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第四章 OVATION系统硬件设备

来源:六九路网


4 OVATION系统硬件设备

4.1 概述

作为一种纵向分层和横向分散的大型综合控制系统,分散控制系统以多层计算机网络为依托,将分布在全厂范围内的各种控制设备的数据处理设备连接在一起,实现各部分信息的共享的协调工作,共同完成控制、管理及决策功能。

分散控制系统硬件设备由三大部分组成:

(1)数据通信网络:数据通信网络连接分散控制系统的各个分布部分,完成数据、指令及其它信息的传递。为保证DCS可靠性,电源、通信网络、过程控制站都采用冗余配置。

(2)工作站:根据站的使用功能不同分为几种不同功能站,包括:服务器、工程师器、操作员站、历史站以及其他功能站。

① 工程师站提供技术人员生成控制系统的人机接口,主要用于系统组态和维护,技术人员也可以通过工程师站对应用系统进行监视。

② 操作员站提供技术人员与系统数据库的人机交互界面,用于监视可以完成数据的状态值显示和操作员对数据点的操作。

③ 历史站保存整个系统的历史数据,供组态软件实现历史趋势显示、报表打印和事故追忆等功能。

(3)控制器(分散处理单元):作为控制中心,控制器采用了冗余的方式达到最大的可靠性、安全性。控制器采用与PC兼容的实时操作系统(全32位优先级多任务系统),以及标准的PC结构和无源的PCI/ISA总线接口。控制器用于现场信号的采集处理,控制策略的实现,并具有可靠的冗余保证、网络通信功能。

下面对控制器、I/O系统及常用卡件等进行详细介绍。

4.2 Ovation控制器

4.2.1 Ovation控制器概述

Ovation分散处理单元DPU由过程控制器、I/O子系统、电源系统和过程控制器机柜组成。

Ovation控制器执行简单或复杂的参数调节、逻辑控制、数据采集、提供与Ovation网络和I/O子系统的通信接口。控制器内部使用标准的PC结构,并提供无源PCI/ISA总线接口,它可以和即插即用的标准PC产品相兼容。

Ovation控制器提供对多应用程序的支持,具有强大的适应性、灵活性、价格优势和控制能力。因为采用了工业标准的硬件和软件平台,控制器的技术可以同步于计算机、通信技术的发展及时升级。Ovation用户只需简单地更换商用的CPU来升级控制器。安装第三方的设备也同样快捷。

从一个全适应的、开放系统的实时操作系统RT为核心到Intel的奔腾处理器,控制器的应用相当灵活。这些灵活性将使技术永远推向更新和更好的平台,并且确保操作和维护成本更低。Ovation控制器具有最大的厂区过程处理能力,诸如执行简单或复杂的参数调节、

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逻辑控制、执行数据采集功能、对高度实时的应用能够实现完全无扰动的冗余切换。Ovation控制器使用多任务商用实时操作系统(RTOS)处理数据。RTOS用来执行和协调多应用区域的控制,与网络进行通信,以及对控制器内部进行统一管理。

1. Ovation控制器的特点

① 具有处理多种应用程序(包括网络)的能力。 ② 能够完全无扰切换。

③ 兼容第三方软件(用于数据通信、控制、用户C语言编程和仿真)。 ④ 支持多任务和优先任务计划。

⑤ 完全符合POSIX10o3 . lb 的开放系统标准。

⑥ 用容易理解的命名方法来增加过程点(优于使用复杂的名称或硬件地址加偏移量的命名法)。

⑦ RTOS所占内存仅为32KB 。

⑧ RTOS存储和启动使用闪存(Flash Memory) (无需电池固化的内存)。 ⑨ RTOS的模块式结构只执行控制算法和通信的功能。 ⑩ 应用软件的组态数据记录在闪存中。

Ovation 控制器只使用于兼容POSIX的RTOS核心部分。该操作系统内嵌于Ovation的控制器中。RTOS通过TCP/IP提供有优先计划的多任务安排和网络通信。

2. 就地I/O接口的特点 ① 高密度:每个控制器最多支持96个Q卡(WDPF统中的I/O卡),或者128个Ovation I/O模块,每个控制器最多提供2个I/O接口,每个I/O接口可有8个分支,每个分支可配置8个I/O模块。

② 高速度:每个分支通信速度为2Mbit/s 。

③ 高可靠性:分支采用串口通信,挂在总线上的单元很少。 ④ 超强的容错能力:总线故障被隔离在一条分支上(8 模块),不影响其他分支。 ⑤ 简单的重新组态。 4.2.2 Ovation控制器硬件

1.Ovation 控制器的组成

Ovation 控制器采用基于奔腾处理器结构及PCI/ISA总线底板的个人计算机结构。PCI是一种32位用于奔腾个人计算机和奔腾处理器中的扩展总线。使用PCI总线作为系统的设计思路,可以支持其他PC设备。

Ovation 控制器可适用于不同的硬件平台。这种灵活性使得控制器可在更新和更好的平台与通用的商用操作系统中移植,可以满足未来的需求。

Ovation 控制器的硬件规格见表4-1。

Ovation 控制器基于PCI/ISA总线,由微处理器(CPU)卡、Flash存储器、网络接口卡、两个I/O接口卡和电源(直流/直流)组成(图4-l )。

微处理器通过IDE接口与Flash存储器(闪存)连接,执行组态时预定的控制策略。控制器通过网络接口卡(NIC)连接到系统控制网络上,使之成为网络上的一个控制站。控制器通过I/O接口卡与现场信号接口,采集现场实时的信号和状态,或向现场设备输出控制信

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表4-1 Ovation控制器的硬件规格

处理器 时钟频率 内存 内存 控制内存 总线结构 I/O模块 点的类型 发生点(有名点)数 Intel奔腾 266MHz 64MB DRAM 32MB 3MB PCI总线 最多128个就地模块 最大量 最多到16000 处理器 模拟量(硬接线) 数字量(硬接线) SOE(硬接线) 过程控制区域 冗余切换时间 I/O采样速度 I/O接口 Intel奔腾 1024 2048 1024 最多5个 小于5ms 10ms~30s PCI总线

图4-1 冗余的Ovation控制器结构

号,实现对生产过程的数据采集和闭环控制。Ovation控制器可以通过相应的I/O接口卡与Q-Line I/O模件和Ovation I/O模块通信。控制器通过I/O接口卡在控制器和I/O模块(或模件)之间传送数据,这些接口卡一般称为I/O接口控制器(IOIC)。

用于与Q- Line I/O模件接口的IOIC卡是PC-QL卡;用于与Ovation I/O模块接口的IOIC卡是PCRL(就地I/O)卡和PCRR(远程I/O)卡。

2.控制器的I/O接口

在控制器的标准PCI总线上,可灵活配置以下I/O接口卡:PCQL就地Q-Line接口卡、

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PCRL Ovation就地I/O接口卡、PCRR Ovation远程I/O接口卡、第三方I/O接口卡。

每个控制器支持两块I/O接口卡,它们可以是Q-Line接口卡PCQL,就地I/O接口卡PCRL或远程I/O接口卡PCRR,或者PCRL和PCRR二者兼而有之。

对于Q-Line模件,每个PCQL卡最多可带四个卡件箱,每个卡件箱可安装12个Q模件,故每个控制器最多可支持96个Q模件。

对于Ovation I/O模块,每个就地I/O接口卡PCRL有8个分支,每个分支上可连接8个Ovation I/O模块(图4-2)。每个控制器(带两块PCRL卡)最多可连接128个I/O模块。I/O分支采用串行通信,速率为2Mbit/s。总线运行速度为31μs/周期。I/O分支之间彼此隔离,可将总线故障隔离在分支(8个I/O模块)范围内。

图4-2 Ovation 带本地I/O 的冗余控制器框图

对于Ovation远程I/O模块,每个远程I/O接口卡PCRR最多可带4个远程节点,每个远程节点有8个分支,每个分支最多可带8个I/O模块,一个控制器(带两块PCRR卡)最多可连接512个远程I/O模块。

3. Ovation 控制器的面板

在控制器面板上设置有如下指示信息(图4-3 )。

① I/O分支状态指示:每个I/O分支有8个具有三种不同颜色(绿、红、黄)的状态指示灯。

绿色:I/O通信OK 。

黄色:通信OK ,但有些I/O模块有故障。 红色:I/O通信故障。 无色:I/O支线未用。

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图4-3 Ovation 控制器面板

② 四个特性字符(P、C、I、E)显示。 绿色P:电源正常。 绿色C:通信正常。

红色I:控制器内部故障。 红色E:控制器外部故障。 ③ 站状态指示。 ④ CPU 工作指示。 ⑤ 控制器诊断指示。 图4-4 冗余控制器与I/O 设备的连接

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4. Ovation 控制器的冗余配置

Ovation 冗余控制器与I/O设备的连接如图4-4 所示现场I/O设备的信号线与I/O模块的接线端子连接。冗余的控制器共用一个I/O子系统,通过输入设备获取现场过程信息,并向现场输出设备输出控制信息。

4.3 Ovation控制器的功能

Ovation 控制器为了满足用户的需求,提供了大量的应用程序和功能,( PID)控制、布尔逻辑控制、特殊逻辑和定时功能、数据采集、SOE处理、过程点传感器/限位检验、过程点报警处理、过程点标度变换、过程点数据远程I/O接口及过程点上标签功能等。标准控制器具有以下功能。

1.控制功能

Ovation 控制器使用奔腾处理器,具有同时处理5个过程控制区域的能力,其扫描频率从10ms到30s可选。每个控制区域的组态中均可包含I/O过程点和处理算法。可实现参数连续(PID)控制、布尔逻辑控制、特殊逻辑和定时功能。

2.历史事件顺序记录

历史事件顺序记录(SOE)用于对过程运行和故障的分析。整体的SOE处理能力由I/O子系统和标准软件提供。SOE可记录用户设定的重要并关量输入状态的变化序列,其分辨率为1/8ms 。

3.报警处理

根据对系统中每个过程点的定义,Ovation控制器在信号输入量程的范围内执行基本报警处理功能。任何一个点报警的状态,将会在Ovation网络上不断地更新和广泛传播。例如,一个点的状态会被标明超出传感器或用户定义的量程范围、改变了状态或超过一个增幅的限制等。

根据用户的要求,报警的报告可以延迟一个用户预定义的时间间隔产生。Ovation控制器可以在用户界面上提供以下6种独立类型的报警报告:4个高限;用户定义高限;最高的增幅限制;4个低限;用户定义低限;最低的增幅限制。

用户界面能够按照用户选择的报警项的重要性来安排报警排序。当报警显示在报警画面上时,它可以标明报警描述为“警报”或“信息”。报警确认功能允讳操作员输入报警确认,报警的复位功能将恢复正常的报警从报警清单中清除。

4.冗余配置

Ovation 控制器能够对不同关键的设备提供冗余配置,这些关键设备包括:网络接口、功能处理器、内存、网络控制器、处理器电源、I/O电源、输入电源、辅助电源和远程I/O通信媒介等。

5.全冗余的控制器配置

全冗余的控制器配备有基于奔腾的双功能处理器、双网络接口、双处理器电源、双I/O电源、双辅助电源、双输入电源和双I/O接口。

每个冗余功能处理器都执行同样的应用程序,其中能与I/O模块通信,并且运行在控制模式下的处理器,称为主处理器,另一个称为备份处理器(或后备处理器),它运行在后备、组态或离线状态。主处理器和备份处理器所处的运行模式被分别称为“控制模式”和“后备

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模式”。

(1)控制模式在控制模式下,主处理器的功能类似一个非冗余的处理器。它直接对I/O模块进行读取、写入和执行数据采集、控制等功能。此外,主处理器还不断地监视后备处理器和网络的运行状态是否良好。

(2)后备模式在后备模式下,后备处理器不与I/O模块通信,但监视和诊断主处理器的状态。后备处理器维持实时控制所需的数据,并且通过Ovation 网络获取所有控制处理器发出的信息,包括过程点数据、算法块的参数和变量点的属性等。

6. 自动纠错控制

Ovation 控制器的冗余功能包括自动纠错控制。即当主控制器发生故障时,“看门狗”检测电路将关闭主控制器的I/O接口,并将错误通知后备控制器。后备控制器马上实现对I/O总线的控制,开始执行过程控制的应用程序,并通过Ovation 网络广播信息。因为后备控制器中算法块一直跟踪着主控制器的输出值、通过对收到的输出信息进行逆运算,在后备控制器接替控制后的第一次控制扫描期间即可对外提供控制数据,故主控制器发生故障后,控制器之间可以做到无扰动切换。触发控制器自动切换的事件可以是控制处理器故障、网络控制器故障、I/O接口故障、控制处理器电源切断或控制处理器复位等。

一旦控制权转移到后备处理器,故障的处理器可以关闭电源。等修理好后,重新接上电源予以启动,这些都对所执行的控制算法没有任何的影响。重新启动后,修理好的处理器检测到它的伙伴处理器处于控制模式下,它会自动充当后备控制器处于后备模式。同时,控制模式下的控制器检测到后备处理器的出现会将功能调整到冗余操作。

4.4 Ovation输入输出子系统

Ovation I/O子系统由功能可组态的输入/输出模块组成,它们通过I/O总线与Ovation控制器通信,用于扩展控制器的过程通道功能。I/O模块提供控制器与生产过程之间的口,实现与现场信号和设备的连接、信号转换及预处理。I/O模块是具有内置容错和诊断能的插入部件,它们可在一个很宽的信号范围内运行,并完成多种功能。

Ovation I/O模块被锁定在I/O基座单元中,I/O基座单元安装在控制器机柜的DIN 架上,通过硬接线与相应的现场设备进行连接。I/O模块可在就地和远程的配置中应用。 4.4.1 Ovation I/O模块的特性

① Ovation I/O模块可用于远程和就地两种方式。

② 模块的分类、组、系列号和版本信息存储在每一个I/O电子模块内。 ③ 模块具有“热插拔”能力,便于维护。

④ 模块状态由标准的LED 指示灯通过不同的颜色指示。 ⑤ 每个控制器最多支持128块就地I/O模块。 ⑥ 每个控制器最多支持512块远程I/O模块。

⑦ Ovation I/O模块有标准模块组件(Standard Module components)和继电器模块组件(Relay Module components)两种类型。其中继电器模块组件有两种基座单元形式。 4.4.2 标准I/O模块组件

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标准的Ovation I/O模块组件(图4-5)的典型结构由模块三部分组成。基座单元包含现场接线的端子单元。

图4-5 标准I/O模块组件

1.I/O基座单元(Base Unit)

I/O基座单元由印刷电路板、各种连接器和塑料固定件组成。它提供现场接线的机构,并实现现场信号与I/O模块之间的连接。基座单元为I/O模块提供电源和低阻抗的接地连接。基座单元用螺钉固定在机柜的DIN 支架上(图4-6)。标准的I/O基座单元分A、B两侧(面对接线端子,左边的是A侧,右边的是B侧),分别用于安装两组I/O模块(每组包括电子模块和特性模块各一块),每侧的端子单元由三个接线端子块A、B、C组成,用于与现场信号连接。基座端头的基座一基座连接器用于I/O基座单元之间的连接。I/O基座的底部提供连接总线,在进行I/O基座单元机械安装时,能实现总线信号及电源的自动连接。辅助电源通过总线为模块提供电源。基座单元的几何尺寸为27.9cm(长)×12.7cm(宽)×16.5cm(高)。

每个I/O 基座可安装2组标准型(Standard)或小型(Compact) I/O模块,即使只安装一组I/O模块,也要使用具有两个端子单元的基座单元。I/O模块可以从基座上带电热插拔。模块上无组态跳线。电子模块与特性模块通过颜色代码识别,并具有电子标识码ID 。

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图4-6 I/O 基座单元与模块安装结构

2.电子模块(Electronics Module) 由逻辑板和现场板两块印刷电路板组成,它们提供现场设备与I/O控制器接口所必需的电子电路。I/O控制器是I/O模块与网络间的接口,它位于ovation 机柜中。电子模块采用带标签的塑料封装,安装在基座单元中。电子模块与适当的特性模块配对应用。

3.特性模块(Personality Module)

由一块完成I/O模块与指定现场设备接口所要求的信号互联功能的印刷电路板组成。典型的特性模块只包含无源的元件,但媒体接人单元模块和远程节点控制器模块,在它们的特性模块中含有用于通信的发送器、接收器和收发器。特性模块直接插在基座单元上。特性模块采用带标签的塑料封装,安装在基座单元中电子模块的旁边。安装时,首先将特性模块安装在基座单元中,然后安装电子模块,并与特性模块互锁在一起,最后用电子模块上方角落的锁销将两个模块锁定在基座单元中。

大部分特性模块没有可组态的跨接器。如果模块有可组态的跨接器,在需要更改它的隐含设置时,为便于组态,必须从特性模块盒中取出电路卡进行设置。

4.特性模块接线图中的缩写符号

在每个特性模块的侧面都有一个简化的接线图标签(在基座单元端子块的上方),这幅图指示来自现场的接线如何与端子块进行连接。表4-2列出了在接线图中常用缩写符号的定义。

脉冲累计模块和LC模块接线图中的缩写符号定义在相应的模块中介绍。

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表4-2 简化接线图中的缩写符号定义 缩写符号 A1~A8+ A1~A8- +IN,-IN 1~16+ 1~16- +I +V P1~P8+ PS+,PS- + - NC 定义 模拟量输入正端 模拟量输入负端 传感器输入的正、负连接端(RTD模块) 触点输入正端连接 触点输入负端连接 接地端 电流输出源连接端 电压输出源连接端 电流回路电源正端 辅助电源接线端 数字输出正端连接 数字输出负端连接,电压和电流输出参考端 常闭触点连接(使用插入X型继电器的KUEP型基座时不用NC端子连接。该端子应保持不连接状态) NO C SRC RTN RSV SH,SH1~SH8 常开触点连接 公共触点连接 电流源连接端 电流源返回端 保留接线端子,这些端子不允许接线 屏蔽接线端 4.4.3 继电器模块组件

Ovation 继电器模块组件由继电器输出基座单元和继电器输出电子模块两部分组成。 1. 继电器输出基座单元

继电器输出基座单元由带连接器的底板、塑料封装和DIN支架紧固机构组成。该基座用于继电器与现场设备接口。来自现场设备的连线连接到基座单元的接线端子块上。继电器输出基座有IC1223(带16个G2R继电器)和1C1222(带12个KUEP 继电器)两种型号。基座单元安装在Ovation机柜的DIN支架上。每个基座单元只含有一个继电器输出电子模块和适当的继电器(G2R或KUEP继电器)。

2. 继电器输出电子模块

继电器输出电子模块是一个提供继电器输出电路板,可在线更换的模块。电路板除I/O总线和总线电源接口外,还含有继电器线圈驱动接口。该模块插在相应的继电器输出基座单元中。

4.4.4 I/O模块的状态指示

I/O模块提供诊断指示和通道状态指示。 L.诊断指示

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在每个电子模块的顶部左上角有四个特性字母诊断指示灯:P(电源)、C(通信)、E(外部故障)、I(内部故障)。这些指示灯用于指示模块的状态,并提醒运行人员关注模块的任何问题。一般红色指示反常条件,绿色指示正常条件或状态。

P (绿):电源OK 指示灯,当模块电源提供正常时,该指示灯亮。 C (绿):通信OK 指示灯,当控制器与模块通信正常及通信时间监视器无通信超时时,该指示灯亮。

E (红):外部故障指示灯,当模块有外部问题时,如公共的辅助电源保险丝断,该指示灯亮。

I (红):内部故障指示灯,当模块内部发生故障时,该指示灯亮,此灯亮时,一般情况下需要更换电子模块。

通信超时还将点亮内部故障指示灯,并熄灭通信OK指示灯。 2. 通道状态指示

每个模块除诊断状态指示灯外的其他指示灯,因模块的功能不同而异。对于数字量通道,绿色表示ON状态,红色表示OFF状态;对于模拟量通道,绿色表示通道正常,红色表示通道出错。

4.4.5 Ovation模块的组态和状态

Ovation模块内部有16个地址(Address Locations),但模块可能不全部使用这16个地址。在每个I/O模块中有四个可能的地址被保留用作特殊用途。其中三个地址用于提供组态(写)寄存器和状态(读)寄存器的信息。四个地址如下。

地址字12 (CHex) :用于报告点特殊的故障信息,并选作扩展组态寄存器。

地址字13(DHex) :在每一个模块中用于组态和状态寄存器,在线时,模块状态提供由控制器读取的诊断信息,状态寄存器可被操作员站上的点信息窗口访问。

地址字14(EHex) :用于作为备用或扩展组态寄存器,只在需要时使用。

地址字15(FHex) :用于模块的电子ID信息寄存器,这个地址和它的用途对所有都是相同的。

4.4.6 I/O模块的类型

Ovation I/O模块包括模拟量输入/输出模块、数字量输入/输出模检测模块、阀定位模块和HART协议接口卡等。常用的I/O模块类型有:4通道3和4线RTD 输入;4通道模拟输出;16通道开关量输入;16通道脉冲计数/累计;16通道SOE ;带SLIM的单回路接口等。

4.5 常用卡件

4.5.1 模拟量输入模块

Ovation模拟量输入模块与相应的特性模块为8个相互隔离的模拟输入提供信号处模、数转换功能。现场输入由适当的特性模块进行浪涌保护和处理,然后送至电子模块转换。

模拟量输入模块根据输入电压的量程范围不同,有六组电子模块,它们的型号分别是1C1113G01,提供±20mV的电压输入;1C1113G02,提供±50mV的电压输入;1C1113G03,提

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供±100mV的电压输入;1C1113G04,提供±1V的电压输入;1C1113G05,提供±5V的电压输入;1C1113G06,提供±10V的电压输入。

根据输入信号的类型,有四组特性模块,它们的型号分别是:1C31116G01,提供电压模拟量输入;1C31116G02,提供现场供电电流模拟量输入;1C31116G03,提供就地供电电流模拟量输入;1C31116G04,提供带热电偶冷端补偿的温度传感器电压模拟量输入。

上述电子模块和特性模块的不同组合,可完成不同的模拟信号输入功能。Ovation模拟量输入子系统如表4-3所示。

表4-3 模拟量输入子系统 输入信号量程范围 ±20mV ±50mV ±100mV ±20mV带补偿(热电偶) ±50mV带补偿(热电偶) ±100mV带补偿(热电偶) ±1VDV ±5VDV ±10VDV 0~20mA现场供电 0~20mA就地供电 通道数 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 ①①①电子模块型号 1C1113G01 1C1113G02 1C1113G03 1C1113G01 1C1113G02 1C1113G03 1C1113G04 1C1113G05 1C1113G06 1C1113G05 1C1113G05 特性模块型号 1C31116G01 1C31116G01 1C31116G01 1C31116G04 1C31116G04 1C31116G04 1C31116G01 1C31116G01 1C31116G01 1C31116G02 1C31116G03 ① 在使用带温度传感器的模拟量输入模块时,提供第九个逻辑通道(不连接现场设备),该通道用于连接冷端补偿温度输入。

模拟量输入子系统的组4特性模块( lC31116G04 )含有一个温度传感器集成电路,用于测量该模块端子块的温度,以为热电偶输入提供冷端温度补偿。该模块与端子块盖1C31207H01 合用,以保持端子块和传感器范围内温度的均匀。盖覆盖整个基座单元,但传感器只准确测量传感器安装的特性模块所在的半个盖下面的温度。因此,若盖下面的两个模块都要求进行冷端补偿,则这两个模块都要求采用组4 特性模块。

提供端子块温度测量性能的组4 特性模块具有以下技术指标:采样速率最大600ms ;采样速率典型300ms;分辨率,±1/2℃(±0.9℉下);精度,±1℃,在。0~70℃范围内(±0.9℉下,在32~158℉范围内)。

热电偶有不同的类型,其测量温度的范围和热电势与温度间的转换系数因类型而异。用户可利用点组态工具Point Builder 中的仪表标签(Instrumentation tab)来选择现场使用的热电偶类型(如B或TB、E或TE、J或TJ、K或TK、R或TR、S或TS、T或TT)。Ovation 系统将根据选择的热电偶类型来确定热电偶隐含的mV-℃(mV -℉)转换系数。如果用户自己输入新的系数值,则该新值将保留到用户选择另一种热电偶类型为止。然后,转换系数的值将换成新选的热电偶类型的隐含转换系数值。

1.模拟量输入模块的技术特性

模拟量输入模块的技术特性如表4-4所示。

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表4-4 模拟量输入模块技术特性

性 能 通道数 输入范围 分辨率 8 ±20mV,±50mV,±100mV,±1V,±5V±10V,4~20mA 13位(包括极性) 输入满量程-25%~100%范围的精度:±0.10%,量程上限±10μV±保证精度(25℃) 1/2LSB@99.7%系数 输入满量程-100%~-25%范围的精度:±0.15%,量程上限±10μV±1/2LSB@99.7%系数 温度系数 输入阻抗 组G01~G05 组G06(仅±10V输入) 偏置和增益温度漂移补偿 0~60℃范围内,量程±24μV的±0.24% 10MΩ 2MΩ 自动 内部模块运行故障 诊断功能 超限检测 热电偶输入断线检测 电流输入开路/熔断器断路检测 绝缘隔离: 通道对通道 通道对逻辑电路 正态干扰抑制比 1000VAC/DC 1000VAC/DC 60dB,在50Hz±1/2%或60Hz±1/2% 30dB(典型的),在50Hz±5%或60Hz±5% 120dB在DC,电源线频率和它的谐波±1/2%跟踪 100dB(典型的)额定线频率±5%和谐波 主电源:2.5W 典型的;3.38W 最大的 辅助电源:当使用1C1116G03时,24VDC 3.84W 典型的 运行温度范围 0~60℃ 数 值 共态干扰抑制比 模块电源 2.模拟量输入端子块接线信息

在每个特性模块的侧面都有一个简化的接线图标签(在基座单元端子块的上方)图指示来自现场的接线如何与端子块进行连接。图4-7是模拟量输入特性模块的接线图。

标准的模拟量信号,应采用带屏蔽的双绞线与现场接口。对于模拟量输入,信号负端屏蔽端应紧连在一起,并在机柜侧或现场设备侧接地,以保证信号线的一端接地。这样做目的是避免信号线两端同时接地可能形成的共模干扰对输入通道信号的影响。

3.模拟量输入模块的地址设置

(1)组态和状态寄存器字地址13 (DHex)提供模块组态和模块状态。作员站上的点信息窗口读取模块状态寄存器的内容。表4-5列出了模拟量输入组态/状态寄存器各位的定义。

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图4-7 模拟量输入特性模块端子块接线图

表4-5 模拟量输入组态/状态寄存器(地址13或DHex) 位 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 数据描述-组态寄存器(写) 组态模块 强制出错 不用 不用 不用 不用 不用 不用 50/60Hz选择(1=50Hz,0=60Hz) 如果出现,使用线同步(1=使用) 不用 不用 不用 不用 不用 不用 数据描述-状态寄存器(读) 模块已组态(1=已组态,0=未组态) 内部或强制出错(1=强制出错,0=非强制出错) 不用(0) 不用(0) 不用(0) 不用(0) 不用(0) 不用(0) 50/60Hz系统(1=50Hz,0=60Hz) 使用线同步 线频率跟踪激活 EEPROM程序可用 PSD发生器故障 内存出错(EPROM校验和或静态RAM出错) 温度传感器故障 点出错(参见表4.7)

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(2)扩展组态和状态寄存器字地址14 (EHex)用于电流/电压组态/状态寄存器,少各位的定义如表4-6所示。在正常运行时,对于电压输入该寄存器的隐含状态是“0”。其相8位是组态位,它们被写入模块和从模块读出。高8位是只读的状态位,它们指示已被组态为电流输入的那些通道的熔断器的状态。

表4-6 扩展组态/状态寄存器(地址14或EHex) 位 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 数据描述-电流/电压组态(写) 选择点1电流/电压(1=电流) 选择点2电流/电压(1=电流) 选择点3电流/电压(1=电流) 选择点4电流/电压(1=电流) 选择点5电流/电压(1=电流) 选择点6电流/电压(1=电流) 选择点7电流/电压(1=电流) 选择点8电流/电压(1=电流) 不用 不用 不用 不用 不用 不用 不用 不用 数据描述-电流/电压状态(读) 选择点1电流/电压(1=电流) 选择点2电流/电压(1=电流) 选择点3电流/电压(1=电流) 选择点4电流/电压(1=电流) 选择点5电流/电压(1=电流) 选择点6电流/电压(1=电流) 选择点7电流/电压(1=电流) 选择点8电流/电压(1=电流) 点1电流熔断器(1=熔断) 点2电流熔断器(1=熔断) 点3电流熔断器(1=熔断) 点4电流熔断器(1=熔断) 点5电流熔断器(1=熔断) 点6电流熔断器(1=熔断) 点7电流熔断器(1=熔断) 点8电流熔断器(1=熔断) (3)点质量寄存器字地址12 (CHex)存器各位的定义如表4-7所示

表4-7 点质量寄存器(地址12或CHex) 点 位 1 0 1 2 3 4 5 6 7 说明 自动校准合理性检查失败 超范围输入/熔断丝/开路/热电偶开路 自动校准合理性检查失败 超范围输入/熔断丝/开路/热电偶开路 自动校准合理性检查失败 超范围输入/熔断丝/开路/热电偶开路 自动校准合理性检查失败 超范围输入/熔断丝/开路/热电偶开路 点 5 位 8 9 10 11 12 13 14 15 说明 自动校准合理性检查失败 超范围输入/熔断丝/开路/热电偶开路 自动校准合理性检查失败 超范围输入/熔断丝/开路/热电偶开路 自动校准合理性检查失败 超范围输入/熔断丝/开路/热电偶开路 自动校准合理性检查失败 超范围输入/熔断丝/开路/热电偶开路 2 6 3 7 4 8 注:1.自动校准合理性检查失败:当自动校准零或参考读数超出容限时,该位被设置为“1”。 2.超范围输入/熔断丝/开路/热电偶开路:在下列情况下,该位被设置为“1”:电压输入组态,对所有特性模块,当从输入读到的值超出全量程范围的125%时;电流输入组态,对组5特性模块,当检测到的输入小于2.5mA或出现大于25mA全量程的超范围输入时。

4.模拟量输入模块的诊断指示

模拟量输入模块的诊断LED指示描述如表4-8所示。

51

表4-8 模拟量输入模块诊断LED 指示 LED指示 P(绿色) C(绿色) I(红色) 说 明 电源OK显示。当+5V电源正常时,该LED点亮 通信OK显示。当控制器与模块通信正常时,该LED点亮 内部出错显示。模块除失电以外的任何类型的出错,均点亮该LED。可能的原因包括:模块初始化;I/O总线出现超时;EPROM检验和出错或静态RAM出错;PSD发生器故障;模块复位;模块输入电源(+24V)不正确;模块未标定;控制器已发出强制出错指令 CH1~CH8(红色) 通道出错。当有一个以上的通道出错时,相应通道的LED点亮。可能的原因包括:正超限;输入电压大于全量程值的+125%;负超限:输入电压小于全量程值的-125%;当模块组态为电流输入时,电流输入回路开路或熔断丝断;自动校准读数超出范围 4.5.2 热电阻RTD模块

RTD模块用于将反映温度的热电阻转换成数字化数据传送给控制器。RTD模块根据与特

性模块的兼容性,有两组电子模块,它们的型号1C31161G01,转换所有范围的热电阻输入,它只与1C31164G01特性模块兼容(不能用于CE Mark系统);1C31161G02,转换所有范围的热电阻输入,它只与IC31164G02特性模块兼容(用于CE Mark系统)。

相应地,RTD模块有两组特性模块,它们的型号分别是:1C31164G01,转换所有范围的热电阻输入,它只与1C31161G01电子模块兼容(不用于新系统,也不能用于CE Mark系统);1C31164G02 ( 50/60Hz滤波),转换所有范围的热电阻输入,它只与1C31161G02电子模块兼容(用于CE Mark系统)。

1.RTD 模块的技术特性

RTD 模块的技术特性如表4-9所示。

表4-9 RTD 模块的技术特性 性 能 通道数 采样速率 RTD范围 分辨率 保证精度(25℃) 温度系数 绝缘隔离: 通道-通道 通道-逻辑 输入阻抗 4 每秒钟4次(在自动校准期间,每秒钟2次) 参见表4.10 12位 0.10%-6数 值 ±-1[0.045(Rcold/Rspan)]% ±[(Rcold+Rspan)/4096OHM]% ±[0.5OHM/Rspan]% ±10μV±1/2LSB 10×10℃ 800VAC/DC 800VAC/DC 100MΩ 1MΩ,关闭电源(对于输入电压0~0.1V) 模块功率 3.6W 典型;4.2W 最大 52

运行温度范围 存储温度范围 湿度 0~60℃ -40~85℃ 0~95% 表4-10 为RTD 热电阻的范围。

表4-10 RTD 热电阻范围 标度号 (Hex) 1 2 D 11 19 22 23 26 28 80 81 82 83 84 85 86 87 88 线制 类型 温度/℃ 冷端电阻/Ω 热端电阻/Ω 激励电流/mA 精度计数 精度量程/% 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 CU CU CU CU PL PL PL NI NI PL PL PL PL PL PL PL PL PL -18~649 -18~150 0~140 0~110 -14~168 0~269 0~561 0~70 0~122 0~290 180~230 0~370 268~342 0~51 0~103 0~211 0~379 264~350 6 8.5 50 53 92 100 100 120 120 100 168 200 402 100 100 100 100 200 106.3 16.5 80 78 163.67 200 301 170 225 208 186 473 452 120 140 180 240 230 0.1556 1.51 1.0756 1.1291 0.5121 0.4087 0.2554 0.5240 0.3682 0.3921 0.5240 0.1675 0.2142 0.7860 0.6386 0.4644 0.3296 0.4170 9 13 11 12 11 10 10 13 11 10 30 12 29 19 13 11 10 24 0.22 0.32 0.27 0.30 0.27 0.25 0.25 0.32 0.27 0.25 0.74 0.30 0.71 0.47 0.32 0.27 0.25 0.59 2.RTD 端子块接线信息 (1)使用特性模块1C31164G01的Non-CE Mark系统的端子块接线 RTD特性模块1C31164G01的端子块连接如图4-8 所示。

图4-8 RTD 特性模块1C31164G01 的端子块连接

(2)使用特性模块1C31164G02的CE Mark系统的端子块接线 RTD特性模块1C31164G02的端子块连接如图4-9所示。

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图4-9 RTD 特性模块1C31164G02 的端子块连接

3.RTD模块的地址设置

(l)组态和状态寄存器字地址13 ( DHex)的低字节用于模块组态;高字节用于定义通道2的量程。状态寄存器的内容可通过操作员站上的点信息窗口读取。表4-11出了RTD 组态/状态寄存器各位的定义。

表4-11 RTD 组态/状态寄存器(地址13或DHex) 位 0 1 2 3 4 5 6 7 8~15 数据描述-组态寄存器(写) 组态模块 强制出错 不用 不用 不用 50/60Hz选择(1=50Hz,0=60Hz) 使能线频率跟踪 诊断位(不用) 通道2量程组态 数据描述-状态寄存器(读) 模块已组态(1=已组态,0=未组态) 内部或强制出错(1=强制出错,0=非强制出错) 点故障位(当任何点出现特殊故障时,被置位) 卡故障位(在卡失效时被置位) 警告位(在上电或组态期间被置位) 50/60Hz选择回读(1=50Hz,0=60Hz) 线频率跟踪使能信号状态 同步故障位(在线频率跟踪使能的情况下,SYNC遗失或合理性检查失败时被置位) 通道2量程组态回读 当位7设置为诊断模式时,组态寄存器的位0~6代表一个Micro控制器内存的字地址。 注意:线频率跟踪功能目前不受Ovation I/O系统的支持。 (2)扩展组态和状态寄存器字地址14 (EHex)用于定义通道3和通道4的量程。表4-2列出了扩展组态/状态寄存器各位的定义。

表4-2 扩展组态/状态寄存器(地址14或EHex) 位 0~7 8~15 数据描述-组态(写) 通道3量程组态 通道4量程组态 数据描述-状态(读) 通道3量程组态回读 通道4量程组态回读 (3)点状态寄存器(读)字地址12 (CHex)低字节用于点状态,高字节在写期间用于定义通道3和4的量程。表4-3列出了点状态寄存器各位的定义。

表4.13 点状态寄存器(地址12或CHex) 位 0 1 2 3 数据描述-组态(写) 保留用于点状态 保留用于点状态 保留用于点状态 保留用于点状态 数据描述-状态(读) 通道1,合理性检查失败(Zero或Common模式) 通道1,电流回路合理性检查失败 通道2,合理性检查失败(Zero或Common模式) 通道2,电流回路合理性检查失败 54

4 5 6 7 8~15 保留用于点状态 保留用于点状态 保留用于点状态 保留用于点状态 通道1量程组态 通道3,合理性检查失败(Zero或Common模式) 通道3,电流回路合理性检查失败 通道4,合理性检查失败(Zero或Common模式) 通道4,电流回路合理性检查失败 通道1,量程组态回读 4.RTD 模块的诊断指示

RTD 模块的诊断LED指示描述如表4-14所示。

表4-14 RTD模块诊断LED指示 LED指示 P(绿色) C(绿色) 说 明 电源OK显示。当+5V电源正常时,该LED点亮 通信OK显示。当控制器与模块通信正常时,该LED点亮 内部出错显示。在下列情况下,点亮该LED:组态寄存器的强制出错位被置位;I(红色) 当控制器停止与模块通信时,出现“看门狗”定时器超时;当IMOK信号为假(0)时,它指示部分或全部逻辑地对输入通道故障 CH1(红色) CH2(红色) CH3(红色) CH4(红色) 通道出错。当通道1出错时,该LED点亮 通道出错。当通道2出错时,该LED点亮 通道出错。当通道3出错时,该LED点亮 通道出错。当通道4出错时,该LED点亮 4.5.3 模拟量输出模块

Ovation 模拟量输出模块用于CE Mark 系统。该模块采用低功率智能12位串行数/

模转换器(DAC)提供四个隔离的输出通道。串行时钟和数据可每1. 5ms更新一次。采用光电隔离器实现高压隔离。

模拟量输出模块根据输出电压/电流的量程范围不同,有四组电子模块,型号分别1C31129G01,提供0~5VDC的电压输出;1C31129G02,提供0~10V的电压输出;1C31129G03,提供0 ~20mA带诊断的电流输出;1C31129G04提供0 ~20mA不带诊断的电流输出。

模拟量输出模块有一组特性模块,其型号是1C31132G01,它从电子模块发送现场信号到端子块输出。

1.模拟量输出模块的技术特性

模拟量输出模块(电子模块1C31129,特性模块1C31132)的技术特性如表4-15所示。

表4-15 模拟量输出模块的技术特性 性 能 通道数 最大更新时间 输出范围 分辨率 保证精度(25℃) 温度系数 4 2ms 0~5V,0~10V,0~20mA 12位 满量程的0.1% 30×10℃ 55

-6-1数 值

用户回路电压 绝缘隔离: 通道-通道 通道-逻辑 输出负载: 电流 电压 模块功率: 电流输出 电压输出 运行温度范围 存储温度范围 湿度 电流回路输出电源由模块提供 1000VAC/DC 1000VAC/DC 0Ω最小,750Ω最大 10mA最大 4W 典型;6W 最大 2W 典型;3W 最大 0~60℃ -40~85℃ 0~95% 2.模拟量输出端子块接线信息

模拟量输出(1C31132G01)的端子块连接如图4.10所示。

图4.10 模拟量 特性模块1C31132G01 的端子块连接

3.模拟量输出模块的地址设置

(1)组态和状态寄存器字地址13(DHex)同时提供模块的组态和状态。状态寄存的内容可通过操作员站的点信息窗口读取。表4-16列出了模拟量输出组态/状态寄存器各的定义。

表4-16 模拟量输出组态/状态寄存器(地址13或DHex) 位 0 1 2 3 4 5 6 7 数据描述-组态寄存器(写) 组态 强制出错 通信停止位 通信停止位 通信停止位 保持输出 不用 禁止供电 数据描述-状态寄存器(读) 模块已组态(1=已组态,0=未组态) 强制出错状态(1=强制出错,0=非强制出错) 通信停止位0 通信停止位1 通信停止位2 保持输出 不用 禁止供电 注:位0:模块被组态,则位0被置位。在用写操作将组态位置位之前,模块不能被读,并不能运行。

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位2、3和4:这些位用于选择通信停止周期(表4-17)。

位5:该位是在通信停止期保持输出位。如果位5被置位,并且在定义的时间周期内与模块没有通信,通信LED将熄灭,内部出错LED点亮,但输出将保持原来的值。如果位5没有被置位,在定义的时间周期内与模块没有通信,则输出将复位为0,并点亮内部出错LED。

表4-17 为模拟量输出通信停止周期的设置。

表4-17 模拟量输出通信停止周期的设置 Timeout位4 0 0 0 0 1 1 1 1 Timeout位3 0 0 1 1 0 0 1 1 Timeout位2 0 1 0 1 0 1 0 1 Timeout周期 16s 4s 2s 1s 500ms 250ms 125ms 62ms 注:1.Time-out有±35%的容限。

2.对寄存器0、1、2、3、12或13执行写或读操作时将复位定时器。 3.模块上电以后,Timeout时间周期自动选择16s。

(2)输出电流状态寄存器字地址12 (CHex)用于诊断的只读寄存器。从该寄存器可以读到过电流和欠电流状态位。表4-18列出了每个通道的过电流和欠电流位。过电流位用于电压组和电流组。欠电流位只对电流组有意义。电压输出组不提供欠电流位。

表4-18 输出电流状态位(地址12) 位 0 1 2 3 说 明 通道1过欠流 通道1过欠流 通道2过欠流 通道2过欠流 位 4 5 6 7 说 明 通道3过欠流 通道3过欠流 通道4过欠流 通道4过欠流 同时设置某一通道的过电流位和欠电流位表明该通道现场卡电源的丧失。过电流和欠电流位指示输出电流的状态,而不是指回路电流。(注意:组4电流输出现场卡没有这些诊断能力,其过电流和欠电流位被固定为逻辑0状态。由于组4模块没有诊断,其信息对支持冗余逻辑计算的Ovation 控制器无效。组1和组2模块没有欠电流指示。)

4. 模拟量输出的诊断指示

模拟量输出模块的诊断LED 指示描述如表4-19所示。

表4-19 模拟量输出模块诊断LED指示 LED指示 P(绿色) C(绿色) I(红色) 说 明 电源OK显示。当+5V电源正常时,该LED点亮 通信OK显示。当控制器与模块通信正常时,该LED点亮 在下列情况下,点亮该LED:组态寄存器的强制出错位被置位;当控制器停止与模块通信时,出现“看门狗”定时器超时 57

通道出错。过电流或欠电流指示 对于组1、2和3模块,当模块上电后,直到被组态之前,该LED点亮 CH1~ CH4(红色) 对于组1和2模块,过电流输出或丧失输出D/A转换器电源时,该LED点亮 对于组3模块,过电流/欠电流输出或丧失输出D/A转换器电源时,该LED点亮 组4模块没有诊断LED显示 4.5.4 数字量输入模块

数字量输入模块适用于CE Mark 系统,含有16个通道。每个通道具有检测输入ON 或OFF 状态的电平感应电路。模块可具有16个隔离的差动输入,或16个单端(公共返回)数字输入,板上具有用于辅助电源熔断器的检测电路。根据输入是差动的,或是单端的选择不同的特性模块。由模块中专门的卡组来确定模块监视的输入电平。

单端输入组态的现场侧电路如图4-11所示;对于差动输入组态则如图4.12所示。输入电阻用于正常模式的冲击电流保护,和正常运行期间的限流。光隔离器提供现场侧和逻辑或I/O总线侧之间的高绝缘隔离。

图4-11 单端数字量输入前端电路

图4-12 差动数字量输入前端电路

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单端数字量输入组态有一个用于监视辅助电源的电路(Blown Fuse Monitor)。在下面两种情况下,监视器电路将向控制器报告熔断丝烧断状态,并发出警示:特性模块上的熔断丝烧断;辅助电源电平低于ON 输入电压的最小值。

数字量输入模块根据输入电平的不同,有两组电子模块,它们的型号分别是:1C31107G01,提供24/48V AC/DC的单端或差动输入;1C31107G02,提供125V AC/DC的单端或差动输入。

根据输入信号的输入方式,也有两组特性模块,它们的型号分别是:1C31110G01,提供单端的数字量输入;1C31110G02,提供差动的数字量输入。

如果数字量输入子系统使用1C31110G01 特性模块(组态16个单端输入),所要求的电压源可以从模块内部的辅助电源获取,也可以从外部电源获取。

1.数字量输入模块的技术特性

数字量输入模块(1C31107,1C31110)的技术特性如表4-20所示。

表4-20 数字量输入模块的技术特性 性 能 通道数 输入范围 触点状态改变传递延迟 24/48VDC 24VAC 125VDC 125VAC 电缆长度 诊断 绝缘隔离: 通道-通道 通道-逻辑 模块功率: 运行温度范围 存储温度范围 湿度 16 参见表4.21 1.9ms最小,25.5ms最大 1.9ms最小,17.0ms最大 1.9ms最小,35.0ms最大 1.9ms最小,45.0ms最大 1000ft最大(1ft=0.3048m) 内部模块运行故障,熔断器检测 1000VDC,500VAC 1000VAC/DC 主电源:1.1W 典型;1.5W 最大 0~60℃ -40~85℃ 0~95% 数 值 表4-21 数字量输入范围 ON输入电压/VDC或输入电平 最小 24VDC 24VAC 48VDC 125VDC 125VAC 18 22 18 75 85 VAC 最大 60 30 60 132 132 OFF输入电压/VDC或VAC 最大 9 7 9 55 40 ON输入电流/mA 最小 0.6 2.8 0.6 0.65 8.2 最大 2.6 5.5 2.6 2.0 13.5 OFF输入电流/mA 最大 0.33 0.6 0.33 0.37 1.9 前端功率/W 典型 0.75 0.8 1.5 2.8 3.3 59

2.数字量输入端子块接线信息

数字量电压输入特性模块的端子块连接如图4-13所示。

图4.13 数字量电压输入特性模块的端子块连接

3.数字量输入模块的地址设置

字地址13(DHex)同时提供数字量输入模块的组态和状态。状态寄存器的内容可通过操作员站的点信息窗口读取。

表4-22列出了数字量输入模块组态/状态寄存器各位的定义。

表4.22 数字量输入模块组态/状态寄存器(地址13或DHex) 位 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 数据描述-组态寄存器(写) 组态模块 强制出错 未定义 未定义 未定义 未定义 熔断器检测允许 诊断位(不用) 未定义 保留 未定义 未定义 未定义 未定义 未定义 未定义 数据描述-状态寄存器(读) 模块已组态(1=已组态,0=未组态) 强制出错状态(1=强制出错,0=非强制出错) 未定义 未定义 未定义 未定义 熔断器检测允许(1=熔断器检测允许;0=熔断器检测禁止) 熔断器烧断允许(1=熔断丝烧断或辅助电压丧失;0=熔断丝OK,辅助电源存在) 保留 保留 保留 未定义 未定义 未定义 未定义 未定义 4.数字量输入模块的诊断指示 数字量输入模块的诊断LED指示描述如表4-23所示。

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表4-23 数字量输入模块诊断LED指示 LED指示 P(绿色) C(绿色) 说 明 电源OK显示。当+5V电源正常时,该LED点亮 通信OK显示。当控制器与模块通信正常时,该LED点亮 外部故障指示,当状态寄存器的熔断器烧断状态位(位7)被置位时,该LED点亮。E(红色) 它指示现场电源熔断器被烧断或辅助电源丧失。如果状态寄存器的熔断器检测允许状态位(位8)被控制器设置成禁止状态,则该LED永远不会被点亮 I(红色) 内部故障指示。当组态寄存器的强制出错位被置位时;或当控制器停止与模块通信时,出现“看门狗”定时器超时 时,该LED被点亮 CH1~ CH16(绿色) 点状态指示LED。当LED相应通道的输入电压大于通道最大ON输入电压时,LED点亮 4.5.5 数字量输出模块

数字量输出模块用于CE Mark系统。它有16个汇流晶体管输出,具有60VDC、500mA负

载的切换能力。

数字量输出模块提供可组态的通信超时周期和指示每个输出状态的LED指示灯。

数字量输出模块有一组电子模块,其型号是:1C31122G01,用于切换60VDC负载。根据输出接口的对象,数字量输出模块有三组特性模块,它们的型号分别是1C31125G01,用于数字量输出模块通过端子块与现场信号接口;1C31125G02,在就地供电(由I/O 底板的辅助电源供电)方式下,用于数字量输出模块与继电器模块接口,它也可以用于数字量输出模块通过端子块与现场信号接口;IC31125G03,在远程供电(由继电器模块供电)方式下,用于数字量输出模块与继电器模块接口,它也可以用于数字量输出模块通过端子块与现场信号接口。

1.数字量输出模块的技术特性

数字量输出模块(1C31122,1C31125)的技术特性如表4-24所示。

表4-24 数字量输出模块的技术特性 性 能 通道数 输出电压: OFF电压(最大) ON电压(最大) 输出电流: OFF电流(最大) ON电流(16个输出合计,最大) 特性模块组1 特性模块组2 特性模块组3 ON电流(单个输出,最大) 16 60VDC 1.0V @500mA 0.2V @500mA 25μA@TA=25℃,VDS=60VDC 25μA@TA=60℃,VDS=60VDC 受熔断器容量限制 890mA最大,16个输出合计 2.2A最大,16个输出合计 受继电器模块上的熔断器限制 500mA 数 值 61

熔断器检测: 运行电压范围 最大传递时间 绝缘隔离: 通道-逻辑 15V≤现场供电电压≤60V 2.5ms最小,Rload=500Ω 1000VAC/DC 主电源:2.2W 典型;3.3W 最大 不用继电器板辅助电源: 带16个继电器的固态继电器板5.9W(24V)典型 模块功率 带16个继电器的G2R板10.87W(24V)典型 带8个C型继电器的KUEP板15.84W(24V)典型 带16个C型继电器的2KUEP板31.68W(24V)典型 带8个X型继电器的KUEP板11.28W(24V)典型 带16个X型继电器的2KUEP板22.56W(24V)典型 运行温度范围 存储温度范围 湿度 0~60℃ -40~85℃ 0~95% 2.数字量输出端子块接线信息 数字量输出特性模块(1C31125)的端子块连接如图4、14所示。

图4-14 数字量输出特性模块(1C31125)的端子块连接

3.继电器板及应用

继电器板用于切换各种现场设备所要求的大电流和高电压。数字量输出模块通过组2 和组3特性模块和标准电缆与继电器模块接口。表4-25提供了三种标准继电器模块的有关信息。

表4-25 示数字量输出继电器板 可否用继电器模块 于CE Mark 系统 36.8cm长 否 7.75cm宽 10.46cm高 16 尺寸 通道数 3.5A,250VAC(2固态(1正常地打开) 5℃) 1.65A,250VAC(60℃) 触点类型 触点规格 输入功率 连接电缆 5A22410G01固态 246mA典型 310mA最大,26.4V 5A26148 62

36.8cm长 否 7.75cm宽 10.46cm高 45.09cm长 可 7.75cm宽 6.05cm高 49.5cm长 可 7.75cm宽 9.53cm高 49.5cm长 可 7.75cm宽 9.53cm高 49.5cm长 可 7.75cm宽 9.53cm高 16 项目指定 项目指定 项目指定 5A26149 16 16 16 16 246mA典型 310mA最大,26.4V 453mA典型 610mA最大,26.4V 1.32A典型 1.8A最大,26.4V 940mA典型 1.27A最大,26.4V 5A26149 5A26149 5A26148 5A26148 5A22410G02固态 5A22411G01 G2R型(小功率电机) 5A22412G01 KUEP型(大功率电机) 5A22412G02 KUEP型(大功率电机) 5A22412G03 KUEP型(大功率电机) 固态(1正常地打开) 1.0A,200VDC(60℃) 机械 (1C型) 10A,250VAC 10A,30VDC 机械 (2C型) 10A,250VAC 3A,150VDC 机械 (X型) 10A,250VAC 10A,150VDC 4. 数字量输出模块的地址设置

字地址13 ( DHex)提供数字量输出模块的组态和状态。状态寄存器的内容可以在操作员站通过点信息窗口读取。表4-26列出了组态寄存器和状态寄存器各位的定义。

表4.26 数字量输出组态/状态寄存器(地址13或DHex ) 位 0 1 2 3 4 5 6 7 数据描述-组态寄存器(写) 组态 强制出错 通信停止位 通信停止位 通信停止位 通信停止时,输出保持其状态不变 不用 允许熔断器检测电路(1=允许) 数据描述-状态寄存器(读) 已组态(1=已组态,0=未组态) 强制出错(1=强制出错,0=非强制出错) 通信停止位0 通信停止位1 通信停止位2 通信停止时,输出保持其状态不变 提示熔断器检测电路的状态(1=现场电源熔断器熔断) 允许熔断器检测电路(1=允许) 表4-27为数字量输出通信到时周期(Timeout Period)的设置。

表4-27 数字量输出通信设置 位4 0 0 0 0 1 1 1 1

位3 0 0 1 1 0 0 1 1 位2 0 1 0 1 0 1 0 1 Timeout周期 16s 4s 2s 1s 500ms 250ms 125ms 62ms 63

5. 熔断器检测电路

状态寄存器中的位6允许控制器监视现场电源熔断器的状态,并通过“EXTERNAL ERROR (外部出错)”LED 给出该状态的可视指示。

控制器通过向组态寄存器的位7写入“1”来使能该项特性。如果使能该特性,且现场电源电压处于15VDC和60VDC之间,检测电路通过熄灭“EXTERNAL ERROR”LED,并使模块状态寄存器的位6复位来指示现场电源熔断器OK。如果使能该特性,而现场电源电压低于0.4VDC ,则检测电路通过点亮“EXTERNAL ERROR”LED ,并使模块状态寄存器的位6置位来指示现场电源熔断器断路。

如果现场电源电压低于15VDC,输出电路仍运行,但熔断器检测电路可能不能给出熔断器状态的准确指示。在这种情况下,可以通过向组态寄存器的位7写入“0”来禁止熔断器检测电路特性。

该电路特性可总结如下:15VDC<现场电源电压<60VDC,则熔断器OK;0.4VDC<现场电源电压<15VDC,未定义;现场电源电压<0.4VDC,熔断器断路;模块上电复位后,熔断器检测电路功能被禁止。

6. 数字量输出模块的诊断指示

数字量输出模块的诊断LED指示描述如表4-28所示。

表4.28 数字量输出模块诊断LED指示 LED指示 P(绿色) C(绿色) 说 明 电源OK显示。当+5V电源正常时,该LED点亮 通信OK显示。当控制器与模块通信正常时,该LED点亮 外部故障指示,当熔断器断路,且熔断器检测电路特性使能时,该LED点亮。组E(红色) 态寄存器的熔断器烧断状态位(位7)用于使能或禁止熔断器检测电路特性(1=使能) I(红色) 内部故障指示。当组态寄存器的强制出错位被置位时;或当控制器停止与模块通信时,该LED被点亮 点状态指示LED。当LED点亮时,表示相应通道的输出为ON状态;当LED不亮时,表示相应通道的输出为OFF状态 CH1~ CH16(绿色) 4.5.6 继电器输出模块

Ovation继电器输出模块由电子模块、基座和继电器组成。继电器输出模块提供向现场

场设备切换大电流下的大交流和直流电压的手段。有两种不同的继电器输出基座,每个基座含有12个或16个继电器。含12个继电器的基座能够在大电流下切换较大的直流电压。

每个继电器输出基座与一个继电器输出电子模块一起完成继电器和Ovation I/O控制器之间的接口。继电器输出电子模块提供可组态的通信Timeout Period和指示每个输出状态LED指示灯。继电器输出基座不需要特性模块一起工作。继电器输出模块有一组电子模块,其型号是1C31219G01。它提供ovation 控制器和用于切换大电流下的大交流和直流电压的机械继电器之间的接口。该电子模块插在继电器输出基座中工作。

有两种不同型号的继电器输出基座:1C31223G01,配置16个C型( G2R 型)继电器,每个继电器含有一个C型触点,它被引向端子块,以便用户连接;1C31222G01,在项目级配

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置12个C型(KUEP型)或12个X型(KUEP型)继电器。对于C型继电器,只有一对触点在端子块上可用于用户连接。KUEP型继电器基座(13122G01能切换比G2型继电器基座(lC3123G01)大直流电压的能力。

继电器输出板有四种不同的类型:5A26457G01 ;含有一个继电器输出电子模块,一个继电器输出基座和16个C型继电器(G2型);5A26458G01,有一个继电器输出电子模块,一个继电器输出基座和12个C型继电器(KUEP型); 5A26458G02,含有一个继电器输出电子模块,一个继电器输出基座和12个X型继电器(KUEP型);5A26458G03,含有一个继电器输出电子模块,一个继电器输出基座,这是一个项目指定的基座部件,该基座根据项目需要决定在一块板上混合配置C型和X型继电器。KUEP C型继电器4960A71H16, KUEPX型继电器是4960A7lH05 。

建议继电器输出基座从Ovation内部的辅助电源获取继电器线圈励磁电压。这些电源通过控制器底板和ROP板分配给基座。不推荐使用外部电源。

1.继电器输出模块的技术特性

继电器输出电子模块(1C31219G01)的技术特性如表4-29所示。

表4.29 继电器输出电子模块(1C31219G01)技术特性 性 能 通道数 熔断器检测: 运行电压范围 最大传递时间 模块功率 运行温度范围 存储温度范围 湿度 16 18V≤现场供电电压≤25.5V 2.5ms最小,Rload=500Ω 主电源:1.88W 典型;2.5W 最大 辅助电源:0.3W 典型;0.35W 最大 0~60℃ -40~85℃ 0~95% 数 值 基座(1C31223G01,G2R型)的技术特性如表4-30 所示。 表4-30 继电器输出基座(1C31223G01,G2R型)技术特性 性 能 继电器数 继电器类型 继电器触点额定值 16 具有一个C型触点的G2R电机型 10A,250VAC,PF=1 10A,30VDC 最大传递时间 绝缘隔离: 继电器触点-逻辑电路 继电器基座功率 辅助电源 运行温度范围 操作时间15ms,抖动约3ms 释放时间10ms,抖动约8ms 2300VAC/DC 辅助功率:9.1W 典型;11.68W 最大 25V典型,25.5V最大(60℃) 0~60℃ 数 值 65

存储温度范围 湿度 -40~85℃ 35%~85% 基座(1C31222G01, KUEP型)的技术特性如表4-31所示。

表4-31 继电器输出基座(1C31222G01,KUEP型)技术特性 性 能 继电器数 12 KUEP电机型: 继电器类型 5A26458G01-1个C型触点 5A26458G02-1个X型触点 5A26458G03-项目指定 C型继电器: 10A,240VAC,PF=0.8 继电器触点额定值 3A,150VDC X型继电器: 10A,240VAC,PF=0.8 10A,150VDC 典型传递时间 绝缘隔离: 继电器触点-逻辑电路 操作时间15ms,不包括抖动 释放时间10ms,不包括抖动 2300VAC/DC 辅助功率: 继电器基座功率 23.45W 典型,30.1W 最大(5A26458G01- C型继电器) 15.9W典型,20.41W 最大(5A26458G02- X型继电器) 25V典型 辅助电源 25.5V最大,42℃时(C型继电器) 25.5V最大,60℃时(X型继电器) 运行温度范围 0~45℃(5A26458G01- C型继电器) 0~60℃(5A26458G02- X型继电器) -40~70℃(5A26458G01- C型继电器) -40~50℃(5A26458G02- X型继电器) 数 值 存储温度范围 2. 继电器输出端子块接线信息

每个继电器输出基座的端子块在每个位置都用相应的继电器触点符号进行了标示,指示用户如何完成现场信号的连接。

图4-15和图4-16分别为GZR型继电器输出基座和KUEP型继电器输出基座的接线图。

图4-15 G2R继电器输出基座的端子块接线图

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图4-16 KUEP 型继电器输出基座端子块接线图

3.继电器输出模块的地址设置

字地址13 ( DHex)提供继电器输出模块的组态和状态。状态寄存器的内容可以在操作员站通过点信息窗口读取。表4-32列出了继电器输出组态寄存器和状态寄存器各位的定义。

表4-32 继电器输出组态/状态寄存器(地址13或DHex) 位 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 数据描述-组态寄存器(写) 组态 强制出错 Timeout位 Timeout位 Timeout位 Timeout时,保持输出 不用 运行熔断器检测电路(1=允许) 不用 不用 不用 数据描述-状态寄存器(读) 模块已组态(1=已组态,0=未组态) 强制出错状态(1=强制出错,0=非强制出错) Timeout位0 Timeout位1 Timeout位2 Timeout时,保持输出(1=生效) 指示熔断器检测电路的状态 运行熔断器检测电路(1=允许) 基座ID 0位(由基座设定) 基座ID 1位(由基座设定) 基座ID 2位(由基座设定) 继电器输出基座的ID位定义如表4.33所示。

表4.33 继电器输出基座的ID位 位10(基座ID2) 0 0 位9(基座ID1) 0 0 位8(基座ID0) 0 1 基座类型 KUEP型 G2R型 保留 所有其他编码 4. 继电器输出模块的诊断指示 继电器输出模块的诊断LED指示描述如表4-34所示。

表4-34 继电器输出模块诊断LED指示 LED指示 P(绿色) C(绿色) E(红色) 说 明 电源OK显示。当+5V电源正常时,该LED点亮 通信OK显示。当控制器与模块通信正常时,该LED点亮 外部故障指示,当熔断器断路,且熔断器检测电路特性使能时,该LED点亮。组态寄存器的熔断器烧断状态位(位7)用于使能或禁止熔断器检测电路特性(1=使能) 内部故障指示。当组态寄存器的强制出错位(位1)被置位时;或当控制器停止与模块通信时,该LED被点亮 I(红色) 67

CH1~ CH16(绿色) 点状态指示LED。当LED点亮时,表示相应通道的输出为ON状态;当LED不亮时,表示相应通道的输出为OFF状态 4.5.7 脉冲累计模块

脉冲累计模块累计两个输入通道的脉冲,并为控制器提供信息。脉冲累计模块有三种可能的配置:在定义的时间周期内,对输入脉冲计数,允许模块测量输入脉冲的速度(频率);对输入脉冲计数,直到由控制器或外部现场的控制输入指令停止计数为止;测量输入脉冲的时间周期。

脉冲累计模块有两组电子模块,它们的型号分别如下。

① 1C31147G01:提供对下列三种可能电平等级之一的脉冲输入进行累计。 a. 24/48V ( CT+和CT-输入)。可以参考负的或正的现场信号电源公共端。用于CE Mark系统。

b. 12V 中速(MC+和HM-输入)。不用于CE Mark系统。 c. 5V 中速(MC+和HM -输入)。不用于CE Mark系统。 ② 1C31147G02:提供对5V 高速(HC+和HM-输入)输入脉冲进行累计。不用于CE Mark系统。

脉冲累计模块有三组特性模块,它们的型号分别如下。

① 1C31150G01:接受24/48V计数,并从干触点或集电极开路晶体管驱动器控制输入。输入信号是“Low-True(低电平为真)”的,并以分支内部辅助电源返回线为参考(Common -) 。

② 1C31150G02 :接受24/48V计数,并从干触点控制输入。输入信号是High-True(高电平为真)”的,并以分支内部辅助电源的正端为参考(Common +)。

③ 1C3115OG03 :提供24/48V计数,并控制本脉冲累计电子模块的现场输入电源。现场输入电源从外部直流电源获取,该外部电源连接在基座单元的两个端子块的接线端子( DSA和DSB)上。

1.脉冲累计模块的技术特性

脉冲累计模块的技术特性如表4-35所示。

表4-35 脉冲累计模块技术特性 性 能 通道数 2 现场计数:+5V(高速) 现场输入电压范围 +5/12V(中速) +12/24V 现场计数:+24/48V Common Positive(1C31150G02) 24/48V现场输入电源 Common Negative(1C31150G01) Dedicated(用户定义)触点电源(1C31150G03) 68

数 值

脉冲计数 可组态功能 测量脉冲宽度 测量周期 测量速度 计数器输出 15位计数(位14~0) 位15是指示新数据有效计数器溢出状态的更新位 外部计数输入(前沿或后沿)或可选择的内部时基:100kHz、10kHz、1kHz (Ct+/Ct-)+24/48V计数输入最大频率500Hz,无去抖 计数器输入 (Ct+/Ct-)+24/48V计数输入最大频率200Hz,带去抖 (MC+/HM-)+5/12V中速计数输入最大频率20kHz,无去抖 (MC+/HM-)+5/12V中速计数输入最大频率200Hz,带去抖 (HC+/HM-)+5V高速计数输入最大频率70kHz,无去抖 (HC+/HM-)+5V高速计数输入最大频率200Hz,带去抖 +5V计数:1~5μs 输入滤波器 +5/12V计数:16~38μs +24/48V计数:150~450μs +24/48V控制:150~450μs 可组态: 触点去抖(24/48V现场输入) 最小1.4ms 最大2.0ms 绝缘隔离: 通道-通道 通道-逻辑电路 运行温度范围 存储温度范围 湿度 1000VAC/DC 1000VAC/DC 0~60℃ -40~85℃ 0~95% 主电源:1.6W典型;2.0W最大 模块逻辑电源功率 辅助电源:当使用时,两者计数输入=50%占空度 0.17W(24V)典型 0.35W(48V)典型 2.脉冲累计模块端子块接线信息

表4-36列出了脉冲累计模块端子块接线图中用到的缩写符号的定义。

表4-36 脉冲累计模块端子块接线信息 缩写符号 CTX CTY CT+ CT- 定义 使用外部电源的24/48V计数端子连接 使用外部电源的24/48V计数端子连接 24/48V正计数端连接 24/48V负计数端连接 69

DSA DSB ENX ENY EN+ EN- HC+ HM- MC+ PS+,PS- RSV SSX SSY SS+ SS- 专用外部电源 专用外部电源 接地端 使用外部电源的24/48V外部使能连接 使用外部电源的24/48V外部使能连接 24/48V正外部使能连接 24/48V负外部使能连接 +5V高/中速计数参考端 +5/12V高/中速计数参考端 +12V中速计数参考端 辅助电源接线端 保留端子。这些端子不允许连接 使用外部电源的24/48V抽点打印连接 使用外部电源的24/48V抽点打印连接 24/48V正抽点打印连接 24/48V负抽点打印连接 脉冲累计特性模块的端子块连接如图4-17 所示。

图4-17 脉冲累计特性模块端子块接线图

3.脉冲累计模块的地址设置 (l)组态和状态寄存器 字地址13( DHex)提供模块的组态和状态。位2~15用于通道1。状态寄存器的内容可以在操作员站通过点信息窗口获取。表4-37列出了通道1脉冲累计组态寄存器和状态寄存器各位的定义。

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表4-37 通道1脉冲累计组态寄存器和状态寄存器(地址13或DHex) 位 0 1 2 组态模块 强制出错 使能脉冲计数器(1=使能) 复位抽点打印(1=如果出现计数器抽点打印,复位3 脉冲计数器;0=如果出现计数器抽点打印,不复位脉冲计数器;) 4 比较和抽点打印(1=如果比较寄存器的内容符合脉冲计数器的内容,则抽点打印脉冲计数器的内容) 去抖计数输入(1=使能外部COUNT输入去抖电路;0=旁路外部COUNT输入去抖电路;) 不用 复位读(1=根据通道1计数寄存器的控制器读,复7 位脉冲计数器;0=根据通道1计数寄存器的控制器读,不复位脉冲计数器;) 脉冲后沿递增计数(1=在外部输入COUNT脉冲的后8 沿,+1脉冲计数器;0=在外部输入COUNT脉冲的前沿,+1脉冲计数器;) 外部信号的后沿抽点打印(1=在外部SNAPSHOT输入9 的后沿抽点打印脉冲计数器的内容;0=在外部SNAPSHOT输入的前沿抽点打印脉冲计数器的内容;) 10 使能计数器OFF输入(1=外部ENABLE输入禁止脉冲计数器;0=外部ENABLE输入使能脉冲计数器) 根据ENABLE和SNAPSHOT输入禁止去抖(1=旁路外11 部ENABLE和SNAPSHOT输入的去抖电路;0=使能外部ENABLE和SNAPSHOT输入的去抖电路) 12 13 不用 不用 计数选择位 00=脉冲计数器输入是外部COUNT输入 14-15 01=脉冲计数器输入是1kHz内部时基 10=脉冲计数器输入是10kHz内部时基 11=脉冲计数器输入是100kHz内部时基 计数选择位组态位状态 使能计数器OFF输入组态位状态 外部信号的后沿抽点打印组态位状态 脉冲后沿递增计数组态位状态 复位读组态位状态 比较和抽点打印组态位状态 复位抽点打印组态位状态 数据描述-组态寄存器(写) 数据描述-状态寄存器(读) 模块已组态(1=已组态,0=未组态) 强制出错状态(1=强制出错,0=非强制出错) 使能脉冲计数器组态位状态 5 去抖计数输入组态位状态 指示熔断器检测电路的状态(1=特性模块现场输入电源熔断器熔断) 6 根据ENABLE和SNAPSHOT输入禁止去抖组态位状态 1=外部ENABLE输入被维持 0=外部ENABLE输入不被维持 不用 (2)第二组态和状态寄存器

字地址14 ( EHex)提供模块通道2的组态和状态。表4-38列出了通道2脉冲累计组态寄存器和状态寄存器各位的定义。

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表4-38 通道2脉冲累计组态寄存器和状态寄存器(地址14或EHex) 位 0 1 2 不用 不用 使能脉冲计数器(1=使能) 复位抽点打印(1=如果出现计数器抽点打印,复3 位脉冲计数器;0=如果出现计数器抽点打印,不复位脉冲计数器;) 比较和抽点打印(1=如果比较寄存器的内容符合4 脉冲计数器的内容,则抽点打印脉冲计数器的内容) 5 去抖计数输入(1=使能外部COUNT输入去抖电路;0=旁路外部COUNT输入去抖电路;) 不用 复位读(1=根据通道1计数寄存器的控制器读,7 复位脉冲计数器;0=根据通道1计数寄存器的控制器读,不复位脉冲计数器;) 脉冲后沿递增计数(1=在外部输入COUNT脉冲的8 后沿,+1脉冲计数器;0=在外部输入COUNT脉冲的前沿,+1脉冲计数器;) 外部信号的后沿抽点打印(1=在外部SNAPSHOT9 输入的后沿抽点打印脉冲计数器的内容;0=在外部SNAPSHOT输入的前沿抽点打印脉冲计数器的内容;) 使能计数器OFF输入(1=外部ENABLE输入禁止10 脉冲计数器;0=外部ENABLE输入使能脉冲计数器) 根据ENABLE和SNAPSHOT输入禁止去抖(1=旁路11 外部ENABLE和SNAPSHOT输入的去抖电路;0=使能外部ENABLE和SNAPSHOT输入的去抖电路) 12 13 不用 不用 计数选择位 00=脉冲计数器输入是外部COUNT输入 14-15 01=脉冲计数器输入是1kHz内部时基 10=脉冲计数器输入是10kHz内部时基 11=脉冲计数器输入是100kHz内部时基 计数选择位组态位状态 根据ENABLE和SNAPSHOT输入禁止去抖组态位状态 1=外部ENABLE输入被维持 0=外部ENABLE输入不被维持 不用 使能计数器OFF输入组态位状态 外部信号的后沿抽点打印组态位状态 脉冲后沿递增计数组态位状态 复位读组态位状态 去抖计数输入组态位状态 指示熔断器检测电路的状态(1=特性模块现场输入电源熔断器熔断) 比较和抽点打印组态位状态 复位抽点打印组态位状态 数据描述-组态寄存器(写) 不用 不用 使能脉冲计数器组态位状态 数据描述-状态寄存器(读) 6

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4. 脉冲累计模块的诊断指示

脉冲累计模块的诊断LED指示描述如表4-39所示。

表4.39 脉冲累计模块诊断LED 指示 LED指示 P(绿色) C(绿色) E(红色) 说 明 电源OK显示。当+5V电源正常时,该LED点亮 通信OK显示。当控制器与模块通信正常时,该LED点亮 外部故障指示,当现场电源熔断器断路,且状态寄存器的位6被置位时,该LED点亮。 内部故障指示。当组态寄存器的强制出错位(位1)被置位时;或当控制器停止与模块通信时;“看门狗”定时器超时时,该LED点亮 I(红色) CH1~ CH2(绿色) 当通道外部ENABLE输入有效时,LED点亮 4.5.8 事件顺序SOE模块

事件顺序SOE模块提供16个数字通道监视现场的数字输入或触点的开或闭状态。模块

提供滤波器来抑制小于4ms的状态变化。事件顺序模块还可以完成每个输入通道的事件标记和抖动控制。

Ovation控制器写一个通道事件标记掩码到电子模块,以使能指定输入通道的事件标记。每个通道有一个抖动控制标志,用来指示在一个时间期间内输入通道有太多次的状态变化,或状态变化速率太快。还有一个通道ID指示哪个通道改变了状态。

模块每隔125ms 检查每个通道一次。如果通道事件标记掩码位为0,则相应的那个通道将不被检查。Ovation控制器以1ms的分辨率同时向所有事件顺序模块写入一个时间参考,来实现时间的同步。

由Ovation 控制器写入的控制位,为处理输入抖动提供两种选择:如果输入的变化率大于1次/100ms ,则置位抖动控制标志;如果在两次读取事件缓冲器之间一个输入的状态发生4次以上的变化,则置位抖动控制标志。

模块中有两个32 位事件缓冲器。这样,事件标记和抖动控制功能可以在Ovation 控制器读取另一个事件缓冲器的同时,向事件缓冲器中写入数据。Ovation控制器读取每个模块只占用循环时间的一小部分,这使两个事件缓冲器在循环时间的其余部分都是有效的。

事件缓冲器是些存储器。每个事件缓冲器具有64个字的容量,可存放多达32个通道ID和32个事件时间。存储器控制电路控制哪个事件缓冲器写入和哪个事件缓冲器读出。在读事件缓冲器之前,必须先读缓冲器状态寄存器,以确定要读的字数。

事件顺序模块的应用有五种电子模块和特性模块的组合:24/48VDC单端数字输入;24/48VDC差动输入;125VDC单端数字输入;125VDC差动输入;48VDC带卡上辅助电源的触点输入。

事件顺序模块根据输入信号的量程和连接方式有三组电子模块,它们的型号分别是:1C31157G01,提供24/48VDC单端或差动输入;1C31157G02,提供125VDC单端或差动输入;IC31157G03,提供48VDC卡上辅助电源的触点输入。

事件顺序模块根据输入信号的类型有三组特性模块,它们的型号分别是:1C31110G01(单端输入),用于数字输入;1C31110G02(差动输入),用于数字输入;1C31110G03,用于触点输入。

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如果事件顺序数字输入模块采用1C31110G01特性模块(配置有16个单端输入通道),所要求的电压源可以从内部辅助电源获得,也可以从外部电源获得。

1.数字量输入的现场接口 数字输入配置有16个通道,每个通道有电平传感电路,用于检测输入的ON或OFF状态。事件顺序模块有16个隔离的差动输入接受单独的外部辅助电源;或16个带卡上熔断器检测电路的单端(公共返回线)数字输入,所有通道接受一个公共的外部辅助电源。特性模块根据输入是单端的还是差动的来选择。模块监视的输入电平由模块中专门的卡组来确定。

单端输入配置的现场侧电路如图4-18所示,而差动输入配置的如图4.19 所示。输入电阻提供正态浪涌保护和限制正常运行期间的电流。光隔离器提供现场侧和逻辑电路或I/O总线侧之间的高绝缘隔离。单端数字输入配置有一个用于监视湿电源(Wetting supply)出现的电路。有两种情况使这个监视电路向Ovation 控制器报告熔断器熔断状态并发布一个提示状态:PDIA 上熔断器熔断;辅助电源电平低于输入电压的最小值。

图4-18 事件顺序模块单端数字输入前端

图4.19 事件顺序模块差动数字输入前端

2.触点输入的现场接口

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触点输入配置提供16个带公共返回线的触点输入电流检测通道。路和端子连接如图4-20所示,图中仅画出了三个通道。

图4-20 事件顺序模块触点输入前端

板上的+48V电源提供在触点开路时限制触点电压的电流。如果触点闭合,来自+10V电源的电流点亮相应的光隔离器,将闭合的触点状态传递给I/O总线。由10V和48V电源供电的光隔离器提供模块现场侧和逻辑电路或I/O总线侧之间的高绝缘隔离。

当带触点输入的事件顺序模块任何通道的输入或返回线发现对地有一个低阻抗( <10kΩ)的路径时,模块上的接地故障检测电路激活工作。带接地故障的信号线在点数据中不会引起出错,但多个接地故障(如果它们包括输入和返回线)可能产生故障数据(即在触点实际断开时,通道出现触点闭合的假象)。

当出现接地故障时,模块的外部出错LED 点亮,并且状态寄存器中的GND 故障位(位11)被置位。如果组态寄存器中的接地故障提示使能(GND Fault Attention Enable)位(位8)被置位,则接地故障将被视作灾难性的出错而将提示状态送回控制器。

3.事件顺序数字量输入模块

事件顺序数字量输入模块采用1C31157G01和1C31157G02电子模块和1C31110G01和1C31110G02特性模块。

事件顺序数字量输入模块的技术特性如表4-40所示。

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表4-40 事件顺序数字量输入模块技术特性

性 能 通道数 输入范围 触点状态改变传递延迟 24/48VDC 125VDC 信号抑制: 总是抑制状态的变化 总是接受状态的变化 电缆长度 诊断 绝缘隔离: 通道-通道 通道-逻辑 模块功率: 运行温度范围 存储温度范围 湿度 16 参见表4.41 3.75ms最小,4.25ms最大 3.75ms最小,4.45ms最大 <3.87ms >4.13ms 1000ft最大(1ft=0.3048m) 内部模块运行故障,熔断器检测 1000VDC,500VAC 1000VAC/DC 主电源:1.44W 典型;1.8W 最大 0~60℃ -40~85℃ 0~95% 数 值 表4-41为事件顺序模块数字量输入的量程范围

表4-41 事件顺序模块数字量输入的量程范围 输入电平 ON输入电压/VDC或VAC 最小 24VDC 48VDC 125VDC 18 18 80 最大 60 60 140 OFF输入电压/VDC或VAC 最大 9 9 55 ON输入电流/mA 最小 0.6 0.6 0.6 最大 2.6 2.6 1.5 OFF输入电流/mA 最大 0.3 0.3 0.3 前端功率/W 典型 1.1 2.2 3.3 (1)事件顺序数字量输入端子块接线信息 事件顺序数字量输入特性模块的端子块连接如图4-21所示。 (2)事件顺序数字量输入组态和状态寄存器

字地址13 (DHex)用于组态模块和向控制器提供状态信息。状态寄存器的内容可以在操作员站通过点信息窗口读取。表4.42列出了事件顺序数字量输入组态寄存器和状态寄存器各位的定义。

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图4-21 事件顺序数字量输入特性模块的端子块连接

表4-42 事件顺序数字量输入组态/状态寄存器(地址13或DHex ) 位 0 1 2~5 6 7 数据描述-组态寄存器(写) 组态模块 强制出错 不用。应设置为0 使能数字输入熔断器信号和模块熔断提示 不用。应设置为0 触点输入现场卡(使能触点输入辅助8 电压故障信号和模块电压故障提示与接地故障检测电路) 9 10 11 12 13 14 15 不用。应设置为0 使能模块GND故障提示 不用。应设置为0 禁止抖动控制 抖动控制选项 不用。应设置为0 不用。应设置为0 触点输入辅助电压故障 使能模块GND故障提示状态 GND故障状态 禁止抖动控制状态 抖动控制选项状态 时钟同步 不用 触点输入现场卡状态 数据描述-状态寄存器(读) 模块已组态(1=已组态,0=未组态) 强制出错状态(1=强制出错,0=非强制出错) 不用 使能数字输入熔断器信号和模块熔断提示状态 数字输入的熔断器状态 (3)第二/扩展组态和状态寄存器字地址14(EHex)用于使能或禁止通道事件标记屏蔽。表4-43列出了事件顺序模块的第二/扩展组态寄存器和状态寄存器各位的定义。

表4-43 第二/扩展组态/状态寄存器(地址14或EHex )

位 0~15 数据描述-组态寄存器(写) 通道事件标记屏蔽 数据描述-状态寄存器(读) 通道事件标记屏蔽状态 (4)事件顺序数字量输入模块的诊断指示

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事件顺序数字量输入模块的诊断LED 指示描述如表4-44所示。

表4-44 事件顺序数字量输入模块诊断LED指示 LED指示 P(绿色) C(绿色) 说 明 电源OK显示。当+5V电源正常时,该LED点亮 通信OK显示。当控制器与模块通信正常时,该LED点亮 外部出错指示 对于单端数字量输入:当熔断器断路或失去辅助电源时(只有当组态寄存器的位6E(红色) 被置位,状态寄存器的位7被置位),该LED点亮 对于差动数字量输入:由于组态位未被置位,该LED不亮,来自现场卡的熔断器信号被忽略 内部故障指示。当组态寄存器的强制出错位(位1)被置位时;或当控制器停止与I(红色) 模块通信时“看门狗”定时器超时时,该LED被点亮 控制器停止与模块通信时该LED也点亮 CH1~ CH16(绿色) 当通道的输入电压大于通道的最小“ON输入电压”时,相应的LED点亮 4.事件顺序触点输入模块 事件顺序触点输入模块采用1C31157G03 电子模块和1C31110G03特性模块。

表4-45 事件顺序触点输入模块技术特性 性 能 通道数 板上辅助电源 信号抑制: 总是抑制状态的变化 总是接受状态的变化 触点状态改变传递延迟 闭点触点输出电流 诊断 绝缘隔离: 通道-逻辑 模块功率 运行温度范围 存储温度范围 湿度 16 42V最小,55V最大 <3.87ms >4.13ms 3.75ms最小,4.4ms最大 4mA最小,8mA最大 内部模块运行故障和接地故障检测 1000VAC/DC 4.56W 典型(所有输入ON);5.0W 最大 0~60℃ -40~85℃ 0~95% 数 值 (1)事件顺序触点输入端子块接线信息

事件顺序触点输入特性模块的端子块连接如图4-22所示。 (2)事件顺序触点输入组态和状态寄存器

字地址13 (DHex)用于组态模块和向控制器提供状态信息。状态寄存器的内容可以在操作员站通过点信息窗口读取。表4-46列出了事件顺序触点输入组态寄存器和状态寄存器各位的定义。

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图4-22 事件顺序触点输入模块技术特性

表4-46 事件顺序触点输入组态和状态寄存器(地址13或DHex) 位 0 1 2~5 6 7 数据描述-组态寄存器(写) 组态模块 强制出错 不用 使能数字输入熔断器信号和模块熔断提示 不用。应设置为0 触点输入现场卡(使能触点输入辅助8 电压故障信号和模块电压故障提示与接地故障检测电路) 9 10 11 12 13 14 15 不用。应设置为0 使能模块GND故障提示 不用。应设置为0 禁止抖动控制 复位抖动控制缓冲器解冻计数器(代替每100ms递减) 不用。应设置为0 不用。应设置为0 触点输入辅助电压故障 使能模块GND故障提示状态 GND故障状态 禁止抖动控制状态 复位抖动控制缓冲器解冻计数器(代替每100ms递减)状态 时钟同步 不用 触点输入现场卡状态 数据描述-状态寄存器(读) 模块已组态(1=已组态,0=未组态) 强制出错状态(1=强制出错,0=非强制出错) 不用 使能数字输入熔断器信号和模块熔断提示状态 数字输入的熔断器状态 (3)事件顺序触点输入模块的诊断指示

表4-47 事件顺序触点输入模块的诊断LED指示 LED指示 P(绿色) C(绿色) E(红色) 说 明 电源OK显示。当+5V电源正常时,该LED点亮 通信OK显示。当控制器与模块通信正常时,该LED点亮 外部出错指示。当现场发生接地故障时,该LED点亮。接地故障还在状态寄存器的位12(GND故障)指示 内部故障指示。当内部卡上+48V/+10V触点辅助电源失效时,该LED点亮。它只在组态寄存器的位8被置位时点亮 当通道的输入触点闭合时,相应的LED点亮 I(红色) CH1~ CH16(绿色)

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