以直接接收 FM197 对时集线器发出的对时脉 冲信号,使各个 I/O 站中 SOE 信号的时间信息与整个硬件系统的时间保持一致(误差小于 1ms)。 从而使分布在整个系统的不同 I/O 站的 SOE 信号具有可比性。 1.2 组成 FM161F 模块是由“15 路触点型 DI/SOE +1 路硬对时信号”输入模板(FB161E 系列)、I/O 模 1 SOE 为 Sequence Of Event 的缩写,意为事件顺序,是一种带时标的开关量输入信号。 固定孔 标签夹 指示灯 导向槽 防混销 欧式 连接器 固定孔 导向槽 图 1-1 FM161F 模件外观图示 FM161F 15路24V硬对时DI/SOE模块 2 块SOE专用型智能处理板(FB111系列)和外壳结构件组成。FM161F型模块需要与端子底座FM131A 相连,构成完整的 15 路 24V 硬对时 DI/SOE 输入单元。其外观如图 1-1 所示: FM161F 模块正面标签夹中可以插入纸卡,纸卡上可以写上 1~15 通道的 DI/SOE 测点名称或 标识,便于工程使用及维护。纸卡的插入方式见图 1-2 所示: 1.3 特点和功能 FM161F 模块为触点型 DI/SOE 信号输入。 FM161F 模块具备带电插拔功能。可在系统加电的情况下直接插拔本模块,不会影响本模块及系统 的正常运行。 FM161F 模块可以诊断现场 DI/SOE 信号触点发生的抖动;具有看门狗定时器电路,可使模块在异 常情况下自动复位。 FM161F 模块提供了过电压保护、DC24V 反向保护、通讯线箝压保护。 FM161F 可以采集 16 路触点型共地2的 DI/SOE 信号。 FM161F 具有较大的数据采集缓冲区。 FM161F 可接受硬接线的对时信号,保证整个系统所有 SOE 信号的时间信息的一致。 2 共地指现场多个 DI/SOE 干接点的负端是相通的。 纸卡 插入纸卡 标签夹 “纸卡安装位图” HO LL YS YS MACS TM FM 16 1F DI RD Y CO M 15 CH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 图 1-2 FM161F 模件纸卡插入图示 FM161F 15路24V硬对时DI/SOE模块 3 2 原理说明 FM161F 模块是 15 路触点型 DI/SOE 量输入硬对时模块。模块的工作电源为 24VDC,现场触点 的查询电压为 24VDC。查询电源由单独的电源提供。通常,独立的查询电源通过机柜内带保险的端 子转接到模块上。 首先,Profibus-DP 主站通过组态设置来选择 FM161F 模块的工作方式,然后,通过配套的端子 模块将现场 DI/SOE 信号及硬对时信号传送至 FM161F 模块,输入信号经过光电隔离、脉冲整形后 进入数据读取电路,依据组态设置的工作方式,由微控制器进行数据处理,或对模块内部的微控制 器进行对时,然后将相应信号数据通过现场总线(Profibus-DP) 上传至主控单元。硬对时信号必须接 入第 16 通道。FM161F 模块的工作原理图如图 2-1 所示。 逻 辑 控 制 V+V-C+ C- C+ C- V+ V- FM161F V+V-C+ C- +5VD DP 控制 微控 制器 调压 +5V +5V Gnd Gnd 39 40 37 38 24V DC 查询电源 四孔连接器 四针连接器 VC VS DI+ DI- F R R +5V R R +5V GND GND DI+ DI- R R +5V GND DI+ DI- 硬对时信号 图 2-1 FM161F 模块工作原理图示 FM161F 15路24V硬对时DI/SOE模块 4 说明: V+、V-分别表示模块 24VDC 供电电源的正、负端; C+、C-分别表示通讯的正、负信号; DI+、DI-分别表示 DI/SOE 信号输入接点的正、负端; VC、VS 分别表示 24VDC 查询电源的正、负端; 3 使用说明 3.1 状态指示灯说明 FM161F 模块加电时,其面板上的状态指示灯(RDY 灯和 COM 灯)显示当前的工作和通讯状 态。具体组合状态及含义如表 3-1 所示。 表 3-1 面板指示灯 RDY 和 COM 的组合及含义 RDY COM 含义 亮 亮 模块工作正常; 闪 灭 等待初始化、通讯未建立,或者通讯线路故障; 灭 灭 模块未上电或损坏。 注:面板上标号为 1~15 的 15 个指示灯为 SOE 信号通道指示灯,分别表示通道 0~14 的开关状态,“亮” 表示开关闭合,“灭”表示开关断开。 第 16 个指示灯为对时信号通道指示灯,“亮”表示有对时信号到达,“灭”表示没有对时信号到达。 3.2 底座端子接线说明 3.2.1 底座接线端子的定义 FM161F 系列模件与 FM131A 底座之间依靠 64 针欧式连接器连接,构成完整的 I/O 单元。查询 电压和现场 DI/SOE 信号直接连接到通过 FM131A 侧边的双层端子上。双层接线端子定义如图 3-1 所示。 FM161F 15路24V硬对时DI/SOE模块 5 说明: V+、V-为 24V 电源的正、负端;(V+、V-与配套底座 FM131A 的四孔(针)连接器的 24V 电源正、负端是相 通的通常,模块的工作电源由 FM131A 的四孔(针)连接器提供,因此 V+、V-不接电源。) C+、C-为 DP 通讯的正、负端;(C+、C-与配套底座 FM131A 的四孔(针)连接器的 DP 通讯正、负端是相通 的。通常,模块的通讯线由 FM131A 的四孔(针)连接器接入,因此 C+、C-不接线。) In+、In-表示 DI/SOE 信号的输入正、负端(n=0~14); I15+、I15-表示硬对时信号的输入正、负端; VC1 为开入通道 0~7 所需的查询电源的正端,VS1 为开入通道 0~7 所需的查询电源的负端; VC2 为开入通道 8~15 所需的查询电源的正端,VS2 为开入通道 8~15 所需的查询电源的负端。 3.2.2 DI/SOE 输入信号接线说明 FM161F 模块端子信号的接线方式有两种:无公共端的接法、共地端的接法。 无公共端型的接法,要求每路 DI/SOE 信号采用两根导线接到 FM131A 的端子上。它的优点是: 每一路信号的接线清晰,查线维护方便。缺点是:要用较多电缆。具体接线如图 3-2 所示: I0+ I1+ I2+ I3+ I4+ I5+ I6+ I7+ I8+ I9+ I10+ I11+ I12+ I13+ I14+ I15+ VC1 VC2 C+ V+ I0- I1- I2- I3- I4- I5- I6- I7- I8- I9- I10- I11- I12- I13- I14- I15- VS1 VS2 C- V- 奇数端子 偶数端子 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 图 3-1 接线端子定义图 FM161F 15路24V硬对时DI/SOE模块 6 图 3-2 无公共端的信号连接(n=2~14) 共地型的接法,要求 15 路 DI/SOE 信号中只有一路信号用两根导线接到 FM131A 的端子上,其 他 14 路信号只把信号正端用一根导线接到 FM131A 的端子上。它的优点是:节省电缆。这种方法 在许多工业现场广泛采用。具体接线如图 3-3 所示: 图 3-3 共地型接法的信号连接(n=2~14) FM161F 15路24V硬对时DI/SOE模块 7 共地型接法适用于现场物理位置相对集中的多个 DI/SOE 信号的情况。它的优点在于节省电缆量。模件选型根 据现场实际需要可灵活选用。需要注意的是每一模块查询电源输入端应该加保险,保险应在 0.2-0.5A 范围内,以防 止意外情况出现烧毁模块。共地型接法的公用线严禁与带电设备的金属外壳短接,防止交流强电串入模块。 3.2.3 24VDC 查询电源接线说明 为保证与现场设备的隔离性,24VDC 查询 电源要求用相对于模块工作电源独立的外接查 询电源,严禁把 FM161F 的工作电源作为查询 电源。 查询电源接线端子是 VC1,VS1,VC2 , VS2。电源的接法如图 3-4 所示: VC1 为开入通道 0~7 所需的查询电源的正端, VS1 为开入通道 0~7 所需的查询电源的负端; VC2 为开入通道 8~15 所需的查询电源的正端, VS2 为开入通道 8~15 所需的查询电源的负端。 3.3 硬对时功能使用说明 FM161F 模块硬对时功能的使用,必须与对时集线器 FM197 配合。对时集线器 FM197 每秒发 出对时信号到系统服务器、I/O 站中的所有 FM161F 模块,保证所有 SOE 信号的时间信息与硬件系 统的系统时间一致。 对时集线器 FM197 时钟可由本地时钟电路产生,也可通过外接 GPS 产生,它由 FM197 面 板上的拨码开关 S1 来设定;FM197 还可以级连,具体详见 FM197 的产品说明书。图 3-5 是接有 GPS 和有一个 FM197 的图例。 FM131A/FM161F 查询电源 24VDC - + In+ 保险 0~15通道的接线 In- VC1 VS1 VC2 VS20.25A 图 3-4 查询电源接法(n=2~14) FM161F 15路24V硬对时DI/SOE模块 8 3.4 工程应用的要求 FM161F 模块在使用过程中,要求每个 FM161F 的所有通道不允许长时间同时导通(即该通道 置“1”),如果模块在此状态下的时间很长,会过度发热导致非正常工作。因此,如果某项工程中 使用了 FM161F 型模块,则在工程的“测点配置” 阶段,应该合理配置 DI/SOE 测点在该模块上的 排布。 要求:1、测点分布均匀。即不要使某个模块的测点过多,而某个模块的测点很少。建议每个 FM161F 模块的实际分布 DI/SOE 测点数不超过 12 个,其余 3 点备用。 2、测点类型分布均匀。即尽量把出现相同状态的几率较小的 DI/SOE 点排布在同一个模 块上,如:把部分汽机侧的 DI/SOE 测点和部分锅炉侧 DI/SOE 测点布到一个模块上。 如果遵循上述原则,可以避免出现 FM161F 的 16 个通道长时间同时导通的情况。同时。在系 统正式调试之前,即本体安装和外围设备安装时,应该关掉查询电源,防止意外烧毁模块。 操作站 服务器 年 月 日 时 分 秒 FM197 对时集 线器 SET SEL UP DOWN 控制网 系统网 操作级 现场级 Prot 2 RS CS T R R D T D C DT A L K / D A T AT AL K GPS 年 月 日 时 分 秒 FM197 对时集 线器 SET SEL UP DOWN FM197主 FM197从 控制站 MACS TM FM161E-48-SOE DI RDY COM 15CH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 FM161F 控制站 FM161F MACS TM FM161E-48-SOE DI RDY COM 15CH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 控制站 FM161F MACS TM FM161E-48-SOE DI RDY COM 15CH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Prot 2 Prot 1 图 3-5 硬对时功能示意图 FM161F 15路24V硬对时DI/SOE模块 9 4 组态参数设置 工作模式选择说明 FM161F 模块配置有两种工作方式,分别为 SOE 方式和 DI 方式;组态时只能选择一种工作方 式进行组态。设置图示如图 4-1 所示。 图 4-1 模块工作方式选择示意图 参数设置说明 模块组态参数只有 2 个字节:参数设置图示如图 4-2 所示。 " Filter parameter ",是软件去抖时间参数选项,参数设置 1~100mS,缺省设置为 10mS。对参 数取值越大的选项,软件去抖时间就越长。 " Data update time ",是数据刷新时间参数选项,参数设置 10~1000mS,缺省设置为 60mS。 图 4-2 模块参数设置示意图 FM161F 15路24V硬对时DI/SOE模块 10 5 技术指标 产品型号 FM161F 输入特性 通道数目 15 (第 16 路为硬对时信号输入通道) 信号类型 DI/SOE 无源触点(干接点) 查询电压 24V DC 查询电流 5mA 阈值电压 ON = 0~12VDC OFF = 18~32VDC 软件消抖时间 1~100ms 组态可选 数据刷新时间 10~1000ms 组态可选 全通道扫描时间 1ms 自诊断功能 对时超时诊断, 上报预设值 开关失效诊断,上报预设值 绝缘 通道与系统隔离电压 1000Vrms 隔离耐压 通讯接口隔离电压 500Vrms 通讯 通讯协议 ProfiBus-DP 通讯速率 1.5Mbps,500kbps,187.5kbps,93.75kbps, 45.45kbps,31.25 kbps, 19.2kbps,9.6kbps 可选 电源 工作电压 24VDC±10% 功率消耗 3.6W@24 VDC 工作环境 工作温度 0~45℃ 存储温度 -15℃~65℃ 相对湿度 5%~95%,无凝结 FM161F 15路24V硬对时DI/SOE模块 11 物理特性 外观尺寸(W*H*D) 114mm×63mm×101mm 安装方式 遵循通用模块的安装方法,与 FM131A 模块连接 防护等级 IP40 防混销编码 1
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