K-RTD01 8通道热电阻输入模块使用说明书VIP

HOLLiAS MACS -K 系列模块系列模块 K-RTD01 K-RTD01 8 通道热电阻输入模块使用说明书 8 通道热电阻输入模块使用说明书 2014 年年 5 月月 C 版版 HOLLiAS MAC-K 系列手册系列手册- K-RTD01 8 通道热电阻输入模块使用说明书通道热电阻输入模块使用说明书 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. 接口说接口说明 明 . 3 2.1 模块单元示意图 . 3 2.2 IO-BUS. 4 2.3 防混淆设计 . 4 2.4 地址跳线 . 4 2.5 现场接口电路原理 . 4 2.5.1 两线制 RTD 接法 . 4 2.5.2 三线制 RTD 接法 . 5 2.5.3 四线制 RTD 接法 . 5 3. 状态灯说明状态灯说明 . 9 4. 其他特殊功能说明其他特殊功能说明 . 10 4.1 诊断功能 . 10 4.2 冗余功能 . 12 5. 工程应用工程应用 . 13 5.1 端子模块选型说明 . 13 5.2 应用注意事项 . 13 6. 尺寸图尺寸图 . 15 7. 性能指标性能指标 . 16 K-RTD01 8 通道热电阻输入模块使用说明书 C 修订日期 2014.05.15 和利时公司版权所有 第 1 页 共 16 页 K-RTD01 8 通道热电阻输入模块通道热电阻输入模块 1. 概述概述 K-RTD01 为 K 系列 8 通道热电阻通道隔离输入模块，支持两线制、三线制、四线制 RTD 信号， 其最大测量范围： Pt10：-200850。 Pt100：-200850。 Cu10：-50150。 Cu50：-50150。 Cu100：-50150。 BA1：-200650。 BA2：-200650。 G53：-50150。 1500 K-RTD01 模块支持带电热插拔，支持冗余配置，通道误接大地（现场电源负）不损坏通道。 K-RTD01 模块具备完善断线、短路、超量程诊断功能。面板设计有丰富的 LED 指示灯，除可 显示模块电源、故障、通讯信息外，每个通道也有指示灯，可以方便指示各通道的断线、短路、超 量程等信息。 K-RTD01 模块每个通道可设置不同的滤波参数以适应不同的干扰现场。 配合主控制器的不同运 算周期，可以根据不同工艺的需要组成可快可慢的控制回路。 K-RTD01 模块采用双冗余 IO-BUS、双冗余供电工作方式，任意断一根 IO-BUS，不会影响正常 工作。 K-RTD01 模块还采用了现场电源和系统电源分开隔离供电。 同仪表相连的电路采用现场电源供 电，数字电路和通讯电路采用系统电源供电，因此现场来干扰不会影响数字电路和通讯。 K-RTD01 模块实施喷涂三防漆处理，按照 ISA-S71.04-1985 标准生产，达到 G3 防腐等级。 K-RTD01 配套 K-TT01、 K-TT21 和 K-DOT01 底座使用， 通过电缆连接构成完整的热电阻测量 模块单元。模块插在模块底座上，模块底座的接线端子负责接入现场仪表信号，模块负责将模拟信 号转换为数字信号， 最后通过冗余的 IO-BUS 送给主控器单元， IO-BUS 同时提供冗余的系统电源和 K-RTD01 8 通道热电阻输入模块使用说明书 C 修订日期 2014.05.15 和利时公司版权所有 第 2 页 共 16 页 现场电源。 如图 1-1、图 1-2 所示，分别为 2 种模块非冗余配置和 1 种冗余配置的外观结构图。完整的模 块单元在系统机柜中的安装位置如图 1-3 所示。 接线端子 DB37插座 （a）非冗余接线端子型非冗余接线端子型 （b）非冗余非冗余DB37插座型插座型 图 1-1 模块非冗余底座示意图 接线端子 DB37插座 图 1-2 模块冗余底座示意图 K-RTD01 8 通道热电阻输入模块使用说明书 C 修订日期 2014.05.15 和利时公司版权所有 第 3 页 共 16 页 图 1-3 模块单元安装位置图 2. 接口说明接口说明 2.1 模块单元示意图模块单元示意图 K-RTD01 模块是否能正常通信、能正常处理数据，都跟模块接口有直接的关联。如图 2-1 所示 为 K-RTD01 模块的外观接口示意图，包括 IO-BUS 电缆插头、模块防混淆、现场信号接线端子或 DB37 针连接器、I/O 模块地址仓和保险丝仓，下面将分别介绍各接口。 K-RTD01 8 通道热电阻输入模块使用说明书 C 修订日期 2014.05.15 和利时公司版权所有 第 4 页 共 16 页 I/O模块地址仓保险丝仓(选配) IO-BUS A I/O 插槽 接线端子 （K-AT02底座使 用DB37连接器） 防混销 IO-BUS B 图 2-1 K-RTD01 模块外观接口图 2.2 IO-BUS 请参见K-AI01 8 通道模拟量输入模块使用说明书 。 2.3 防混淆设计防混淆设计 请参见K-AI01 8 通道模拟量输入模块使用说明书 。 2.4 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 现场接口电路原理现场接口电路原理 K-RTD01 模块配套 8 通道的端子底座，用于连接现场信号线缆。接线端子底座有 36 位，其中 32 位用于现场负载设备信号线缆接线，且每个通道有 4 位接线端子，可连接两线制、三线制或四线 制 RTD 信号。其余的 4 位是测试接线端子，提供测试点，方便使用。为保证信号质量，建议使用带 屏蔽层的导线。 2.5.1 两线制两线制 RTD 接法接法 如图 2-2 所示为 K-RTD01 模块两线制 RTD 电流接法电路图。 K-RTD01 8 通道热电阻输入模块使用说明书 C 修订日期 2014.05.15 和利时公司版权所有 第 5 页 共 16 页 图 2-2 两线制 RTD 接法 2.5.2 三线制三线制 RTD 接法接法 如图 2-3 所示为 K-RTD01 模块三线制 RTD 电流接法电路图。 图 2-3 三线制 RTD 接法 2.5.3 四线制四线制 RTD 接法接法 如图 2-4 所示为 K-RTD01 模块四线制 RTD 电流接法电路图，图 2-5 为模块接线端子接线示意 图，表 2-1 为模块接线端子定义。 K-RTD01 8 通道热电阻输入模块使用说明书 C 修订日期 2014.05.15 和利时公司版权所有 第 6 页 共 16 页 图 2-4 四线制 RTD 接法 A1C1 B1D1 A2C2 B2 A3C3 B3 A4C4 B4D2D3D4 A5C5 B5D5 机柜内通道线缆屏 蔽层接地汇流条 四线制RTD 线缆屏蔽层 线缆屏蔽层 线缆屏蔽层 三线制RTD 两线制RTD 注意：电缆屏蔽层在DCS侧单端接地； 图 2-5 二线制、三线制和四线制 RTD 的接线端子接线示意图 表 2-1 模块底座接线端子定义 通道号通道号 接线端子接线端子 RTD 信号定义信号定义 通道 1 A1 1 通道输入正端 K-RTD01 8 通道热电阻输入模块使用说明书 C 修订日期 2014.05.15 和利时公司版权所有 第 7 页 共 16 页 B1 1 通道输入负端 C1 1 通道输入公共端 D1 1 通道输入激励端 通道 2 A2 2 通道输入正端 B2 2 通道输入负端 C2 2 通道输入公共端 D2 2 通道输入激励端 通道 3 A3 3 通道输入正端 B3 3 通道输入负端 C3 3 通道输入公共端 D3 3 通道输入激励端 通道 4 A4 4 通道输入正端 B4 4 通道输入负端 C4 4 通道输入公共端 D4 4 通道输入激励端 通道 5 A5 5 通道输入正端 B5 5 通道输入负端 C5 5 通道输入公共端 D5 5 通道输入激励端 通道 6 A6 6 通道输入正端 B6 6 通道输入负端 C6 6 通道输入公共端 D6 6 通道输入激励端 通道 7 A7 7 通道输入正端 B7 7 通道输入负端 C7 7 通道输入公共端 D7 7 通道输入激励端 通道 8 A8 8 通道输入正端 B8 8 通道输入负端 C8 8 通道输入公共端 D8 8 通道输入激励端 现场电源 CJ+ 未定义，禁止接线 CJ- 未定义，禁止接线 VT+ 测试端，现场电源+24V，禁止接线 VT- 测试端，现场电源地，禁止接线 为了方便现场信号线缆的查找和校验，K-RTD01 模块的接线底座上提供了透明小便贴塑料盖， 如图 2-6 所示。 K-RTD01 8 通道热电阻输入模块使用说明书 C 修订日期 2014.05.15 和利时公司版权所有 第 8 页 共 16 页 透明塑料盖板 标签纸 图 2-6 透明小便贴塑料盖标注示意图 K-RTD01 8 通道热电阻输入模块使用说明书 C 修订日期 2014.05.15 和利时公司版权所有 第 9 页 共 16 页 3. 状态灯说明状态灯说明 K-RTD01 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、通道的 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 3-1 为各个指示灯的状态和 含义。 图 3-1 K-RTD01 模块的外观示意图 表 3-1 状态指示灯说明 名称名称 颜色颜色 状态状态 含义含义 PWR 系统电源灯 绿 亮 主模块系统电源工作正常 闪亮 从模块系统电源工作正常 灭 模块系统电源工作不正常 COM IO BUS 通讯灯 绿 亮 IO BUS 通讯正常 闪亮 模块硬件自检正常，但组态配置不正常 灭 IO BUS 通讯异常，主控未扫描到模块 ERR 故障灯 红 亮 模块硬件自检不正常或模块板级故障 灭 模块工作正常 CH18 第 18 通道灯 黄 亮 通道回路正常 K-RTD01 8 通道热电阻输入模块使用说明书 C 修订日期 2014.05.15 和利时公司版权所有 第 10 页 共 16 页 慢闪 现场信号电量程高限 现场信号电量程低限 快闪 通道回路断路、短路或保险断、现场电源不正常 灭 通道被禁用 冗余模式下，主模块的通道灯指示通道回路的信号状态，从模块的通道灯全部熄灭。 如果发生通道故障，主模块和从模块进行切换，主模块降为从模块。切换后，若通道故障仍然 存在，新主模块的故障通道灯，保持快闪状态，但不再进行切换。对于同一通道故障，只进行一次 切换。 状态灯有三种闪烁状态，不同的闪烁状态表示不同的含义，请注意区分： 闪亮：1.5s 亮，0.5s 灭 慢闪：0.5s 亮，1.5s 灭 快闪：0.5s 亮，0.5s 灭 4. 其他特殊功能说明其他特殊功能说明 4.1 诊断功能诊断功能 模块上报的故障诊断分为设备诊断和通道诊断。 设备诊断上报模块当前状态。K-RTD01 模块的设备故障类型包括：现场电源是否故障、冗余网 络是否故障、模块主/从状态、模块通道是否故障。 通道诊断上报故障通道号和故障类型。K-RTD01 模块的通道故障类型包括：断线、短路、超量 程（过量程和欠量程） 。 为防止由于输入值在临界点抖动引起误报，或输入值在临界点反复波动，导致频繁报警，模块 在进行通道诊断时，采用诊断死区（D）判断法代替临界值判断法，落在死区内的输入值将按照死 区范围来诊断，如图 4-1 所示。 正常过量程断线欠量程断路 死区死区死区死区 RTD（） Pt100 Cu50 阻值 1 1 1 18.52(-200) 39.243(-50) 390.48(850) 82.138(150) 500 121.25 500 D1 D2D3 D4D5 D6D7 D8 图 4-1 模块通道诊断示意图 诊断死区（D）判断法，即对采集值处于死区内，诊断结果需要参考前一拍诊断信息。举例说 明一个采集值落在 D5D6 死区里时诊断的判断，其他死区的判断原理类似。 如果前一拍诊断为正常，只有采集值大于 D6 这个阈值，模块才认为采集值出现过量程， K-RTD01 8 通道热电阻输入模块使用说明书 C 修订日期 2014.05.15 和利时公司版权所有 第 11 页 共 16 页 诊断信息为过量程。 如果前一拍诊断为正常，采集值不大于 D6 这个阈值，模块认为采集值正常，诊断信息为 正常。 如果前一拍诊断为过量程，只有采集值小于 D5 这个阈值，模块才认为采集值恢复正常， 诊断信息为正常。 如果前一拍诊断为过量程，采集值不小于 D5 这个阈值，模块认为采集值仍然为过量程， 诊断信息为过量程。 通道故障诊断，根据采集码值的大小进行判断，上报码值与输入值的关系见表 4-1 所示： 表 4-1 通道故障诊断条件 输入值类型输入值类型 Pt100 Cu50 1500 测温范围（测温范围（） -200 850 -50150 - 对应的电阻值（对应的电阻值（） 18.52390.48 39.24382.138 - 诊断死区（诊断死区（） D1 1.000 0.242 1.000 D2 2.000 0.484 - D3 17.520 39.001 - D4 18.520 39.243 - D5 390.480 82.138 - D6 391.480 82.380 - D7 498.000 120.760 - D8 499.000 121.000 500.000 是否进行通道使能，可通过软件组态设定，系统默认为通道使能。每个通道可单独组态为： 通道使能，即通道有效且具有断线、短路、超量程（过量程或欠量程）诊断； 通道不使能，即通道无效，通道上报数据码值0且无诊断； 未接线的模块通道，建议组态为“通道不使能”模式。 当发生模块内部故障或通道故障时，模块会上报诊断信息，同时点亮相关 LED 指示灯（详见状 态灯说明） 。故障恢复后，相关 LED 指示灯恢复正常，同时上报故障恢复信息。 冗余模式下，当主模块发生内部故障或通道故障时，主模块上报诊断信息，同时点亮相关 LED 指示灯，并进行冗余切换。冗余配置时，完成一次主/从切换之后，上报一次诊断信息；所有通道诊 断数据均由主模块上报，此时，从模块也上报诊断数据。 模块只在故障发生和故障恢复时，上报一次诊断信息。 K-RTD01 8 通道热电阻输入模块使用说明书 C 修订日期 2014.05.15 和利时公司版权所有 第 12 页 共 16 页 4.2 冗余功能冗余功能 两个冗余模块，顺序上电，先上电的模块分配为主模块；同时上电，系统分配。上电后，可根 据两个模块指示灯的不同显示状态，区分主模块和从模块。 无扰切换条件: 1）电源故障（系统电源、现场电源，掉电、电压跌落过低、短路） ； 2）模块插板指示故障（模块没有插好） ； 3）通讯双网故障（双网均故障，断线、短路） ； 4）ADC 故障（损坏、与 CPU 通讯异常、晶振停振，复位信号长低） ； 5）内存致命故障，程序跳转到不可能跑到的分支； 6）CPU 故障（晶振停振、CPU 损坏、复位信号长低故障、不喂看门狗） ； 7）有新的通道故障（通道外部线路故障或内部电路器件损坏） ； 8）冗余信号线路故障（印制线或链路器件损坏） ； 9）主模块有新故障或拔掉主模块。 当活动模块发生板卡故障且备用模块有板卡故障时，不进行冗余切换。 冗余切换对现场无扰动，模块对故障进行记忆，旧故障不会触发冗余乒乓切换，且同一个故障 只会触发一次切换，同一个故障频繁故障也不会触发频繁切换。 冗余切换后只有再发生新故障才会触发下一次切换。排除通道线路故障后，如果想继续使用模 块对该故障进行冗余切换判断，可插拔从模块，以便清除从模块故障记忆，当主模块再次发生该故 障时能够进行冗余切换。 模块冗余配置情况下，如果出现通道故障，模块会发生切换，若切换后，主模块和从模块的相 同通道灯都闪烁，则是外部线路故障；如果切换后只有从模块通道灯闪烁，主模块通道灯不闪烁， 则是从模块的内部线路故障。 ERR 灯常亮，说明模块有重大故障，需要更换模块。通道出现断线和超量程故障后，通道灯会 闪烁，可能是外部线路问题或模块内部通道问题，只有信号恢复到正常范围后，才能上报故障恢复。 当模块进行冗余无扰动切换时，旧故障不会触发乒乓音的切换。同一故障只会触发一次切换，且同 一个故障频繁出现不会触发频繁切换。冗余切换后，只有在发生新故障后，才会触发下一次无扰动 切换。 K-RTD01 8 通道热电阻输入模块使用说明书 C 修订日期 2014.05.15 和利时公司版权所有 第 13 页 共 16 页 5. 工程应用工程应用 5.1 端子模块选型说明端子模块选型说明 K-RTD01 可以配合 3 种底座使用，分别是 K-TT01(8 通道 TC 与 RTD 底座)、K-TT21（8 通道 TC 与 RTD 增强冗余底座）和 K-DOT01（16 通道 DO 底座） ，组合后功能如表 5-1 所示。 表 5-1 不同底座功能组合 I/O 模块模块 端子模块端子模块 抗抗 AC220V 功能功能 冗余功能冗余功能 跨柜接线跨柜接线 K-RTD01 K-TT01 标准 无 无 无 K-TT21 冗余 无 有 有 K-DOT01 电缆连接 无 无 有 K-RTD01 模块使用 DB37 线缆进行跨柜接线时，需要考虑 DB37 线缆的线阻是一致，引入的误 差可通过软件组态进行偏移补偿。 当 K-RTD01 模块配置 K-DOT01 底座使用时，需要用 DB37 预制电缆连接跨机柜的安全栅，该 种连接方式一般应用于现场本安防爆场合，如图 5-1 所示。 1 电源指示灯 2 电源端子 3 安全栅插槽 4 DB37插座 5 现场信号电缆 安全栅底座模块 图 5-1 DB37 电缆连接图示 5.2 应用注意事项应用注意事项 在使用 K-RTD01 模块之前，用户需要了解以下内容，以帮助您提高工作效率： K-RTD01 8 通道热电阻输入模块使用说明书 C 修订日期 2014.05.15 和利时公司版权所有 第 14 页 共 16 页 两线制接线，要求 B、C 在模块侧短接。 三线制接线，要求 A、B 线的线电阻相同，以便相互抵消线阻带来的测量误差。当 A、B 线的线电阻不相同时，可通过软件组态进行偏移设置，抵消线阻带来的测量误差。 断线诊断中的断线等效于热电阻断路且 B、 C 要连接。 例如， 四线制接线时， 只断开 D 线， 不上报断线，A、D 线同时断开上报断线诊断。三线制接线时，断开 A 线，上报诊断。断 开 B、C 线且 B、C 连接，上报诊断。 采用四线制时，8 通道必须全部采用四线制。不能部分通道用三线制或两线制，另一部分 用四线制。 对于模块中不用的备用通道， 建议在组态中禁用 （即不使能） ， 这样就不会诊断断路而报警， 通道指示灯也不会报警闪烁。 当输入信号超出组态量程， 处在模块超量程范围内时， 可以继续测量并上报有效采集数据。 但当输入信号处在断线或短路量程时，会限幅保持，上报的采集数据无效。 K-RTD01 8 通道热电阻输入模块使用说明书 C 修订日期 20