МОДУЛЬНАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ...

МОДУЛЬНАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ

ЭКСТРА

Узловой контроллер сбора данных

Техническое описание

и руководство по эксплуатации.

Москва, 2012

МОДУЛЬНАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ ЭКСТРА


2

Оглавление Описание устройства .................................................................................................................................. 1

Технические характеристики .................................................................................................................... 6

Описание интерфейсов .............................................................................................................................. 6

Шина Xbus ................................................................................................................................................ 6

Шина D-BUS ............................................................................................................................................. 10

Порт Ethernet ......................................................................................................................................... 13

Порт USB ................................................................................................................................................. 14

Слот карты памяти MicroSD .................................................................................................................. 14

Кнопка сброса RESET ............................................................................................................................. 15

Дискретные порты ввода-вывода ..................................................................................................... 16

Дискретные входы ............................................................................................................................ 16

Дискретные выходы .......................................................................................................................... 17

Светодиоды ........................................................................................................................................... 18

Типовые варианты применения ............................................................................................................. 19

Минимальный ........................................................................................................................................ 20

Резервированный .................................................................................................................................. 21

Резервированный многоканальный .................................................................................................... 22

С модулем синхронизации времени GPS|ГЛОНАСС ............................................................................ 22

Мультипротокольный......................................................................................................................... 23

Узел связи для ЦППС или пункта переприема ................................................................................... 24

Монтаж устройства ................................................................................................................................... 25

Общие правила установки и снятия модуля .................................................................................... 25

Особые правила монтажа модуля с шиной D-BUS ............................................................................ 26

Информация о производителе ............................................................................................................... 27



3

1. Описание устройства

1.1 Узловой контроллер сбора данных (далее по тексту УКСД ЭКСТРА или модуль) является компонентом модульной системы автоматизации ЭКСТРА.

1.2 Модуль предназначен для построения распределенной подсистемы сбора и обработки данных на всех уровнях промышленной сети управления процессом. Он может применяться в системах оперативно-диспетчерского управления и телемеханики, системах коммерческого учета энергоресурсов, автоматизированных системах управления технологическим процессом.

1.3 Благодаря наличию межмодульной скоростной шины D-BUS, модуль имеет возможность расширения функциональности и наращивания информационной емкости. К шине D-BUS могут быть подключены совместимые модули расширения портов RS-485, RS-232, CAN, модуль синхронизации времени GPS/GLONASS, модуль резервирования Ethernet. Также возможно подключение специализированных модулей для реализации нестандартных интерфейсов и протоколов.

1.4 Общий вид модуля с обозначением элементов показан на рис.1.

00-04-A3-12-34-56MAC


ЭКСТРА

D-BUS

Rx Tx

Порт 1 Порт 2

Rx Tx

Статус USB

Модель УКCД-01М

ТЕЛЕТАП

DI1COM Ethernet

DO2

DO1DI2 MicroSD

Reset


Разъем порта

Xbus №1

Разъем порта

Xbus №2

Последовательные порты

Разъем шины

D-Bus

в углублении

Разъем дискретных

портов ввода-вывода

2 входа =12V

2 выхода =24V 100mA

Порт Ethernet

10/100Base-TX,

Индикаторы

Act/Link10/100М

Слот для карты

памяти MicroSD

Кнопка сброса,

углубленная в

отверстии

LED

индикаторы

Сервисный

порт USB

Кнопка сброса,

углубленная в

отверстии Рисунок 1



4

1.5 Корпус модуля предусматривает его крепление на стандартную 35мм DIN-рейку и позволяет выполнить его монтаж в одной линии с другими модулями системы, преобразователями, датчиками, блоками питания, и т.п. Ширина корпуса 72мм.

1.6 Модуль построен на базе современного микропроцессора для встраиваемых систем Stellaris с ядром ARM Cortex-M3 80МГц. Имеет 8Мб SDRAM оперативной памяти, 4Мб DataFlash памяти для конфигурации и программы, возможность подключения карты памяти MicroSD для хранения архивов и загрузки конфигурации, снабжен чипом памяти с электронной меткой (используется также для генерации MAC адреса Ethernet порта).

1.7 Периферия модуля состоит из сервисного порта USB, предназначенного для загрузки параметров и конфигурационных данных, диагностики состояния модуля и доступа к параметрам процесса, порта Ethernet 10/100Base-TX для подключения к ЛВС, двух последовательных портов шины Xbus, одного Master-порта шины расширения D-BUS, порта ввода-вывода дискретных сигналов, включающего в себя два логических входа оптронного типа, и два оптронных логических выхода.

1.8 Модуль имеет светодиодные индикаторы на лицевой панели, обозначающие активность двух портов шины Xbus, порта расширения D-BUS. Встроенная система самодиагностики анализирует работоспособность модуля и отображает ее индикатором статуса. В корпус Ethernet порта встроены два светодиода, обозначающие наличие подключения и активность по порту, а также скорость подключения 10 или 100 Мбит/с.

1.9 Питание модуля обеспечивается через разъем шины D-BUS от специального блока питания шины D-BUS. Блок питания шины D-BUS имеет две модификации: БПД-24/5-3W для работы в системе с напряжением 24В постоянного тока, и БПД-220/5-5W для питания от сети с напряжением 110-220В переменного или постоянного тока.

1.10 Программное обеспечение модуля является также модульно-компонуемым. Базовое ПО ядра содержится во внутренней Flash-памяти микропроцессора. Подключаемые компоненты, реализующие поддержку различных модулей расширения и соответствующих протоколов обмена расположены в DataFlash памяти, и загружаются для выполнения в оперативную SDRAM память в соответствие с конфигурацией, заданной пользователем.

1.11 Такой подход к организации ПО наряду с большими объемами хранения, позволяет на базе одного модуля связи создать подсистему сбора информации с разнородных оконечных устройств разных производителей, работающих по разным физическим и прикладным протоколам, и передать собранную информацию на вышестоящий уровень по нескольким резервируемым каналам связи, и по нескольким направлениям.



5

1.12 Обновление микропрограммы ядра, загрузка конфигурации и программных компонентов, необходимых для поддержки устройств и протоколов, объявленных в конфигурации, производится несколькими способами: через сервисный USB порт прямым подключением к компьютеру, через все доступные порты через канал связи, если канал имеет достаточную пропускную способность, при помощи карты MicroSD, на которой сохранен файл конфигурации или обновления.

1.13 Модуль поддерживает следующие стандартные протоколы обмена:

Тип протокола Скорость передачи

данных Порт, тип канала

МЭК-870-5-101 100бит/с - 1Мбит/с Xbus 1 и 2, последовательные порты в модулях расширения, радио, ВЧ, проводные каналы с

модемами. Modbus RTU 100бит/с - 1Мбит/с

МЭК-870-5-104 10/100Мбит/с Ethernet, TCP/IP и UDP, LAN и WAN, ВОЛС, БШД, Спутниковые системы, GPRS и 3G системы

операторов сотовой связи. Modbus TCP 10/100Мбит/с

Расширение МЭК-101/ЗНАК+

9600 - 115200 бит/с

Xbus 1 и 2, последовательные порты в модулях расширения, для работы в радиоканалах с

поддержкой спорадической передачи и ретрансляции Peer-to-Peer

Полевой протокол КЭЯ ЗНАК+

57600 бит/с Xbus 1 и 2, последовательные порты в модулях

расширения, проводная промышленная сеть на базе RS-485.

NMEA 0183, TSIP 1200 - 115200 бит/с Последовательный порт в модуле расширения RS-

232, PPS

1.14 Предусмотрена возможность работы протоколов серии МЭК 61850, а также

реализации Embedded OPC-сервера.

1.15 Поддержка других протоколов обмена и их модификаций также может быть реализована путем создания программных модулей, и загружена пользователем в память устройства.



6

2. Технические характеристики.

Количество встроенных портов 2 RS-485

Количество модулей расширения 8 (RS-485, RS-232, CAN)

Скорость обмена до 1Мбит/с

Напряжение гальваноразвязки 1500В в течение 1 минуты

Порт Ethernet 1 10/100 Mбит/с

Количество логических входов 2 оптронных входа 5-24В 12мА

Количество логических выходов 2 оптронных выхода 24В 100мА

Карта памяти (опционально) MicroSD, до 2Гб

Напряжение питания 5В с использованием модуля БП D-BUS

Потребляемая мощность 3Вт

Рабочий диапазон температур -40...+70ºС

Габаритные размеры (Ш×В×Г) 72×90×60мм

3. Описание интерфейсов.

3.1 Шина Xbus. 3.1.1 Шина Xbus - это специальная шина, физически построенная на базе гнезд

8P8C (RJ-45), обжимных IDC наконечников и телекоммуникационного кабеля категории 5 (витая пара).

3.1.2 Шина Xbus предназначена для соединения между собой различных модулей распределенной системы ЭКСТРА. Она использует стандартный промышленный интерфейс связи RS-485 полудуплексный, а также подводит питание 24 В постоянного тока к компонентам системы.

3.1.3 Соединение модулей на шине производится по цепочке, для этого каждый периферийный модуль ЭКСТРА содержит два разъема, контакты которых соединены на плате между собой. Такие пары разъемов обозначены пиктограммой:

.

3.1.4 Участок распределенной системы, содержащий несколько периферийных модулей, подключенных по цепочке, называется кластером. Кластер начинается либо от порта УКСД, либо от точки присоединения к магистральной шине, и заканчивается последним модулем в цепочке.

3.1.5 Кластеры могут быть подключены к магистрали. Магистраль - это участок шины, выполненный неразрывным кабелем, который может иметь увеличенное сечение при большой длине прокладки. Для подключения одиночного модуля или кластера к магистрали используется терминальный модуль. Он содержит специальные разъемы, которые позволяют коммутировать жилы кабеля без разрыва, а также гнездо 8P8C (RJ-45) для подключения патч-корда в сторону кластера.



7

Одиночный

контроллер

БП

Xbus

Магистральный

разветвитель





УКСДБП

D-BUS

МОДУЛЬ

ВВОДА-

ВЫВОДА

МОДУЛЬ

ВВОДА-

ВЫВОДА

МОДУЛЬ

ВВОДА-

ВЫВОДА

МОДУЛЬ

ВВОДА-

ВЫВОДА

Кластер=24B

Магистраль

Узел связи

3.1.6 Из-за падения напряжения на контактах разъемов, включенных последовательно, и сопротивления проводов, существует ограничение на количество модулей в одном кластере. Максимальное количество модулей зависит как от типа модулей (их энергопотребления), так и от суммарной длины всех соединений шины кластера. Все периферийные модули системы имеют возможность измерения напряжения питания шины на своем разъеме и индикацию понижения напряжения светодиодом статуса и специальным объектом информации, что позволяет на этапе наладки системы определить перегрузку шины и создать новый кластер для ее разгрузки.

3.1.7 Назначение контактов разъема шины Xbus показано на рисунке:

1 2 3 4 5 6 7 812345678

V+V-

RS-485-A

RS-485-BV-V-

V+V+

# Цепь

3.1.8 В большинстве применений для соединения соседних модулей в одном или нескольких монтажных рядах, а также для прокладки шины между соседними ячейками, используются изготовленные заводским способом соединительные кабели разных стандартных длин, так называемые патч-корды. Такие кабели имеют высокую надежность, так как изготавливаются методом заливки расплава полимера.



8

3.1.9 При прокладке длинных сегментов шины, должна быть выполнена опрессовка разъемов на кабель с двух сторон специальным приспособлением для обжима витой пары. Цветовая схема должна соответствовать стандарту EIA/TIA-568B.

Вид со стороны контактов

3.1.10 При прокладке кабеля шины на большие расстояния, где он может подвергаться воздействию электромагнитных помех от оборудования, высоковольтных линий, атмосферного электричества, или при использовании кабеля другого типа, с обеих сторон этого сегмента шины должен устанавливаться блок защиты линии БЗЛ ЭКСТРА. БЗЛ ЭКСТРА содержит мощную защиту линий интерфейса и питания, имеет со стороны линии удобный разъем для подключения кабеля, в том числе с экранирующей оболочкой, и два разъема шины Xbus для дальнейшей прокладки шины патч-кордом.

БП

Xbus





УКСДБП

D-BUS

МОДУЛЬ

ВВОДА-

ВЫВОДА

МОДУЛЬ

ВВОДА-

ВЫВОДА

МОДУЛЬ

ВВОДА-

ВЫВОДА

МОДУЛЬ

ВВОДА-

ВЫВОДА

Здание 1


БЛОК

ЗАЩ.

ЛИНИИ

БЛОК

ЗАЩ.

ЛИНИИ


Кабель

Здание 2

МОДУЛЬ

ВВОДА-

ВЫВОДА

3.1.11 Напряжение питания 24В в шину Xbus подается через специальный модуль питания шины БПШ ЭКСТРА. На вход БПШ ЭКСТРА через винтовой клеммник питание 24В поступает от первичного источника питания. Этот модуль выпускается в двух модификациях: с гальваноразвязкой входного напряжения БПШ-24/24И-5W и без гальваноразвязки БПШ-24/24Т. Гальваноразвязка требуется в основном для "шумных" линий, работающих в жестких условиях электромагнитной обстановки (шина, работающая на ОРУ 35/110/500кВ, в цехах с мощным электротехническим оборудованием, и т.п.).

3.1.12 Если из-за большой протяженности шины Xbus или большого количества модулей на ней мощности одного БПШ недостаточно для нормальной работы системы, можно установить дополнительные БПШ для питания сегментов шины. При этом внутри каждого последующего БПШ должен быть отключен DIP-переключатель "Транзит питания".



9

3.1.13 Питание портов Xbus №1 и №2 в УКСД ЭКСТРА производится не от шины, а от внутренних DC/DC конвертеров. Это позволяет использовать порты устройства для любых применений и поддержки стороннего оборудования. Блок питания шины Xbus в таком случае не требуется.

3.1.14 Для коммутации шины Xbus в системе ЭКСТРА предусмотрено множество вариантов. Стандартные варианты - это соединения, выполняемые с использованием магистральных разветвителей, блоков защиты линии, блоков питания шины. Набор этих блоков разработан для максимального упрощения монтажа шины с сохранением ее гибкости.

3.1.15 Для подключения других устройств: счетчиков, модемов, конвертеров, контроллеров ввода-вывода системы ЗНАК+ предыдущих модификаций, а также устройств других производителей, можно также использовать концепцию шины Xbus на магистральных участках, и для соединения с портами устройств использовать схемы, приведенные на рисунке:

V+V-

RS-485-A

RS-485-BV-V-

V+V+

RS-485-A

RS-485-B

GND(V-)

УКСДБП

D-BUS

БП

XbusУКСДБП

D-BUS

Цветовая схема цепей шины Xbus при

монтаже с разделкой кабеля

Схема соединения жил кабеля Xbus

с разъемом для подключения

к КЭЯ ЗНАК+ и КДО ЗНАК+

RS-485-A

RS-485-B

GND(V-)

УКСДБП

D-BUS

Схема соединения жил кабеля Xbus

с разъемом для подключения к модемам

(РМ ЗНАК+ , FSK ЗНАК+, ЦП ЗНАК+)



10

3.2 Шина D-BUS.

3.2.1 Шина D-BUS - это специальный интерфейс, разработанный фирмой "ЗАО ТЕЛЕТАП" для обеспечения наращивания функциональности интеллектуальных устройств системы ЭКСТРА.

3.2.2 К одному УКСД может быть подключено в общей сложности до восьми модулей расширения. При этом количество модулей расширения, одновременно подключенных к шине, зависит от типа модуля:

Модули расширения портов (RS-485, RS-232, CAN) - 8 шт.

Модуль резервирования Ethernet - 1 шт.

Модуль синхронизации времени GPS/ГЛОНАСС -1 шт.

3.2.3 Шина D-BUS имеет закрытую архитектуру, и обеспечивает доступ ведущего устройства (УКСД) к модулям расширения по широкополосному каналу с адресным мультиплексированием. Каждый модуль имеет уникальный серийный номер, и адресуется на шине специальной службой перечислителя, работающей в ведущем устройстве.

3.2.4 Совместимые модули расширения имеют 2 разъема шины, расположенные по боковым сторонам корпуса в углублениях. Внутренние разъемы шины не выходят за габариты корпуса, что позволяет устанавливать модули на DIN-рейке вплотную друг к другу.

3.2.5 Соединение модулей между собой производится по цепочке с использованием специального межмодульного соединителя D-BUS, который вставляется в один из разъемов соединяемой пары модулей, после чего модули сдвигаются на DIN-рейке вплотную друг к другу.

3.2.6 Для обеспечения надежного соединения шины, положение крайних модулей на рейке должно быть зафиксировано при помощи краевых фиксаторов, которые имеют артикул X-E-PC.

3.2.7 Питание модулей расширения, а также модуля УКСД, осуществляется от шины. Для подачи питания на шину в системе ЭКСТРА предусмотрен модуль "Блок питания D-BUS", имеющий две модификации: БПД-24/5-3W - с входным напряжением 24В постоянного тока и двумя портами D-BUS, и БПД-220/5-5W с входным напряжением 100-220В переменного или постоянного тока и одним портом D-BUS.



11

3.2.8 Блок питания модификации БПД-24/5-3W устанавливается между модулем УКСД (справа) и модулями расширения (слева). Он имеет направленную токовую защиту, позволяющую модулю УКСД получать питание и оставаться в рабочем режиме даже при неисправности на участке шины с модулями расширения.

00-04-A3-12-34-56MAC


ЭКСТРА

D-BUS

Rx Tx


Rx Tx

Статус USB


ТЕЛЕТАП

DI1COM Ethernet

DO2

DO1DI2 MicroSD

Reset


00001№

Блок питания D-BUS

ЭКСТРА

Защита

Контроль

БПД-24/5-3WМодель

Защита5V

Вход 24V1 2

PE=/~

12-34-56№

Порт RS-485

ЭКСТРА

МПР-485-01Модель

RS-485

Rx Tx

Статус

RS-485B A

12-34-56№

Порт RS-485

ЭКСТРА


RS-485

Rx Tx

Статус

RS-485B A

3.2.9 Блок питания модификации БПД-220/5-5W предназначен для использования совместно с модулем УКСД в упрощенных схемах применения, в которых не используется первичный источник питания 24В, а питание осуществляется от цепей собственных нужд или оперативного тока, с ограниченным количеством портов расширения, а также для прямой замены устройств ИКС ЗНАК+ из предыдущего поколения устройств комплекса ЗНАК+. Наличие одного порта D-BUS определяет расположение этого модуля в конце линейки модулей расширения слева.

00001№

Блок питания D-BUS

ЭКСТРА

Контроль

БПД-220/5-5WМодель

+5V

Выход 5VPE

100-240V1 2 =/~Вход

12-34-56№

Порт RS-485

ЭКСТРА


RS-485

Rx Tx

Статус

RS-485B A

00-04-A3-12-34-56MAC


ЭКСТРА

D-BUS

Rx Tx


Rx Tx

Статус USB


ТЕЛЕТАП

DI1COM Ethernet

DO2

DO1DI2 MicroSD

Reset


3.2.10 Модуль УКСД, а также модули расширения имеют защитные схемы на портах Xbus, USB, Ethernet, разъеме MicroSD, которые требуют соединения с заземляющим устройством для отвода аварийного тока. Цепь заземления проходит через два параллельных контакта шины D-BUS всех модулей, и

выводится через контакт PE разъема на модуле питания шины.



12

3.2.11 Снятие модулей должно выполняться в следующей последовательности:

Отключить все внешние цепи от снимаемого модуля,

Освободить один из краевых фиксаторов (ближайший к извлекаемому модулю), переместить его на расстояние не менее 3см, и зафиксировать в этом положении для предотвращения падения крайних модулей с DIN-рейки,

Раздвинуть модули на рейке справа и слева от извлекаемого модуля,

Двумя пальцами извлечь межмодульный соединитель (с каждой стороны), либо переместить его в соседние неизвлекаемые модули.

Для снятия модуля с рейки вставить плоский наконечник отвертки, шириной 6-7мм, в рамку крепежной защелки на модуле, повернуть отвертку и поднять модуль вверх. Затем освободить зацепы от рейки с противоположной стороны.

Нарушение последовательности снятия модуля может привести к поломке конструкции и досрочному прекращению гарантии!



13

3.3 Порт Ethernet. 3.3.1 Модуль УКСД имеет порт Ethernet, поддерживающий работу по стандартам

10 и 100BASE-TX. 3.3.2 Подключение модуля к сетевому телекоммуникационному оборудованию

выполняется кабелем категории 5 (UTP, FTP, STP) c опрессованной вилкой типа 8P8C (RJ-45). Разводка жил кабеля может быть выполнена по схемам EIA/TIA-568А или EIA/TIA-568B (предпочтительная):

3.3.3 Входной разъем порта Ethernet содержит два светодиода. Желтый светодиод справа имеет функцию Link/Act, и отображает наличие соединения по сети (светодиод светится), и активность обмена пакетами в сети (светодиод кратковременно гаснет при появлении активности в сети). При установленном соединении (Link cветится), зеленый светодиод слева индицирует скорость соединения: 10Мбит/с - светодиод погашен, 100Мбит/с - светодиод светится.

3.3.4 Входные цепи порта защищены от воздействия перенапряжений. Аварийный ток, возникающий при срабатывании элементов защиты, отводится через цепь заземления шины D-BUS, и контакт заземления БП D-BUS на внешний заземлитель.

3.3.5 Прикладной уровень связи по порту построен на программном стеке протоколов ТСР/IP с поддержкой UDP, ICMP, DHCP. Количество одновременно открытых сокетов определяется конфигурацией и системными ресурсами, а также применением.



14

3.4 Порт USB. 3.4.1 Порт USB установлен на лицевой панели устройства. Он используется для

сервисных функций: диагностики модуля, диагностики узла системы, загрузки конфигурации и ее проверки в реальном времени, переключения рабочих режимов модуля, обновления микропрограммы, доступа к функциям сервиса и конфигурирования периферийных модулей.

3.4.2 Для подключения к порту необходимо использовать стандартный кабель типа USB-A - USB-B, рассчитанный для работы в режиме USB 2.0 Hi-Speed, и длиной до трех метров.

3.4.3 Входные цепи порта защищены от воздействия электростатических разрядов. Аварийный ток, возникающий при срабатывании элементов защиты, отводится через цепь заземления шины D-BUS, и контакт заземления БП D-BUS на внешний заземлитель.

3.4.4 Несмотря на то, что входные цепи защищены от статики, они не имеют гальваноразвязки от внутренних цепей микропроцессора, и не защищены от мощных перегрузок, источником которых могут являться компьютеры с незаземленным источником питания.

3.4.5 Во избежание получения электрической травмы, а также повреждения модуля, следует применять компьютеры с исправной цепью заземления корпуса, и никогда не подключать вилку блока питания компьютера, имеющую клемму заземления в розетку без заземляющего контакта. Если вы не уверены в качестве заземления, используйте автономное питание ноутбука при работе с модулем.

3.5 Интерфейс карты памяти MicroSD.

3.5.1 Модуль УКСД поддерживает карты памяти MicroSD объемом до 2 Гб классов скорости 2, 4, 6, 10.

11

мм

15 мм

3.5.2 Форматирование карты выполняется на компьютере средствами ОС

Windows.

3.5.3 Разъем имеет механизм "Push-Push", который фиксирует карту в утопленном положении после нажатия до щелчка.

3.5.4 Для установки карты необходимо расположить ее контактами вниз, и узкой стороной в сторону модуля, вставить ее в слот и утопить до щелчка.



15

3.5.5 Для извлечения карты необходимо нажать на нее до щелчка, после чего пружина механизма вытолкнет карту на расстояние, достаточное для ее изъятия.

3.5.6 Цепи разъема карты памяти защищены от разрядов статического электричества. Аварийный ток, возникающий при срабатывании элементов защиты, отводится через цепь заземления шины D-BUS, и контакт заземления БП D-BUS на внешний заземлитель.

3.6 Кнопка сброса.

3.6.1 Схемотехника модуля и программное обеспечение имеют защиту от электромагнитных помех, превосходящую по своим характеристикам требования к промышленной аппаратуре, что значительно снижает риск возникновения аппаратного сбоя и зависания процессора. Несмотря на это, есть малая вероятность того, что после воздействия помехи, или неправильных действий персонала, поведение модуля станет ненормальным, или модуль перестанет работать (зависнет).

3.6.2 Для аппаратного сброса процессора модуля существует потайная кнопка сброса. Она расположена под слотом карты памяти MicroSD в отверстии.

3.6.3 Для выполнения сброса необходимо кратковременно нажать кнопку сброса при помощи острого предмета: канцелярской скрепки, тонкого одножильного провода, и т.п.

3.6.4 Выполнение сброса нужно проводить с осторожностью, чтобы не повредить кнопку или соседние с ней компоненты на плате.

3.6.5 После сброса модуль должен выполнить процедуру старта и вернуться в рабочее состояние. Если этого не произошло, отключите питание от модуля, и подождите 5 минут, после чего вновь включите питание. Если после этого работоспособность модуля не восстановилась, модуль следует заменить на исправный и отправить в ремонт.



16

3.7 Дискретные порты ввода-вывода.

3.7.1 Модуль содержит 2 дискретных входа и 2 дискретных выхода, выведенных на общий 7-контактный разъем.

DI1COM

DO2

DO1DI2

Вхо

д D

I1

Вхо

д D

I2

Об

щи

й (

-) в

ыхо

до

в D

O

Вы

хо

д (

+)

DO

1

Вы

хо

д (

+)

DO

2

3.7.2 Дискретные входы

3.7.2.1 Дискретные входы (DI1, DI2) предназначены для ввода внешних логических сигналов. Это могут быть телесигналы открытия шкафа связи, охраны, групповые (сборные) сигналы аварийно-предупредительной сигнализации, сигналы диагностики системы питания, сигналы синхронизации и переключения резерва и т.п. Назначение входа на выполнение определенной функции зависит от программных компонентов и применения и производится при конфигурировании модуля.

3.7.2.2 Электрически дискретные входы изолированы друг от друга. На разъеме каждый вход имеет пару контактов.

3.7.2.3 Параметры входа:

Тип входа - потенциальный, биполярный

Напряжение логического "0" (по модулю) - 0..1В

Напряжение логической "1" (по модулю) - 5-24В

Максимальное допустимое напряжение на входе - 30В

Ток входа при напряжении на входе 24В - 12мА

Время обнаружения изменения уровня - не более 1мс

3.7.2.4 Вход воспринимает напряжение постоянного тока в любой полярности.

3.7.2.5 В качестве источников входного сигнала можно использовать изолированные механические контакты ("сухой контакт") и электронные ключи, собранные в последовательную цепь с внешним источником питания 5-24В. Для контроля наличия питания, выход контролируемого блока питания может быть подключен напрямую к дискретному входу.

Вход DI

БП

5-24В

«Сухой контакт»

Вход DI

БП

5-24В

Электронный ключ

Вход DI

БП

5-24В

Контроль питания

+ -

3.7.2.6 Каждый вход имеет защиту от перенапряжения, выполненную на базе полупроводникового подавителя перенапряжений с напряжением срабатывания 30В. При срабатывании защиты ток в цепи входа может



17

достигать десятков ампер, и должен быть ограничен внешним автоматическим выключателем, если в конкретном применении возможны такие перегрузки.

3.7.3 Дискретные выходы

3.7.3.1 Дискретные выходы (DO1, DO2) предназначены для вывода логических сигналов во внешние цепи. Это могут быть выходы индикации, сигналы диагностики системы питания, сигналы синхронизации и переключения резерва и т.п. Назначение выхода на выполнение определенной функции зависит от программных компонентов и применения и производится при конфигурировании модуля.

3.7.3.2 Электрически дискретные выходы объединены в группу. На разъеме группа выведена на три контакта: общий отрицательный полюс, и два положительных выхода.

3.7.3.3 Выходы сделаны на базе фототранзисторных оптопар. В активном состоянии выход имеет низкое сопротивление при приложении положительного потенциала относительно общего вывода группы и проводит ток. В неактивном состоянии выход имеет высокое сопротивление и ток не проводит.

3.7.3.4 Параметры выхода:

Тип выхода - открытый коллектор, униполярный.

Максимальный коммутируемый ток - 150мА

Максимальное коммутируемое напряжение - 30В

Ток утечки в неактивном состоянии - не более 1мкA

Минимальная длительность импульса - 1мс

3.7.3.5 Выход предназначен для коммутации цепи постоянного тока с указанной полярностью. При приложении напряжения в обратной полярности выход всегда проводит ток через обратновключенный диод.

3.7.3.6 Варианты схем подключения внешних цепей к выходам показаны на рисунке.

Выход DO2

Выход DO1

Общий (-)

БП

5-24В

- +

Выход DO2

Выход DO1

Общий (-)

БП

5-24В

- +

Логический

вход

электронного

устройства

Реле или маломощный

электромагнит

Светодиодный

индикатор

Индикаторная

лампа



18

3.8 Светодиоды.

3.8.1 Светодиодные индикаторы находятся на лицевой панели устройства и отображают текущий режим работы устройства и его состояние.

3.8.2 Светодиод «Статус» предназначен для определения состояния устройства и его работоспособности. Светодиод светится непрерывно, если на устройство подано питание, и оно функционирует в штатном режиме без неполадок, выявляемых системой самодиагностики. Светодиод гаснет на короткие промежутки времени, если устройство подключено к компьютеру по USB в сервисном режиме. Равномерное мигание светодиода обозначает наличие неполадок, выявленных системой самодиагностики устройства. В этом случае детализация сообщений системы диагностики возможна через сервисный порт USB, либо путем чтения состояния объектов информации группы диагностики устройства через основные порты связи.

3.8.3 Светодиод «D-BUS» отображает активность обмена данными по шине D-BUS с модулями расширения. Если к устройству подключены модули расширения, этот светодиод должен вспыхивать при каждой транзакции в шине.

Редкие вспышки светодиода обозначают отсутствие связи с модулями расширения.

3.8.4 Светодиоды портов 1 и 2 отображают активность передачи и приема данных. Светодиоды Rx вспыхивают во время приема кадров данных в устройство со стороны шины, светодиоды Tx вспыхивают во время передачи кадров данных от устройства в шину. Зажигание светодиода Rx обозначает только наличие активности в физическом слое протокола, но не обозначает безошибочный прием информационного пакета.



19

4. Типовые варианты применения.

4.1 Общие положения.

4.1.1 Типовые варианты применения предназначены для быстрого выбора проектировщиком системы варианта, подходящего для конкретного технического задания.

4.1.2 Специфика модуля такова, что во всех применениях модуль получает данные от устройств и датчиков, включенных в одну или несколько промышленных сетей нижнего ранга, и передает эти данные в одну или несколько сетей верхнего ранга. В связи с этим, в этом разделе представлены базовые варианты для обоих рангов сетей, из которых могут быть получены производные варианты путем комбинирования.

4.1.3 Соединение устройств нижнего уровня в промышленную сеть во всех вариантах применения подразумевает использование принципов магистрального и кластерного построения сети, описанных в разделе 3.1 этого документа. Для упрощения визуального восприятия схем, промышленные сети на них показаны условно.



20

4.2 Варианты применения. 4.2.1 Минимальный.

Порт Xbus №2 используется для опроса шины периферийных модулей,

Порт Ethernet используется для связи с верхним уровнем по протоколу МЭК-104.

БП

XbusУКСД

БП

D-BUS

24В

МОДУЛЬ

ВВОДА-

ВЫВОДА

МОДУЛЬ

ВВОДА-

ВЫВОДА

МОДУЛЬ

ВВОДА-

ВЫВОДА

=24B

Первичный

БП

220/24В

=~220B

Ethernet,

Связь с верхним уровнем по МЭК-104

Промышленная сеть Xbus нижнего уровня

ЭКСТРА

УКСДБП

D-BUS

220В

=~220BEthernet,


Промышленная сеть RS-485 нижнего уровня

ЗНАК+

КЭЯ КЭЯ КЭЯ



21

4.2.2 Резервированный.


Порт Xbus №1 используется связи по протоколу МЭК-101 через радиомодем, или FSK-модем с верхним уровнем,


Порты Ethernet и Xbus №1 могут как резервировать друг друга, так и использоваться для связи с разными станциями верхнего уровня (например, ДП предприятия и ДП РДУ).

БП

XbusУКСД

БП

D-BUS

24В

МОДУЛЬ

ВВОДА-

ВЫВОДА

МОДУЛЬ

ВВОДА-

ВЫВОДА

МОДУЛЬ

ВВОДА-

ВЫВОДА

=24B

Первичный

БП

220/24В

=~220B

Ethernet,



ЭКСТРА

FSK-

модем

«ЗНАК+»

RS-485,

Связь с верхним уровнем через модем по МЭК-101

4.2.3 С поддержкой связи по RS-232.

Порт расширения RS-232 может использоваться как для связи с верхним уровнем через стандартный телефонный модем, встроенный ТМ-модем аппаратуры ВЧ-связи или радиомодем GM3Data, так и для подключения одиночных интеллектуальных устройств нижнего уровня.



22

4.2.4 Резервированный многоканальный.


Для связи с сетями верхнего уровня по протоколу МЭК-101 используются порт Xbus №1 и порт расширения RS-485, через радиомодем, или FSK-модем,


Порты Ethernet, Xbus №1 и порт расширения RS-485 могут использоваться как для резервирования, так и для связи с разными станциями верхнего уровня (например, ДП предприятия, ДП РДУ и предприятие энергосбыта).

БП

XbusУКСД

БП

D-BUS

24В

МОДУЛЬ

ВВОДА-

ВЫВОДА

МОДУЛЬ

ВВОДА-

ВЫВОДА

МОДУЛЬ

ВВОДА-

ВЫВОДА

=24B

Первичный

БП

220/24В

=~220B

Ethernet,

Связь с ЦППС по МЭК-104

основной канал


ЭКСТРА

FSK-

модем

«ЗНАК+»

RS-485,

Связь с ЦППС через модем по МЭК-101

резервный канал

ПОРТ

Dial-Up

модем

RS-232,

Связь с сервером энергосбыта

через модем по МЭК-101

4.2.5 С модулем синхронизации времени GPS/ГЛОНАСС.

Модуль синхронизации времени необходим при использовании каналов связи с недетерминированной задержкой пакетов, таких как БШД, 3G и GPRS, Спутниковые каналы. Также, потребность в локальном источнике точного времени может быть продиктована повышенными требованиями к точности меток времени событий контроля за процессом.

УКСДБП

D-BUS

24В

=24B

Первичный

БП

220/24В

=~220B

Активная

антенна

GPS/

ГЛОНАСС



23

4.2.6 Мультипротокольный.

Порт Xbus №2 используется для опроса шины периферийных модулей ЭКСТРА,

Порт расширения RS-485 №3 используется для опроса уже существующей шины счетчиков КЭЯ ЗНАК+ и КДО ЗНАК+,

Порт расширения RS-485 №4 используется для опроса шины периферийных устройств других производителей, по протоколу MODBUS (терминалы защит, интеллектуальные датчики, PLC, и т.п.),

Порт расширения CAN используется для опроса шины счетчиков.

Для связи с сетями верхнего уровня по протоколу МЭК-101 используются порт Xbus №1 и порты расширения,


БП

XbusУКСД

БП

D-BUS

24В

МОДУЛЬ

ВВОДА-

ВЫВОДА

МОДУЛЬ

ВВОДА-

ВЫВОДА

МОДУЛЬ

ВВОДА-

ВЫВОДА

=24B

Первичный

БП

220/24В

=~220B

Ethernet,

Связь с ЦППС по

МЭК-104

(основной канал)

Промышленная сеть Xbus нижнего уровня,

МЭК-101

Периферийные модули ЭКСТРА

Промышленная сеть RS-485 нижнего уровня, Modbus RTU, ЗНАК+

Многофункциональные счетчики ЗНАК+

КЭЯ КЭЯ КЭЯ

ПОРТ

RS-485

№3

Промышленная сеть RS-485 нижнего уровня, Modbus RTU

Устройства защиты

ПОРТ

RS-485

№4

ПОРТ

CAN

Промышленная сеть CAN

нижнего уровня

Счетчики

ПОРТ

RS-232

№1

Dial-Up

модем

RS-232,

Связь с сервером

энергосбыта

через модем по МЭК-101

Радиомодем

ЗНАК+

RS-485,

Связь с ЦППС через модем по МЭК-101 (резервный канал)



24

4.2.7 Узел связи для ЦППС или пункта переприѐма.

Порт Xbus №2 используется для опроса шины периферийных модулей ЭКСТРА, выполняющих мониторинг технологических параметров узла связи (напряжение батареи, охрана, диагностика канального оборудования, и т.п.)

Порты расширения RS-485 или RS-232, от 1 до 8 штук, используются для опроса направлений в сторону КП через модемы,

Порт Xbus №1 используется для связи с сетями верхнего уровня по протоколу МЭК-101,


БП

XbusУКСД

БП

D-BUS

24В

МОДУЛЬ

ВВОДА-

ВЫВОДА

=24B

Первичный

БП

220/24В

=~220B

Ethernet,

Связь с ЦППС по

МЭК-104

(основной канал)

Сервис и

диагностика узла

связи

ЭКСТРА

ПОРТ

RS-232

№1

Радиомодем

ЗНАК+

RS-485,

Связь с ЦППС через модем по МЭК-101 (резервный канал)

ПОРТ

RS-485

№6

ПОРТ

RS-485

№7

ПОРТ

RS-485

№5

ПОРТ

RS-485

№3

ПОРТ

RS-485

№4

ПОРТ

RS-485

№2

ПОРТ

RS-485

№1

FSK-модемы «ЗНАК+»

К каналам ВЧ-связи с КП

По

дкл

юче

ни

е ч

ер

ез

встр

ое

нны

й

ТМ

-мо

де

м В

Ч-с

вязи

с R

S-2

32



25

5. Монтаж устройства.

5.1 Общие правила установки и снятия модуля.

5.1.1 Модуль выпускается в корпусе для монтажа на DIN-рейку шириной 35мм.

5.1.2 Для закрепления на рейке на модуле имеются неподвижные зацепы с одной стороны паза крепления, и подпружиненная защелка с другой.

5.1.3 Для установки модуля на рейку:

1. Зацепить корпус за

верхний край рейки.

2. Надавить на нижнюю

сторону корпуса

до защелкивания

5.1.4 Для снятия модуля с рейки используйте отвертку с плоским наконечником шириной 6-7 мм:

1. Вставить отвертку в

защелку и повернуть

2. Потянуть

нижнюю сторону

корпуса на себя

3. Приподнять верх

корпуса и снять его с

рейки.

! НЕ прикладывайте

усилие между защелкой

и разъемами !



26

5.2 Особые правила монтажа модуля с шиной D-BUS.

5.2.1 При монтаже модуля должен использоваться гибкий многожильный

монтажный провод. Концы проводов, подключаемые к модулю, должны иметь запас длины, достаточный для того, чтобы модули можно было переместить на DIN-рейке на 3 см вправо или влево. Это расстояние необходимо для разъединения шины при замене модуля.

5.2.2 Установка модуля должна выполняться в следующей последовательности:

Присоединить соединитель шины D-BUS к уже установленному на рейку модулю питания шины D-BUS.

Установить модуль УКСД в соответствии с общими правилами пункта 5.1 с зазором не менее 3см до модуля питания шины.

Проверить совпадение шинного соединителя и разъема на модуле и сдвинуть модули на рейке до упора. Если стыковка модулей производится с усилием, нужно проверить геометрию разъемов и штыревых контактов, устранить при необходимости искривления и повторить попытку.

Установить с двух сторон сборки модулей краевые фиксаторы вплотную к корпусам модулей, и зафиксировать их стопорными винтами.

5.2.3 Снятие модуля должно выполняться в следующей последовательности:

Отключить все внешние цепи от снимаемого модуля,

Освободить один из краевых фиксаторов (ближайший к извлекаемому модулю), переместить его на расстояние не менее 3см, и зафиксировать в этом положении для предотвращения падения крайних модулей с DIN-рейки,

Раздвинуть модули на рейке справа и слева от извлекаемого модуля,

Двумя пальцами извлечь межмодульный соединитель (с каждой стороны), либо переместить его в соседние неизвлекаемые модули.

Для снятия модуля с рейки вставить плоский наконечник отвертки, шириной 6-7мм, в рамку крепежной защелки на модуле, повернуть отвертку и поднять модуль вверх. Затем освободить зацепы от рейки с противоположной стороны.

Нарушение последовательности снятия модуля может привести к поломке конструкции и досрочному прекращению гарантии!



27

6. Информация о производителе.

Кому

Куда

RUSSIA 2012

ЗАО "ТЕЛЕТАП"

115470, МоскваКленовый бульвар 4-107

Тел. +7 (495) 971 66 99

www.3HAK.com

[email protected]

(с 1100 до 2000 с понедельника по пятницу)

Факс +7 (495) 973 53 28

МОДУЛЬНАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ...

Documents

Transcript of МОДУЛЬНАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ...