K-MOD01 DPModBus网桥通讯模块使用说明书.pdf
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1、 HOLLiAS MACS -K 系列模块系列模块 K-MOD01 K-MOD01 DP/ModBus 网桥通讯模块使用说明书 DP/ModBus 网桥通讯模块使用说明书 2014 年年 5 月月 B 版版 HOLLiAS MAC-K 系列手册系列手册- K-MOD01 DP/Modbus 网桥通讯模块使用说明书网桥通讯模块使用说明书 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
2、口说明接口说明 . 4 2.1 编码开关设置编码开关设置 . 4 2.2 IO-BUS . 5 2.3 现场现场 Modbus 总线接口 总线接口 . 6 2.4 模块地址跳线模块地址跳线 . 9 2.5 模块的防混设计模块的防混设计 . 9 3. 指示灯说明指示灯说明 . 9 4. 功能说明功能说明 . 11 4.1 诊断功能诊断功能 . 11 4.2 冗余功能冗余功能 . 12 5. 工程应用工程应用 . 14 5.1 底座选型说明底座选型说明 . 14 5.2 现场配置说明现场配置说明 . 14 5.2.1 串行总线结构 14 5.2.2 拓扑结构及线缆长度 15 5.2.3 接地形式
3、16 5.2.4 终端 16 5.2.5 Modbus 网络单网配置 1 . 16 5.2.6 Modbus 网络单网配置 2 . 17 5.2.7 Modbus 网络单网冗余配置 1 . 19 5.2.8 Modbus 网络单网冗余配置 2 . 21 5.2.9 注意事项 22 6. 尺寸图尺寸图 . 23 7. 技术指标技术指标 . 23 K-MOD01 DP/Modbus 网桥通讯模块使用说明书 B 修订日期 2014-04-30 和利时公司版权所有 第 1 页 共 24 页 K-MOD01 DP/Modbus 网桥通讯模块网桥通讯模块 1.1. 概述 概述 K-MOD01 模块为 K
4、系列 DCS 系统中 Profibus-DP/Modbus 网桥通讯模块,支持 Profibus-DP 总 线协议与 Modbus 协议,通过 Profibus-DP 总线与控制器进行组态参数与数据交换,实现 DP 从站功 能,同时通过 Modbus 通讯协议获取或下发 Modbus 数据,从而实现将 Modbus 设备接入 DCS 系统。 模块通过采用螺钉固定在端子底座的安装方式,通过 64 针欧式连接器与 K-PAT01 或 K-PAT21 底座 连接使用。 K-MOD01 模块支持模块卡件冗余配置,支持带电热插拔(冗余和非冗余配置方式下均支持),外 壳 G3 防腐等级。模块与端子底座依据
5、配套防混销识别定位,有效防止错位对模块造成电气损伤。 冗余配置时,与 K-PAT21 底座配套使用,非冗余配置时与 K-PAT01 底座配套使用。 K-MOD01 模块具有强大的监视诊断功能,DP 通讯网络与 Modbus 通讯网络电气上完全隔离, 且可根据需要独立设置各自的通讯波特率。 模块面板指示灯可监视上一级 DP 总线和下一级 Modbus 总线的通讯状态,便于维护。 K-MOD01 模块单元由 K-MOD01 模块、配套模块底座和 2 根 IO-BUS 构成。模块插在配套端子 底座 K-PAT01 或 K-PAT21 上, 底座的 DB9 线缆和 Modbus 接线端子负责接入现场
6、Modbus 设备, 再 通过冗余的 IO-BUS 总线与 K 系列主控制器模块进行通讯,总线同时提供了冗余的电源。 K-MOD01模块安装在本地主控机柜中, 只支持在MACS-K系列控制站上的使用, MACS V6.5.2 及以上版本才支持 K-MOD01 模块。 安装好的模块及配套底座的外观结构图如图 1-1、 图 1-2 所示, 在 MACS 系统中集成 K-MOD01 通讯模块的示意图如图 1-3 所示。 K-MOD01 DP/Modbus 网桥通讯模块使用说明书 B 修订日期 2014-04-30 和利时公司版权所有 第 2 页 共 24 页 1 7 6 5 4 3 2 1. DP接
7、线端子 2. DB9接口 3. 下级总线设置仓 4. 模块地址设置仓 5. IO-BUS A 6. IO-BUS B 7. K-MOD01模块 1 7 6 5 4 3 2 1. DP接线端子 2. DB9接口 3. 下级总线设置仓 4. 模块地址设置仓 5. IO-BUS A 6. IO-BUS B 7. K-MOD01模块 图 1-1 模块安装在非冗余底座 K-PAT01 示意图 K-MOD01 DP/Modbus 网桥通讯模块使用说明书 B 修订日期 2014-04-30 和利时公司版权所有 第 3 页 共 24 页 1 1 1212 1111 1010 9 9 8 8 7 7 6 6 4
8、 4 3 3 2 2 5 5 1 1. . 冗余冗余DPDP接线端子接线端子 2 2. . DBDB9 9接口接口 3 3. . 模块模块A A地址设置仓地址设置仓 4 4. . DBDB9 9接口接口 5 5. . 模块模块B B地址设置仓地址设置仓 6 6. . IOIO- -BUS ABUS A 7 7. . IOIO- -BUS BBUS B 8 8. . K K- -MODMOD0101模块模块 9 9. . 下级总线设置仓下级总线设置仓 1010. . IOIO- -BUS ABUS A 1111. . IOIO- -BUS BBUS B 1212. . K K- -MODMOD0
9、101模块模块 图 1-2 模块安装在冗余底座示意图 K-MOD01 DP/Modbus 网桥通讯模块使用说明书 B 修订日期 2014-04-30 和利时公司版权所有 第 4 页 共 24 页 非冗余K-MOD01 冗余控制网(PROFIBUS-DP) 冗余控制器 冗余系统网(Industrial Ethernet) 现场ModBus设备 IO从站 冗余K-MOD01 终端电阻 终端电阻 图 1-3 系统集成 K-MOD01 模块示意图 2.2. 接口说明接口说明 K-MOD01 模块是否能正常通信、能否正常处理数据,都跟模块接口的设置有直接的联系。 K-MOD01 的接口包括编码开关设置、
10、IO-BUS 电缆插头、现场信号接线端子、模块地址设置开关和 使能开关。 2.1 编码开关设置编码开关设置 与 K-MOD01 模块配套使用的底座上提供了编码开关,位于下级总线设置仓内,是终端匹配设 置开关。其非冗余和冗余配置时的编码开关示意图分别如图 2-1、图 2-2 所示: K-MOD01 DP/Modbus 网桥通讯模块使用说明书 B 修订日期 2014-04-30 和利时公司版权所有 第 5 页 共 24 页 1 2 ON SW1 SW1-1:终端匹配开关 SW1-2:冗余设置开关 图 2-1 非冗余配置时(K-PAT01)编码开关含义示意图 1 2 ON SW1 终端匹配开关终端匹
11、配开关 1 2 ON SW2 冗余设置开关冗余设置开关 SW1-1:模块A终端匹配开关 SW1-2:模块B终端匹配开关 SW2-1:模块A冗余设置开关 SW2-2:模块B冗余设置开关 图 2-2 冗余配置时(K-PAT21)编码开关含义示意图 在下级总线设置仓里,包含K-MOD01模块下级Modbus总线的终端匹配拨码开关和冗余设置拨码 开关; 下级Modbus总线终端匹配拨码开关在底座K-PAT01标识为SW1-1(单路) ,在冗余底座K-PAT21 中标识为SW1(双路); 当K-MOD01位于下级Modbus总线的终端时, 需把终端匹配拨码开关设置为ON, 否则设置为OFF。 若K-MO
12、D01模块为冗余配置,请将两个终端匹配拨码开关设置为一致; 底座K-PAT01的SW1-2(单路)和冗余底座K-PAT21中的SW2(双路)为K-MOD01模块是冗余设 置开关,根据应用场景进行相应的设置,详见第5章节。 2.2 IO-BUS 请参见K-AI01 8 通道模拟量输入模块使用说明书 。 K-MOD01 DP/Modbus 网桥通讯模块使用说明书 B 修订日期 2014-04-30 和利时公司版权所有 第 6 页 共 24 页 2.3 现场现场 Modbus 总线接口总线接口 K-MOD01 模块通过配套端子底座 K-PAT01/K-PAT21 上的专用端子或 DB9 针接口, 来
13、接收现场 Modbus 总线信号。根据模块是否冗余配置,其接线方法也有区别,且端子定义也不同。图 2-3、图 2-4、图 2-5、图 2-6 为非冗余与冗余配置时的接线示意图,表 1、表 2 为非冗余与冗余配置时的接 线端子定义。 K-MOD01 DP/Modbus 网桥通讯模块使用说明书 B 修订日期 2014-04-30 和利时公司版权所有 第 7 页 共 24 页 无源插头无源插头 无源插头无源插头 主设备主设备 LTLT K-MOD01 从设备从设备2从设备从设备1从设备从设备n 从设备从设备31 PROFIBUS-DP 图 2-3 K-MOD01 非冗余配置时接线示意图 1 无源插头
14、无源插头 LT 从设备从设备2从设备从设备1从设备从设备n从设备从设备31 PROFIBUS-DP 无源插头无源插头 主设备主设备 K-MOD01 图 2-4 K-MOD01 非冗余配置时接线示意图 2 无源插头无源插头 无源插头无源插头 主设备主设备 LTLT 从设备从设备2从设备从设备1从设备从设备n 从设备从设备31 PROFIBUS-DP K-MOD01K-MOD01 图 2-5 K-MOD01 冗余配置时接线示意图 1 K-MOD01 DP/Modbus 网桥通讯模块使用说明书 B 修订日期 2014-04-30 和利时公司版权所有 第 8 页 共 24 页 无源插头无源插头 LT
15、从设备从设备2从设备从设备1从设备从设备n从设备从设备31 PROFIBUS-DP 无源插头无源插头 主设备主设备 K-MOD01K-MOD01 图 2-6 K-MOD01 冗余配置时接线示意图 2 表 1 非冗余底座接线端子定义 信号信号 含义含义 凤凰端子示意图凤凰端子示意图 DB9(母)(母) 针号 示意图 D+ Modbus 信号正端 1 6 - D+ D+ D- D- M M PE PE 3 1 5 6 9 D- Modbus 信号负端 8 M Modbus 信号 等电位地 - PE Modbus 总线电缆 屏蔽接地 外壳 表 2 冗余底座接线端子定义 信号信号 含义含义 凤凰端子示
16、意图凤凰端子示意图 DB9(母)(母) 针号 示意图 D1+ Modbus 总线 1 信号正端 1 6 - D1+ D1+ D1- D1- D2+ D2+ D2- D2- PE PE M M 3 1 5 6 9 1 5 6 9 (冗余时有两个 DB9 接口) D1- Modbus 总线 1 信号负端 8 D2+ Modbus 总线 2 信号冗余正端 3 D2- Modbus 总线 2 信号冗余负端 8 M Modbus 总线信号 等电位地 - PE Modbus 总线电缆 屏蔽接地 外壳 K-MOD01 DP/Modbus 网桥通讯模块使用说明书 B 修订日期 2014-04-30 和利时公司
17、版权所有 第 9 页 共 24 页 对不同现场信号接线时,需注意以下问题: 禁止将超过 30VDC 电压接入接线端子,否则将造成模块损坏; K-MOD01 模块冗余配置时,Modbus 总线 1 和 Modbus 总线 2 是指冗余底座上的两个模 块各自的下级 Modbus 总线; 冗余底座K-PAT21出厂时,D1+与D2+、D1-与D2-默认已用U型断路器连接在一起, 以支持K-MOD01 模块冗余。 为了方便现场信号线缆的查找和校验,K-MOD01 模块的接线底座上提供了透明小便贴塑料盖, 如图 2-7 所示。 透明塑料盖板 标签纸 图 2-7 透明小便贴塑料盖标注示意图 2.4 模块模
18、块地址跳线地址跳线 请参见K-AI01 8 通道模拟量输入模块使用说明书 。 2.5 模块的防混设计模块的防混设计 请参见K-AI01 8 通道模拟量输入模块使用说明书 。 3.3. 指示灯说明指示灯说明 K-MOD01 模块面板提供了丰富的状态指示灯,用来显示模块电源情况和现场设备通讯的工作 状态,以增强维护工作的效率。图 3-1 所示为该模块的外观图,表 3 为各个指示灯的状态和含义。 K-MOD01 DP/Modbus 网桥通讯模块使用说明书 B 修订日期 2014-04-30 和利时公司版权所有 第10 页 共24 页 图 3-1 K-MOD01 模块的外观示意图 表 3 状态指示灯说
19、明 名称名称 颜色颜色 状态状态 含义含义 PWR 系统电源灯 绿 常亮 系统电源正常,为主模块 慢闪 系统电源正常,为从模块 熄灭 系统电源不正常 COM IO-BUS 通讯灯 绿 常亮 IO-BUS 通讯正常 慢闪 模块硬件自检正常,但组态配置不正常 熄灭 IO-BUS 通讯异常,主控制器未扫描到模块 ERR 故障灯 红 常亮 模块硬件自检不正常或模块板级故障 熄灭 模块工作正常 MOD Modbus 黄 快闪 Modbus 总线上的仪表数据收发正常 K-MOD01 DP/Modbus 网桥通讯模块使用说明书 B 修订日期 2014-04-30 和利时公司版权所有 第 11 页 共 24
20、页 通信灯 常亮 Modbus 总线上的仪表数据发送正常 熄灭 Modbus 总线通讯被禁用 Modbus 总线上的仪表没有数据发送 状态指示灯有两种闪烁状态,不同的闪烁状态表示上表中不同的含义,闪烁频率如下: 慢闪:0.5s 亮,0.5s 灭 快闪:0.1s 亮,0.1s 灭 4.4. 功能说明功能说明 4.1 诊断功能诊断功能 K-MOD01 模块诊断故障可分为模块本身故障和现场侧 Modbus 总线通讯故障。 当模块诊断出任 一故障时,都将上报诊断信息至控制器,同时模块面板上指示相应状态灯。故障恢复后,模块同时 上报诊断恢复信息。 下面将通过模块诊断和通道诊断这两部分来分析。 (1) 模
21、块诊断模块诊断 K-MOD01 模块提供了丰富的自诊断功能,包括现场侧电源是否故障、DP 冗余网络是否故障、 Modbus 网络是否故障以及模块板级致命故障等。一旦模块诊断出任何故障,都将故障信息上报给 操作员站。 K-MOD01 模块刚上电时,进行模块自检并建立通讯。 通讯后,模块将对 DP 通讯网络、Modbus 通讯网络和现场电源进行实时自检。此时,模块可能诊断的故障及解决方法见表 4 所示。 表 4 K-MOD01 模块诊断信息 序号序号 故障现象故障现象 诊断信息诊断信息 处理方法处理方法 1 操作员站或历史站上显示DP冗 余网络报警信息,模块面板上 COM 灯灭或灯闪 DP 冗余网
22、络不正常 方法一:检查 IO-BUS 线缆是否插 紧或是否插错; 方法二:检查组态配置是否正常, Modbus 命令是否与输入/输出分包 大小都同时添加; 方法三:重新插拔模块,必要时需 更换模块 2 操作员站或历史站上显示板级 故障报警信息,模块面板 ERR 灯亮 板级致命故障 双口 RAM 超时出现故障或其他严 重故障时,重新插拔模块,必要时 更换模块。 对于模块面板 ERR 灯常亮,则说明模块有重大故障,重新插拔模块,看该模块是否恢复正常, 若没有恢复,则需要更换模块。若出现其他问题,请及时咨询 HollySys 的工程师。 K-MOD01 DP/Modbus 网桥通讯模块使用说明书 B
23、 修订日期 2014-04-30 和利时公司版权所有 第12 页 共24 页 (2) Modbus 通讯诊断通讯诊断 K-MOD01 模块具有 Modbus 通讯故障诊断功能。当模块正常通讯时,面板 MOD 指示灯为快闪 状态, 则表明总线上的仪表有数据收发, Modbus 通讯正常; 若模块面板上 MOD 指示灯为常亮状态, 表示 Modbus 总线上的仪表没有数据回复,只有 Modbus 发送的请求数据;若模块面板上 MOD 指示 灯为熄灭状态,表示 Modbus 总线上的仪表没有数据收发。 一切配置组态和接线正确的情况下,若主模块面板上 MOD 指示灯为常亮状态,表示 Modbus 通讯
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