RJ/RJM系列电动执行机构PROFIBUS总线接口使用说明书(支持DP V0 和DP V1功能)温州瑞基测控设备有限公司WENZHOU RICH MEASURE&CONTROL EQUIDMENT CO.,LTD目录目录 i1 说明 11.1 了解PROFIBUS-DP 11.2 基本特征 11.3 PROFIBUS DP总线的基本功能 12 安全须知 22.1和安全有关的术语 22.2设备数据(GSD) 23 接线和使用 33.1内部结构 33.2 电气连接 33.2.1 执行机构中有关PROFIBUS DP 的接线端子 33.2.2 有关“信号公共参考地”和“大地”接线端子的处理方法 33.2.3 信号线的接法 43.3进入远程总线控制模式 44 技术数据 54.1 硬件接口和电缆 54.2 PROFIBUS基本功能: 54.3 PROFIBUS DP电动执行机构数据说明 6设备选择 64.3.2 模块选择 6支持的波特率 64.3.4 PROFIBUS DP电动执行机构的周期数据 64.3.5 PROFIBUS DP电动执行机构的非周期数据 8使用GSD文件设置执行机构参数说明 105菜单设定 125.1 远控方式选择项H-01 125.2 丢信动作选择项H-07 125.3 总线菜单选择项H-09 12设置“本机地址”H-90 12设置“冗余地址”H-91 12设置“丢信时间”H-94 13设置“调节高限”H-95和“调节低限”H-96 13设置“总线ESD动作” H-97 136 冗余介绍 14附1:接线盒端子说明表 151 说明1.1 了解PROFIBUS-DP 为了在自动化系统之间、自动化系统和所连接的分散的现场设备之间进行信息交换,现场总线作为主要的通讯工具已得到越来越广泛的使用。
现场总线是一种串行的,数字的,多点的,双向通信的数据总线通过使用现场总线技术,可以节省多至40%的接线、调试及维护的费用仅仅使用两根电线就可以传送现场设备的所有相关信息和数据在欧洲,PROFIBUS-DP总线是居于领先地位的开放的现场总线系统,并且成功地推广到世界各地应用范围包括生产过程中的自动化,过程控制和楼宇自控PROFIBUS-DP总线作为国际的、开放的现场总线标准,已经由EN 50 170现场总线标准进行了标准化该标准化确保独立于制造商,并且在最大程度上保护制造商和用户的利益1.2 基本特征PROFIBUS DP总线决定了一个由它把分散的数字自动化设备连接在一起的、串行的现场总线系统的技术和功能特点PROFIBUS DP总线区分主站设备和从站设备PROFIBUS DP总线被设计成在现场级以极高的速度传递数据这里的中央控制设备,比如PLC或PC机,通过一个高速的串行接口同外围的现场站进行开关量及/或模拟量的输入输出数据通讯同现场设备的数据交换是循环进行的结合PROFIBUS DP的V1服务,也可以进行非循环的数据交换通过符合EN 50170标准的PROFIBUS DP基本功能,就可以实现所需的通讯功能。
▲ 主站设备 控制总线上的数据交换主站被允许毋需一个外部请求就可以发送信息在PROFIBUS协议中,主站通常也被称作主动站▲ 从站设备 诸如瑞基RJ/RJM-PROFIBUS系列电动执行机构等的外围设备典型的从站设备是输入输出设备,阀门,执行机构及测量变送器它们不具备访问总线的能力,也就是说,它们仅仅可以确认已经接收到信息,或者,在主站的要求下发送信息到主站从站通常也被称作被动站1.3 PROFIBUS DP总线的基本功能主站循环地从从站读取输入信息,循环地把输出信息写入到从站除了这种过程映像的循环数据传输方式,PROFIBUS DP总线还提供了强有力的诊断和调试功能通过主站和从站上的监控功能来监控数据交换 ▲ 功能- 点对点对等(网络数据传输)或多点广播(控制命令到所有的从站) DP主站和DP从站间的循环(周期性)数据交换 动态地激活或撤销一个DP从站 检查DP从站的配置 同步输入及/或输出▲ 保护功能- 所有的信息是以汉明距离HD=4的方式来传递 DP从站的看门狗 DP从站的输入输出存取保护 主站可配置时间间隔的网络数据传输监控 可调整的安全性能2 安全须知警告标识,表示须特别注意内容,大部分情况与安全操作有关。
2.1和安全有关的术语本手册必须和《RJ智能型电动执行机构选项安装使用说明书》结合在一起来使用当进行和执行机构有关的工作时,必须遵循包含在使用说明书中的安全准则本手册只包含关PROFIBUS接口的有关内容建议由专业的技术支持人员进行所有的安装、调试和服务的工作2.2设备数据(GSD)连接到PROFIBUS-DP 总线上的设备的性能由设备的制造商以设备数据表和设备主文件(GSD 文件)的形式进行归档,用户可以使用这些文件GSD 文件的结构 、内容和代码都是标准的因此,任何DP从站都可以很方便地通过使用来自不同生产商的配置设备进行配置PROFIBUS 协会以非确定生产商的数据库的形式归档文件,并且需要时可提供详细的设备数据下面的GSD 文件适用于RJ/RJM系列带PROFIBUS 总线接口的电动执行机构:RAGA_RQ.GSD(参见附录GSD 文件)3 接线和使用3.1内部结构 PROFIBUS DP 通讯卡由I卡和II卡(冗余卡组成),通过接插件合并后与RJ/RJM系列电动执行机构的主板相连,其485通讯接口与执行机构的接线盒相连接(参照表1),可以根据PROFIBUS DP组网规则与用户主站连接使用。
需要强调的是:冗余设计采用了电源冗余、485接口冗余、总线桥冗余、控制器冗余等设计,为诸如DCS系统的操作站冗余、通信总线冗余提供了电气接口,由于使用了西门子PROFIBUS DP 总线协议芯片SPC3 ,且综合了现场应用的特点,因此,它不仅完全遵守PROFIBUS DP 协议,而且具有方便的用户接口和良好的编程操作界面关于工作和储存环境条件,要求:工作温度: -40℃~+70℃ 储存温度: -50℃~+85℃ 相对湿度: 5%~95%(50℃)非冷凝状态3.2 电气连接3.2.1 执行机构中有关PROFIBUS DP 的接线端子 PROFIBUS DP执行机构用于现场总线的接线端子分别是:10~20号端子和地线端子,其定义如表1所示:执行机构接线盘说明执行机构接线盘说明“14”号端子AI (I卡总线A端)“11”号端子AII (II卡(冗余卡)总线A端)“15”号端子BI (I卡总线B端)“12”号端子BII (II卡(冗余卡)总线B端)“13”号端子RS485接口公共参考地I(S),在要求不高的场合可以不接10”号端子RS485接口公共参考地II(S),在要求不高的场合可以不接。
18”号端子I卡终端电阻A端“20”号端子II卡(冗余卡)终端电阻A端“17”号端子I卡终端电阻B端“19”号端子II卡(冗余卡)终端电阻B端“16”号端子接大地(E)通常与信号线的屏蔽层相连3.2.2 有关“信号公共参考地”和“大地”接线端子的处理方法(请参考下表2):现场条件推荐接法(默认其中2芯作为信号线)可能存在雷击(如空中架线情况);可能存在较高的共模干扰(通讯距离长)采用3芯屏蔽线其中一芯作为信号参考地与执行器接线盒13号端子相连;屏蔽线接执行器接线盘的地线端子,终端接大地无雷击可能;可能存在较高的共模干扰采用2芯屏蔽线其中屏蔽线作为信号参考地与执行器接线盘13号端子相连可能存在雷击;无较高的共模干扰可能采用2芯屏蔽线屏蔽线接执行器接线盘的地线端子,终端接大地无雷击可能;无较高的共模干扰可能采用不带屏蔽双绞线(适用于通讯距离短、要求较低的场合)注:表2只是例举了与I 卡的接线,II卡则类同图2:PROFIBUS DP 信号端子接线方法主站总线开终端电阻图3:总线网络段中的PROFIBUS DP 执行机构从站终端,终端电阻打开接线盒双绞屏蔽线3.2.3 信号线的接法 如图2所示接法,在一段总线网络中最多可以接32个类似PROFIBUS DP 执行机构的从设备。
如果需要在一个总线网络中连接更多的PROFIBUS DP从设备,可以使用中继器将各段网络连接起来,而整个网络(表示一个单主站网络)最多可容纳126个PROFIBUS DP 从设备 图3示例了单个网络的整体模式 通讯电缆参数: 电缆设计: 屏蔽双绞电缆浪涌阻抗: 在 3 ~ 20 MHz频率内为 135~165Ω 每单位长度的电容:<30pF/m线径: >0.64mm导线面积: >0.34 mm²,与AWG22一致回路电阻: <110Ω/km3.3进入远程总线控制模式进入菜单,将H-01(控制方式)菜单项设置成2(总线控制),退出菜单,再将执行机构面板上的方式旋钮打在“远程”位置,这时即可以进行总线控制只有在远程方式下,执行机构才执行来自总线的命令,而在其它方式(就地或停止)下仅对命令作保存处理4 技术数据4.1 硬件接口和电缆通讯标识PROFIBUS DP,遵从标准IEC61158,JB/T10308.3网络拓扑结构线性(总线)结构,也可以实现树型结构运行中连接或断开一个从站而不影响其它站是可能的。
传输介质屏蔽双绞线,铜缆,遵从标准IEC61158,JB/T10308.3接口EIA-485(RS 485)传输速率及电缆长度波特率(kbit/s)9.619.245.4593.75187.55001,5003,0006,00012,000不带中继器的最大电缆长度1,200 m1,200 m1,200 m1,200 m1,000 m400 m200 m100 m100 m100 m带中继器的最大电缆长度约 10 km约 10 km约 10 km约 10 km约 10 km约 4 km约 2 km约 1 km站的类型—DP主站,类型1,例如中央控制器如PLC,PC等—DP主站,类型2,例如编程或配置工具—DP从站,例如瑞基公司电动执行机构PROFIBUS电动执行机构,具有开关量及/或模拟量输入/输出的设备和传感器站的数量不带中继器最多32 个站,带中继器可扩展至126 个站通信关系主站之间采用令牌环,主站和从站之间采用轮询(主从)方式4.2 PROFIBUS基本功能:支持的操作类型DP V0 和DP V1波特率识别自动设置及配置- 通过PROFIBUS总线;- 通过。