MCU电流环说明书V30

1、电动阀控制单元MCU使用说明书V3.0目 录1. 说明22. 设备介绍42.1 前面板42.2 后面板42.3 安装方式52.4 接线方式63. 操作103.1 界面组成与基本操作103.2 主界面123.3 设备巡检133.4 设备控制133.4.1设备控制143.4.2 设备设置153.4.3 设备状态163.5 设备参数193.6 通讯设置203.7 时钟设置213.8 系统设置224. 电流环通讯245. 技术参数256. 附件271. 说明 本公司自主开发生产的RJSCAN-02m型电动阀控制单元是专为瑞基测控设备有限公司的基于MODBUS通讯的电动执行机构配套。本控制采用嵌入式系统

2、架构,支持单机/冗余方式运行,在中继器的配合下最多可支持128个执行机构（阀门）的控制。 本控制单元可以直接控制执行机构完成开、关、停止等动作，也可以直接指定执行机构位置，并完成总线上各执行机构的工作状态巡检、相关参数设置以及各类报警等。用户既可以直接使用控制单元对执行机构进行操作，控制单元也可以接受第三方系统的通讯命令（MODBUS协议）完成对执行机构的操作。本手册会出现下述三项标示，分别表示该标示为危险标示，不按该标示提醒的内容使用或操作会造成人身伤害或事故该标示为警告标示，不按该标示提醒的内容使用或操作会造成设备损坏或工作不正常该标示为提醒标示，提示操作较为特殊的地方，忽略该提示可能造成

3、操作失败2. 设备介绍2.1 前面板图2.1 前面板前面板各部分如图2.1所示：A：触摸屏B：状态LED提示LED功能说明POWER红色电源指示 上电后常亮RUN绿色运行指示 上电自检时闪烁、正常运行时常亮M/S红色主/从指示 主机模式下常亮从机模式下闪烁COM黄色通讯指示与执行机构通讯时闪烁2.2 后面板图2.2 后面板后面板各部分如图2.2所示：A 电源 电源插座B COM1-FIELD 执行机构通讯口1C COM2-FIELD 执行机构通讯口2及主/从冗余数据同步D COM-PC 第三方通讯E USB USB编程口F LAN 以太网通讯口RJSCAN-02m型USB、LAN为保留端口，请

4、勿连接外部设备2.3 安装方式本控制单元外型如图所示：本控制单元可采用机架式及桌面两种安装方式。既可安装于具19寸标准安装支架的控制柜或网络柜中，高度为4U；也可以直接放置在操作台上。本控制单元为室内使用仪表，不得用于户外安装。2.4 接线方式l 单机使用端口号端子号信号类型外设备接线备注COM1-FIELD1D+总线A端正电流(电流环)2D-总线B端负电流(电流环)3备用4备用5备用COM2-FIELD1D+总线A端正电流(电流环)2D-总线B端负电流(电流环)3Txd从机Rxd主从MCU通讯4Rxd从机Txd5Gnd从机GndPC-FIELD1D+DCS总线D+485总线A端2D-DCS总

5、线D-485总线B端3D+DCS总线D+(2)冗余用4D-DCS总线D-(2)5预留表2.4 接口定义瑞基电动执行机构的接线端子因型号不同而有所不同。RA/RQ/RQM系列MODBUS执行机构与现场总线相关的接线端子说明如下表：执行机构接线盘说明执行机构接线盘说明16号端子AI (总线端)14号端子AII （第二通道总线A端）*17号端子BI (总线端)15号端子BII （第二通道总线B端）*26号端子485接口公共参考地I（S），在要求不高的场合可以不接。电流环接口MCU负电流端18号端子485接口公共参考地II（S），在要求不高的场合可以不接。电流环接口MCU负电流端46号端子21号端子4

6、7号端子24号端子29号端子接大地（E）。通常与信号线的屏蔽层相连。RA/RQ/RQM系列MODBUS执行机构与现场总线相关的接线端子说明如下表：执行机构接线盘说明执行机构接线盘说明16号端子AI (总线端)14号端子AII （第二通道总线A端）*17号端子BI (总线端)15号端子BII （第二通道总线B端）*26号端子485接口公共参考地I（S），在要求不高的场合可以不接。电流环接口MCU I负电流端18号端子电流环接口公共参考地II（S），在要求不高的场合可以不接。电流环接口MCU II负电流端24号端子3号端子*36号端子42号端子29号端子接大地（E）。通常与信号线的屏蔽层相连。l

7、冗余使用如图所示，若以控制单元A为主机，其上端口均连往各机构的主通讯卡/端口，则作为从机的控制单元B上端口均连接各机构的副通讯卡/端口。（电动阀的端子说明见上文表格）控制单元A、B之间通过COM2-FIELD口上的3、4、5端子相互连接，其连线称为快速同步线（或心跳线）。端子定义见表2.4。 部分电动阀执行机构冗余通讯卡不支持相同地址，控制单元A、B须共用一组通讯线路现场通讯电缆必须使用专用的带屏蔽电缆，线路交流阻抗为120欧姆，屏蔽端在室内单端接地。当两台MCU（以下称为MCU-A，MCU-B）作为冗余使用时，每台MCU与上位机只能连接一组通讯线。上位机无法获取MCU-A（主机）的信息时，可

8、转而读取MCU-B（从机）的信息。若MCU-B的主/从标识位显示其仍为从机，则可判断MCU-A与上位机的通讯有故障发生，若该标识位显示其已自动成为了主机，则可判断MCU-A发生了故障。需要注意的是，出于安全的考虑，尽管上位机从MCU-A与MCU-B处均可获得信息，但上位机仅能通过发送指令给MCU-A对执行机构进行操作，却无法以同样的方式通过MCU-B对执行机构进行操作，除非MCU-B成为了主机。当MCU作为单机使用时，可在COM-PC上同时连接两组与上位机的通讯线。当两台MCU作为冗余使用时，每台MCU与执行机构只能连接一组通讯线，通讯线路的冗余由MCU的冗余实现。当MCU作为单机使用时，方可

9、将其两个端口均与执行机构相连。3. 操作3.1 界面组成与基本操作l 界面组成整个界面采用窗口形式显示，上面为标题栏，下面为显示/操作区。内容作用标题栏左侧显示当前的功能区右侧显示当前时间或退出（返回）按钮显示/操作区显示快捷操作按钮执行机构状态数据等工作参数报警提示信息等l 基本操作n 画面/功能切换直接用手指触控功能按钮，即可实现画面或功能切换严禁使用尖锐物品如螺丝刀等触碰面板、并避免油污等污染触屏n 参数设置进入参数设置界面时，一般屏幕上会出现相应的键盘，如图所示，不同的设置内容所出现的键盘形式会不同，本控制单元提供纯数字键盘、带字母键盘两种，操作方式相同。在需要输入的位置处，会出现闪烁

10、光标，点按键后，光标处会被点按内容所替代，输入完毕后光标会自动转移到下一内容处。修正输入内容，可直接点按需要修改的位置，或使用相应的退格键。 部分参数输入不支持退格键，需重新输入部分界面不支持光标自动跳转功能，须用前后左右箭头移动光标点按画面上的“保存”或“确认”按钮即可使输入生效，直接按标题栏的“退出”钮，可放弃输入。部分参数需重启控制单元才能够使参数生效n 控制 控制单元的控制命令发送一般有两个步骤：1）填写控制命令需要的参数；2）点击参数前的命令按键，完成发送命令。3.2 主界面图3.2 主界面开机后，控制单元进入如图3.2所示的主界面。界面标题栏上，左侧显示信息“电动阀控制单元（MCU

11、）”，右侧显示当前的实时时间。显示/操作区上，显示6个菜单项序号菜单项功能备注1设备巡检对执行机构依次逐个巡回检查2设备控制对执行机构进行操作控制3设备参数设定执行机构的参数4通讯设置设定通讯端口的参数5时钟设置校准时间日期6系统设置设定控制单元的基本工作方式3.3 设备巡检图3.3 设备巡检画面 在设备巡检中，控制单元对其连接的现场执行机构进行自动巡检，依次逐个查询执行机构的当前扭矩值与阀位值，为用户及时掌握现场动态创造了条件。用户也可以点击“停止”按钮，终止设备自动巡检。若高亮选中某位号设备再点击“控制”按钮，则进入XX设备控制界面。详见3.4.1。若巡检设备多于一屏显示时，可按“”循环切

12、换下一屏。若需要查看电流环设备连线，可点击“环路”进入电流环路设置界面。在停止自动巡检后，如再按“巡检”按键则恢复自动巡检状态，此时巡检位置将从下一页的第一台设备开始。3.3.1 电流环路设置 图3.4 电流环路设置画面逆序：将当前电流环连线反向排序。出厂：将电流环连线恢复到按输入序号排序。启动：重新自动生成电流环连线图。复位：强置使在线的设备断开闭合的线路，点击后将发送广播地址的断开命令，使在线的设备强行断开。保存：执行完成启动命令后，点击该按钮保存参数。执行启动功能时，应确保所有设备连线正常并通讯正常保存参数时应确认和实际连线一致。复位功能只能控制在线的设备，并且在线设备的波特率，奇偶位设

13、置必须和MCU设置一致才能响应。3.4 设备控制图3.4 设备控制界面序号参数/功能键说明备注1前翻页键 切换至前一记录号执行机构2后翻页键 切换至后一记录号执行机构3控制控制键 进入执行机构控制界面见3.4.14设置设置键 设置当前执行机构的控制参数见3.4.25状态显示键 显示当前执行机构的运行状态见3.4.33.4.1设备控制图3.4.1设备控制界面序号功能键说明备注1全开控制执行机构进入全开位置2全闭控制执行机构进入全闭位置3ESD控制执行机构进入ESD状态4停止控制执行机构停止动作5打开X%控制执行机构往全开方向运行至指定开度增量6关闭X%控制执行机构往全关方向运行至指定开度增量3.

14、4.2 设备设置图3.4.2 设备设置界面界面的标题栏左侧显示执行机构的位号。参数/功能键说明备注前翻页键 切换至前一控制内容后翻页键 切换至后一控制内容控制内容远程停止远程关闭远程打开远程ESD继电器1继电器2继电器3继电器4继电器1-4的控制需有电动阀相应功能配套。有些电动阀无此功能激励相应“控制内容”置1释放相应“控制内容”置0参数的具体含义见执行机构相关资料3.4.3 设备状态图3.4.3设备状态查询界面本设备状态功能为直接反映执行机构原始通讯寄存器的值，从而便于用户维护。按通讯协议分别提供“F01”、“F02”、“F04”、“F03”、“F07”、“F17”功能键，各功能键的查询功能

15、分别如下：3.4.3.1 F01功能F01功能的寄存器起始地址为00001，其相应各位表示的含义如下表所示：表3.4.3.1 F01功能位地址参数含义说明0远程停止1远程关闭2远程打开3远程ESD4继电器15继电器26继电器37继电器43.4.3.2 F02功能F02功能的寄存器起始地址为10001，其相应各位表示的含义如下表所示：表3.4.3.2 F02功能位地址参数含义说明0=1：输出轴转动1=1：当前阀位在关位极限2=1：当前阀位在开位极限3=1：发生热动跳闸（因电机过热停动）4=1：监视继电器吸合5=1：操作旋钮在就地位置6=1：操作旋钮在远程位置7=1：保留8=1：表示已触发电动关闭

16、9=1：表示已触发电动打开10=1：表示中断定时器正处于停止状态11=1：正在执行位置调节命令12=1：表示“开阀联锁”信号有效13=1：表示“关阀联锁”信号有效14=1：表示位置调节命令有效15=1：内部数据通讯出错（卡通讯故障）16=1：触点1吸合；=0：触点1断开17=1：触点2吸合；=0：触点2断开18=1：触点3吸合；=0：触点3断开19=1：触点4吸合；=0：触点4断开20辅助输入3=1：远程点动/保持；=0：无辅助远程点动/保持命令21辅助输入3=1：远程关闭； =0：无辅助远程关闭命令22辅助输入3=1：远程打开； =0：无辅助远程打开命令23辅助输入3=1：远程ESD； =0

17、：无辅助远程ESD命令3.4.3.3 F04功能F04功能的寄存器起始地址为30001，其相应各位参数表示的含义如下表所示：表3.4.3.3 F04功能寄存器地址参数含义说明数据范围(HEX)0执行器扭矩反馈FF=100%00FF1执行器阀位反馈FF=100%00FF2执行器调节阀位反馈00FF3.4.3.4 F03功能F03功能的寄存器起始地址为40001，其相应各位参数表示的含义如下表所示（每个寄存器包含两个字节）：表3.4.3.4 F03功能寄存器地址参数含义说明取值范围(HEX)0执行器控制寄存器 （注）0-3，10xx，20xx1阀位控制寄存器 0-FF (0-100%)2死区（灵敏

18、度）保留3允许总线控制继电器保留4低信阀位（）保留5高信阀位（）保留6微动时间（单位：秒 ）保留阀位控制寄存器的数据低位为识别字节，00表示执行器走到数据高位所指的阀位；01表示让执行器往关的方向走，所走的阀位多少由数据高位的数值来决定；02表示让执行器往开的方向走，所走的阀位多少由数据高位的数值来决定。注：执行器控制寄存器 寄存器内容（值）功能00停止01关闭02打开033.4.3.5 F07功能保留 3.4.3.6 F17功能 保留3.5 设备参数图3.5 设备参数设置界面序号参数/功能键说明备注1前翻页键 查看前一条记录2后翻页键 查看后一条记录3删除删除键 删除当前记录4保存保存键 保

19、存修改的所有记录5位号现场执行机构位号6设备ID现场执行机构的站号不同版本的控制单元最大设置数会有不同，具体视订货要求，最小为80条记录，屏幕右上角显示当前记录的记录号3.6 通讯设置图3.6 通讯设置界面控制单元支持4个通讯口，各通讯口可单独设置组别编号硬件类型波特率校验位备注PCCOM1RS4850 300bps1 600bps2 1200bps3 2400bps4 4800bps5 9600bps6 19200bps0 无校验1 偶校验2 奇校验COM2RS485冗余执行机构COM3RS485 (电流环)COM4RS485 (电流环)冗余电流环通讯最大波特率不能大于2400BPS。此处通

20、讯口编号与控制单元后面板编号不同，注意区别通讯设置更改后须重启控制单元方能生效3.7 时钟设置图3.7 时间设置界面在相应的位置输入正确的当前时间，然后点击“校时”按键，控制单元的系统时间即变更为所设置的时间。3.8 系统设置图3.8 系统设置界面序号参数说明值范围备注1主从控制器选择控制器工作模式设定1：主机0：从机只在冗余工作时有效2发送间隙时间MCU执行一次通讯，使电流环空闲时间单位：秒范围：0.10.93设备通讯超时MCU与执行机构通讯时的最大等待时间单位：秒范围：0.59.94控制器站号与第三方系统通讯时控制单元的站地址范围：1995Com2Field起始序号从设定序号后的执行结构将

21、从Com2通讯范围：1996DCS动作回读次数DCS发送动作命令后，将回读对应执行机构设定次数后，重新正常巡检范围：199冗余模式下工作，需要两台控制单元构成，见2.4接线方式。控制单元上电后依据设置，先进入设定的工作模式。设为主机模式的控制单元获得与执行机构数据交换的通讯权，设为从机模式的控制单元将保持通讯静默状态。同时主机通过主/从机间的快速同步线（或称心跳线），把数据传递给从机，使从机数据与主机保持一致。当主机故障时，从机将自动接替主机，与执行机构交换数据。当控制单元工作在主机模式时，面板“主/从”指示灯为红色常亮。当控制单元工作在从机模式时，面板“主/从”指示灯为红色闪烁。设置时只能将

22、MCU由主机模式更改为从机模式，而切不可将其由从机模式更改为主机模式。否则，将造成线路上同时有两台主机，带来安全上的隐患。由于MODBUS协议只支持单一主机，当快速同步线未接或故障时，从机会自动变为主机工作模式，当执行机构冗余通讯卡不支持相同地址而采用单一线路时，会造成线路上有两台主机而影响正常通讯。请合理设置“设备通讯超时”参数，参数值过大可能会造成巡检周期变长。在所有参数均设置完成后，应按“保存”键予以保存。总线控制模式是不能修改的，只供查看。4. 电流环通讯 20mA电流环是一种电流控制的串行通信接口，目前在工业上有较为广泛的应用。在工业现场，我们有时会需要进行远距离通讯。尤其在许多大型

23、企业选择了“集中管理，分布控制”的管理模式后，这种需求更是日益增长，传统的通讯方式日渐难以招架。电流环通讯技术的出现解决了这一难题。电流环指的是电流反馈系统，是将输出电流采用正反馈或负反馈的方式接入处理环节的方法。相较RS-485而言，电流环有三大优势：一是传输距离更远，可有效实现310km的远距离传输而无需中继器；二是信号抗干扰能力更强；三是在不使用中继器的情况下单条线上可连接最高达64台的执行机构，而同等情况下RS-485最多只能连接2030台设备。由于这几大优势，电流环在远距离通讯中受到了人们的青睐。且电流环使用的也是MODBUS RTU协议，这就使得众多原本就使用MODBUS RTU协议的企业可以方便地改用电流环通讯技术，因为对用户来说电流环的使用方法与RS-485并无区别。在远程操作中，上位机发送与使用RS-485技术时相同的Modbus协议指令给控制单元，对控制单元的相关寄存器进行读取或写入操作，通过控制单元控制现场执行机构。控制单元与现场执行机构的通讯采用了电流环技术后，可以更可靠地控制分布在更广地域内的执行机构。 控制单元的寄存器分配表详见附件。当通讯距离大于1km时，请在订货时予以说明。我们会为您选用电流环通讯模块。当现场电磁环境复杂，对