K-CU01 主控制器模块使用说明书.pdf
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1、 HOLLiAS MACS -K 系列模块系列模块 K-CU01 K-CU01 主控制器模块使用说明书 主控制器模块使用说明书 2014 年年 5 月月 B 版版 HOLLiAS MAC-K 系列手册系列手册- K-CU01 主控制器模块使用说明书主控制器模块使用说明书 重要信息重要信息 危险图标:表示存在风险,可能会导致人身伤害或设备损坏件。 警告图标:表示存在风险,可能会导致安全隐患。 提示图标:表示操作建议,例如,如何设定你的工程或者如何使用特定的功能。 和利时公司版权所有 I 目目 录录 1. 概述概述 . 1 2. 接口说明接口说明 . 2 2.1 主控单元结构示意图主控单元结构示意
2、图 . 2 2.2 底座接口说明底座接口说明 . 4 2.3 地址跳线地址跳线 . 8 2.4 IO-BUS . 11 3. 状态灯说明状态灯说明 . 12 4. 其他特殊功能说明其他特殊功能说明 . 14 4.1 短路保护功能短路保护功能 . 14 4.2 诊断功能诊断功能 . 15 4.3 冗余功能冗余功能 . 15 4.4 掉电保护掉电保护 . 16 5. 工程应用工程应用 . 18 5.1 底座选型说明底座选型说明 . 18 5.2 应用注意事项应用注意事项 . 18 6. 尺寸图尺寸图 . 19 6.1 K-CU01 尺寸图尺寸图 19 6.2 K-CUT01 尺寸图 尺寸图 . 1
3、9 7. 技术指标技术指标 . 20 7.1 K-CU01 主控制器模块主控制器模块 20 7.2 K-CUT01 4 槽主控器底座 槽主控器底座 21 K-CU01 主控制器模块使用说明书 B 修订日期 2014-04-30 和利时公司版权所有 第 1 页,共 22 页 K-CU01 主控制器主控制器模块模块 1.1. 概述概述 K-CU01 是 K 系列硬件的控制器模块,是系统的核心控制部件,主要工作是收集 I/O 模块上报 的现场数据, 根据组态的控制方案完成对现场设备的控制, 同时负责提供数据到上层操作员站显示。 控制器基本功能块主要包括系统网通讯模块、核心处理器、协处理器(IO-BU
4、S 主站 MCU) 、 现场通讯数据链路层、现场通讯物理层、以及外围一些辅助功能模块。 K-CU01 控制器模块支持两路冗余 IO-BUS 和从站 I/O 模块进行通讯, 支持两路冗余以太网和上 位机进行通讯,实时上传过程数据以及诊断数据。可以在线下装和更新工程,且不会影响现场控制。 K-CU01 控制器模块支持双冗余配置使用。当冗余配置时,其中一个控制器出现故障,则该控 制器会自动将本机工作状态设置为从机,并上报故障信息;若作为主机出现故障,则主从切换;若 作为从机出现故障,则保持该状态。 两块控制器模块 K-CU01 和两块 IO-BUS 模块安装在 4 槽主控底座 K-CUT01 上,
5、就构成了一个 基本的控制器单元。 通过主控底座的主控背板,完成两个控制器模块之间的冗余连接,控制器模块通过 IO-BUS 模 块扩展可以连接最多 100 个 I/O 模块。 通过选用不同的 IO-BUS 模块,控制总线拓扑结构可构成星型和总线型;同时支持远程 I/O 机 柜。 基本的控制器单元如图 1-1 所示。 K-CU01 主控制器模块使用说明书 B 修订日期 2014-04-30 和利时公司版权所有 第 2 页,共 22 页 图 1-1 控制器单元安装位置图 2.2. 接口说明接口说明 2.1 主控单元结构示意图主控单元结构示意图 主控单元采用“模块+底座”组合的结构,安装在机柜中,支持
6、导轨和平板安装方式。 如图 2-1 所示,主控单元由一对冗余控制器模块、一对 IO-BUS 模块和 1 个 4 槽底座构成。控 制器面板上有状态指示灯,下盖上有掉电保护电池,可更换。 底座作为控制器与其他外部部件的连接接口,具备供电、电源检测、连接 IO-BUS 总线、连接 上层系统网、连接时钟同步信号、设置 IO-BUS 地址、主站 IP 地址、域地址等功能。 控制器控制器 K K- -BUSBUS0303模块模块 站地址和域地址站地址和域地址 拨码开关仓拨码开关仓 上位机以太网接口上位机以太网接口板间级联接口板间级联接口 IOIO- -BUSBUS 接口接口 电源输入及电源输入及 监测接口
7、监测接口 K-CU01 主控制器模块使用说明书 B 修订日期 2014-04-30 和利时公司版权所有 第 3 页,共 22 页 控制器控制器 K K- -BUSBUS0303模块模块 站地址和域地址站地址和域地址 拨码开关仓拨码开关仓 上位机以太网接口上位机以太网接口板间级联接口板间级联接口 多功能总多功能总 线接口线接口 电源输入及电源输入及 监测接口监测接口 图 2-1 控制器单元结构示意图 控制器模块的 IO-BUS 是通过 IO-BUS 模块(K-BUS02 或 K-BUS03)扩展后,再同 I/O 模块连 接的。 每个分支可以连接 10 个 I/O 模块,机柜内共有 6 个 IO
8、分支,最多共可连接 106=60 个 I/O 模 块,支持级联扩展,一对控制器最多可连接 100 个 I/O 模块。 控制总线结构示意图如图 2-2 所示。 K-CU01 主控制器模块使用说明书 B 修订日期 2014-04-30 和利时公司版权所有 第 4 页,共 22 页 K-CU01 控制器控制器 K-CU01 控制器控制器 IO-BUS 模块模块 IO-BUS 模块模块 I/O 单元单元 I/O 单元单元 I/O 单元单元 I/O 单元单元 I/O 单元单元 I/O 单元单元 I/O 单元单元 I/O 单元单元 I/O 单元单元 扩展扩展I/O口口 扩展扩展I/O I/O 单元单元 本
9、地本地I/O共共6列列,每列最多每列最多10个个 (DP-HUB支持级联扩展支持级联扩展,一对控一对控 制器最多带制器最多带100个个I/O单元单元) I/O 单元单元 I/O 单元单元 扩展扩展I/O口口 I/O 单元单元 I/O 单元单元 I/O 单元单元 I/O 单元单元 I/O 单元单元 I/O 单元单元 I/O 单元单元 I/O 单元单元 I/O 单元单元 本地本地I/O口口 共共6列模块列模块 每列每列10个个 模块模块 上传以太网上传以太网 图 2-2 控制器控制总线拓扑图 2.2 底座接口说明底座接口说明 4 槽主控底座 K-CUT01 共支持 4 个模块,左边两个槽位插主控制
10、器模块,右边两个槽位插 IO-BUS 模块。 主控模块和 IO-BUS 模块的外部接口位于底座 K-CUT01 上。 在拨码开关槽中,预留有一个测试接口(TP) ,用户不使用该功能。 4 槽底座 K-CUT01 提供的各个接口图如图 2-3 所示。其中,板间级联连接器定义、校时总线连 接器、IO-BUS 总线连接器定义、电源输入接口定义以及电源检测接口定义分别见表 1、表 2、表 3、 表 4、表 5 所示。各个接口的功能概述如下: 冗余电源接口,提供 24VDC 给冗余主控以及冗余 HUB 供电; 电源状态接口,实现电源监视; K-CU01 主控制器模块使用说明书 B 修订日期 2014-0
11、4-30 和利时公司版权所有 第 5 页,共 22 页 跳线,实现 DP-HUB 站地址设定; 站地址拨码开关,实现主站地址设定; 域地址拨码开关,实现域地址、掉电保护、固件模式、网络结构状态等设定; 系统电源、现场电源接地点。 冗余 RJ45 接口,提供 2 路 100M 以太网与上位机进行通讯; 校时总线 RS485 接口,协助实现多个控制站之间的校时; 柜间级联接口,实现 IO-BUS 总线的柜间级联; 6 路 8 口接口,协助 DP-HUB 实现 IO-BUS 总线由总线型转为星型,将现场电源、系统电 源、IO-BUS 总线信号输出到各列 I/O 模块上; K-CU01 主控制器模块使
12、用说明书 B 修订日期 2014-04-30 和利时公司版权所有 第 6 页,共 22 页 1 1 1616 1515 1414 13131212 1111 6 65 5 3 3 2 2 1919 1818 7 78 89 91010 1 1. . 主控制器主控制器A A插槽插槽 2 2. . 主控制器主控制器B B插槽插槽 3 3. . 站地址设置仓站地址设置仓 4 4. . 域地址设置仓域地址设置仓 5 5. . 控制器控制器A A以太网插槽以太网插槽 6 6. . 控制器控制器B B以太网插槽以太网插槽 7 7. . A A网柜间级联接口网柜间级联接口 8 8. . A A网校时总线连接
13、器接口网校时总线连接器接口 9 9. . B B网柜间级联接口网柜间级联接口 1010. . B B网校时总线连接器接口网校时总线连接器接口 1111. . 电源输入接口电源输入接口 1212. . 电源检测接口电源检测接口 1313. . 电源输入接口电源输入接口 1414. . IOIO- -BUS ABUS A模块插槽模块插槽 1515. . IOIO- -BUS BBUS B模块插槽模块插槽 1616. . IOIO- -BUS ABUS A模块站地址设置仓模块站地址设置仓 1717. . IOIO- -BUS BBUS B模块站地址设置仓模块站地址设置仓 1818. . A A网电源
14、保险丝仓网电源保险丝仓 1919. . B B网电源保险丝仓网电源保险丝仓 4 4 1717 图 2-3 主控底座接口示意图 表 1 板间级联连接器定义 针脚号针脚号 符号符号 定义定义 1 EX_DP+ DP 信号正 2 EX_DP- DP 信号负 3 GND_ISO_2 等电位地 4 S24V- 屏蔽地 表 2 校时总线连接器定义 针脚号针脚号 符号符号 定定义义 1 SYNC_TIME+ 差分校时信号正端 K-CU01 主控制器模块使用说明书 B 修订日期 2014-04-30 和利时公司版权所有 第 7 页,共 22 页 2 NC 无连接 3 SGND 系统地 4 SYNC_TIME-
15、 差分校时信号负端 5 S24V- 屏蔽地 6 CON_5V+ 5V 系统电源 表 3 IO-BUS 总线连接器定义 针脚号针脚号 符号符号 定义定义 1 DP+ 差分校时信号正端 2 DP_AGND DP 信号屏蔽地 3 S24V+ 系统电源 24V 4 F24V+ 现场电源 24V 5 DP- 差分校时信号负端 6 S24V_AGND 系统电源屏蔽地 7 S24V- 系统电源负端 8 F24V- 现场电源负端 表 4 电源输入接口定义 针脚号针脚号 符号符号 定义定义 1 S24V- 系统电源负端 2 F24V- 现场电源负端 3 F24V- 现场电源负端 4 S24V+ 系统电源正端 5
16、 F24V1+ 现场电源 1 正端 6 F24V2+ 现场电源 2 正端 表 5 电源检测接口定义 针脚号针脚号 符号符号 定义定义 1 IN_POWER1 电源检测口 1 2 IN_POWER2 电源检测口 2 3 IN_POWER3 电源检测口 3 4 IN_POWER4 电源检测口 4 5 IN_POWER5 电源检测口 5 6 WIRE_INSERT 系统电源正 7 IN_POWER6 电源检测口 6 8 IN_POWER7 电源检测口 7 9 IN_POWER8 电源检测口 8 10 IN_POWER9 电源检测口 9 K-CU01 主控制器模块使用说明书 B 修订日期 2014-0
17、4-30 和利时公司版权所有 第 8 页,共 22 页 11 IN_POWER10 电源检测口 10 12 SGND 系统电源负 2.3 地址跳线地址跳线 (1) 拨码开关拨码开关 4 槽底座左下角设有 2 组地址拨码开关,分别来设置主控站地址(CN)和主控域地址(DN),表 6、表 7 分别为其拨码开关的定义。 表 6 主控站地址拨码开关定义 管脚号管脚号 信号定义信号定义 说明说明 1 STATION0 站地址第 1 位 ON 为 0 OFF 为 1 2 STATION1 站地址第 2 位 3 STATION2 站地址第 3 位 4 STATION3 站地址第 4 位 5 STATION4
18、 站地址第 5 位 6 STATION5 站地址第 6 位 7 STATION6 站地址第 7 位 8 Unsuse1 保留 表 7 主控域地址拨码开关定义 管脚号管脚号 信号定义信号定义 说明说明 1 DOMAIN0 域地址第 1 位 ON=0 OFF=1 2 DOMAIN1 域地址第 2 位 3 DOMAIN2 域地址第 3 位 4 DOMAIN3 域地址第 4 位 5 DOMAIN4 域地址第 5 位 6 NC 无连接 7 BAT_CON 掉电保持开关,ON 为使能 8 Download 分别下装 主控站地址和域地址通过两个红色拨码开关设定。站地址使用 8 位拨码开关 CN 的前 7 位
19、;域 地址使用 8 位拨码开关 DN 的前 5 位,如图 2-4 所示。 K-CU01 主控制器模块使用说明书 B 修订日期 2014-04-30 和利时公司版权所有 第 9 页,共 22 页 CNCNDNDN 站地址站地址 拨码开关拨码开关 域地址域地址 拨码开关拨码开关 图 2-4 主控拨码开关示意图 当拨码开关的某位于“ON”时,对应的数值为“0” ;位于“OFF” ,则为“1” 。以站地址为例, 7 位拨码开关的数值从高位到低位排列,组合成一个二进制数,该二进制数对应的十进制就是主站 的站地址,如图 2-5 所示。 123456 ON 7 ON=0OFF=1 1 2 4 8 64 32
20、 16 = 站地址(十进制) 拨 码 开 关 数 值 图 2-5 站地址拨码开关的设定 例如,拨码开关从高位(第 7 位)到低位(第 1 位)依次设定为“0001010” ,对应十进制数 10 就是主控的站地址,如图 2-6 所示。 K-CU01 主控制器模块使用说明书 B 修订日期 2014-04-30 和利时公司版权所有 第 10 页,共 22 页 123456 ON 7 1 2 4 8 64 32 16 = 10 10号站的拨码 0 0 0 0 0 1 1 图 2-6 10 号站拨码开关的设定 (2) IO-BUS 地址跳线定义地址跳线定义 2 3 4 5 6 7 OFF ON 偏移地址
21、 基地址 NC NC 图 2-7 IO-BUS 地址跳线 如图 2-7 所示,通过跳线器来设置本机 IO-BUS 站地址,实现与控制器的通讯。A、B 总线的 两个 IO-BUS 模块有独立的站地址,跳线器定义见表 8 所示。 表 8 跳线器针脚定义 针脚号针脚号 符号符号 定义定义 NC NC 保留 NC NC 保留 2 STATION2 2 号地址 3 STATION3 3 号地址 4 STATION4 4 号地址 5 STATION5 5 号地址 6 STATION6 6 号地址 7 STATION7 7 号地址 OFF STATION110_OFF 基地址 0 ON STATION110
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