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
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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
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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
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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
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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