高速抗干扰通讯模块1

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1、IDAS-2003 高速抗干扰通讯模块 用 户 手 册 无锡贝尔自动化仪器仪表有限公司 无锡市阳山仪器仪表厂 无锡市电站仪表厂IDAS-2003 高速抗干扰通讯模块 1 目 录 第一章 概述1 第二章 通讯模块在远程 I/O 应用中的必要性2 第三章 主要技术指标4 一、 IDAS-2003 高速抗干扰通讯模块技术指标 4 二、 环境条件 5 第四章 外形结构6 一、IDAS-2003 高速抗干扰通讯模块的外形结构 6 二、LED指示 6 三、机械安装 7 第五章 网络连接7 一、通讯接口 7 二、网络连接 10 第六章 通讯模块管理系统详述11 一、IDAS-2003 通讯模块功能简要说明

2、11 二、IDAS-2003通讯模块软 件11 1、IDAS-2003 通讯模块软件功 能11 2、系统运行11 3、双机运行的机制和采取的切换策略12 三、IDAS通讯模块管理软件12 1、IDAS通讯模块管理终端的系统配置12 2、IDAS通讯模块管理系统的主要功能12 3、IDAS通讯模块管理系统的设置和使用12IDAS-2003 高速抗干扰通讯模块 2 第一章 概 述 目前，无论是国外还是国内的 DCS 厂家都要求与之配套的产品或系统做的越简单越 可靠越好，而且数据必须是实时的，但又不允许外接网络在 DCS 的系统内插入任何卡件 （无论是标准的或是非标准的） 。在数据接口上，DCS 系

3、统是单向的，即 DCS 系统只接收 远程 I/O 传送过来的经过打包后的数据，绝不会为外接系统做任何数据处理之类的工作， 如判断通讯线的冗余问题，远程 I/O 的参数设置和现场设备自诊断等等。 同时，我公司为了解决串行口通讯速度低、现场抗干扰性能差这一重大难题，经过 我公司工程技术人员长期努力，研制出了新一代通讯产品 IDAS-2003 高速抗干扰通讯模块 （以下简称通讯模块） ，现已推向市场。 主要技术特点 采用双CPU结构，能快速实现双网切换 采用表面贴装工艺 通讯速率高，通讯距离远，带负载能力强 抗干扰能力强，能在恶劣环境下工作 具有很强的兼容性，能与各家DCS系统（进口，国产）通讯 通

4、讯方式具有多样性（串口，以太网等） 具有体积小，安装、连接、操作方便等特点IDAS-2003 高速抗干扰通讯模块 3 第二章 通讯模块在远程 I/O 应用中的必要性 一、解决网络冗余问题 对于远程 I/O 的现场应用来说，每个前置机是分散安装在现场的，通过一根普 通屏蔽双绞线连接至控制室，可见这根通讯电缆是远程 I/O 的生命线，一旦这根通讯 电缆损坏或断掉，整个网络将处于瘫痪状态，因此这根通讯电缆必须是冗余配置的， 而且在布线时要做到物理分开。 由于通讯线是冗余配置的，所以必须连接至两个通讯接口上，而且还要能判断 哪根电缆是正常的或是故障的并做到及时切换，如果没有通讯模块的话，这些事情就 必

5、须由 DCS 系统来完成，从目前的 DCS 系统来看，绝大多数系统只配有一个接口给 外接系统，根本不能接入两根冗余通讯线，更不可能为外接系统作故障判断或切换， 因此这一功能只能通过通讯模块来完成。IDAS-2003 通讯模块是双 CPU 结构，每块 CPU 负责管理一个 IDAS 网络，两 块 CPU 之间通过双向 RAM 传输数据，确保在网络切换时，发送给 DCS 的数据始终 是实时的，不间断的。 另外通讯模块的冗余性还包括向 DCS 系统发送数据的冗余性，通讯模块具有两 个标准接口，可同时向两个 DCS 口发送数据。 二、解决与 DCS 的数据传输问题前面概述内已提到，目前 DCS 系统的

6、数据接口是单向的，而且只接收打包后 的数据，对于 DCS 系统来讲这种数据传送方式是最简单、最可靠的一种方式。 IDAS 远程 I/O 为了达到与 DCS 的可靠连接，采用通讯模块来实现这一功能，通讯 模块把分散在现场的前置机数据采集来后进行数据打包，然后发送给 DCS 系统。 如果没有通讯模块，DCS 系统只能对前置机逐个进行采集，这样做数据刷新 周期将大打折扣，而且 DCS 系统还必须对采集来的数据进行整合、拼接。 如果一个系统的采集点数为 500点，用 25台前置机采集数据，用数据打包的 方式来传送只需分 4次（每个数据包为 125点）就能完成 500点的数据更新，如用 逐个采集前置机的

7、方式进行至少要用 25次才能完成 500点的数据更新。可见通讯 模块在数据整合和打包传送中所起的重要作用。IDAS-2003 高速抗干扰通讯模块 4 三、解决 IDAS 远程 I/O 与 DCS 系统接口的速率匹配问题目前我公司推出的 IDAS 远程 I/O 的通讯速率为 375kbps1.25Mbps，也就是说 最低速率也要 375kbps，但目前 DCS 系统提供的接口通讯速率为 9.6 kbps115.2 kbps， （以太网接口除外）其最高速率为 115.2 kbps 还未达到 IDAS 网络的最低通讯 速率，因此中间必须采用通讯模块来连接。在这里有必要就 IDAS 网络的通讯速率与

8、RS485 标准通讯口的通讯速率作一下 比较，大家都知道 RS485 标准口的通讯速率与通讯距离、网络节点数是成反比的， 即通讯速率越高或节点数越多，通讯距离就越近，如通讯距离超过 300米（现场应 用时，通讯距离一般为 600-1000 米） ，节点数超过 10 个，那么其通讯速率只能小于 或等于 9.6kbps，这一指标无法满足工业测量实时性的要求，再加上标准 RS485 抗 干扰能力差等因素，因此标准 RS485 接口很难在现场成功应用。IDAS 网络为了解 决以上问题，对标准 RS485 的物理层作了重大开发和研制，形成了该产品的独特的 新颖技术，并使这一技术在远程 I/O 的应用中得

9、到充分的发挥。高速的远程 I/O 优点还体现在能把现场数据实时的反应到 DCS 系统上，这一 点采用 RS485 标准口通讯时无论如何也无法完成的。例：某数据采集系统的测点为 500点，用 25台前置机采集数据。 1、采用 IDAS 网络采集 IDAS 网络通讯速率：375 kbps 25台前置机采集周期（即 500点数据刷新时间）：0.5秒 通讯模块与 DCS 通讯速率：19.2kbps 每个数据包传送用时：0.16秒 每个数据包之间的间隔：0.04秒 500点数据传送周期：（0.16+0.04）4=0.8 秒 2、采用 RS485 标准口采集 通讯速率：9.6kbps 每台前置机的采集周期

10、：0.1秒 采集每台前置机之间的间隔：0.04秒 500点数据传送周期：(0.1+0.04)25=3.5 秒IDAS-2003 高速抗干扰通讯模块 5 从上述数据可以看出，采用 RS485 标准口采集数据，其刷新周期是相当慢的，DCS 所得到的数据根本不是实时的数据。由此可见，通讯模块为保证远程 I/O 向 DCS 系统传送 数据的实时性起到了不可忽缺的作用。四、解决 IDAS 网络在现场应用中的抗干扰问题 在 IDAS 远程 I/O 网络中，通讯模块、前置机、通讯线之间都经过了电气隔离， 各前置机之间不存在共地问题，彻底避免了前置机之间的相互干扰和地线回流问题， 使整个网络处于“全浮空”状态

11、，确保网络通讯的可靠。 通讯模块与前置机之间的通讯采用特殊的调制解调电路和平衡差动传送方式， 传输电平高，峰-峰值高达12V（RS485 的传输电平为5V） ，加上完善的校验方法 及自动重发技术，大大提高了网络通讯的抗干扰能力。还有最重要的一点，这种特殊 的通讯方式，确保了前置机与前置机之间互不通讯，更进一步确保了数据传输的可靠 性。 五、解决 IDAS 远程 I/O 系统的故障自诊断和参数在线设置 通过通讯模块上的扩展串口，用户可在 DCS 系统数据传输不中断的情况下在 线修改或设定前置机参数，同时还可以在线观察网络的自诊断信息，给系统的运行和 维护带来极大的方便。 第三章 主要技术指标 一

12、、 IDAS-2003 高速抗干扰通讯模块技术指标 * 硬件组成: 由低功耗、高可靠、能连续运行的单片机系统组成，是IDAS-2002通讯转换口的升级换代产品。 * 可挂前置机台数： 50台 * 采集速率： 1000点/秒 * 与DCS通讯方式： 标准RS485/232， 标准以太网 * 与DCS通讯协议 标准MODBUS协议，TCP/IP协议 * 与DCS通讯波特率： 9.6k115.2kbps ，10Mbps (以太网)IDAS-2003 高速抗干扰通讯模块 6 * 与IDAS网通讯方式： 半双工异步通讯方式 * 与IDAS网通讯波特率： 375kbps1.25Mbps * 通讯电缆： 普

13、通屏蔽双绞线 * 最大通讯距离： 1200米* 冗余方式： 内置可自动切换的双CPU，两根IDAS网络线可自动切换， 并可同时向两个DCS口发送数据 * 状态指示： LED指示灯 * 供电电压： 100265V AC 、 4855Hz , 200300V DC， 具有过流、短路、过压等保护功能 * 设置方式： 在线 * 自诊断： 在线查看自诊断信息 二、环境条件 * 功 耗 2W * 工 作 方 式 连续 * 可靠性指标 MTBF72000Hr * 运行环境温度 -20+60（内控指标：-20+70） * 湿 度 相对湿度85% * 防护等级 IP56(带防护外壳) * 重 量 0.5kg * 外 形 尺 寸 1208020(长宽高；单位：mm)IDAS-2003 高速抗干扰通讯模块 7 第四章 外形结构 一、IDAS-2003 高速抗干扰通讯模块的外形结构通讯模块的外形结构如下图： IDAS-2003 高速抗干扰通讯模块的外形 二、 LED指示 IDAS-2003 高速抗干扰通讯模块具有 LED 自诊断指示灯，位于通讯模块上部，其显 示状态的意义见下表 第一个灯 第二个灯 A 网工作指示灯 第三个灯 B 网工作指示灯 每秒闪动 1次 每秒闪动 10次 每秒闪动 1次 每秒闪动 10