一、HOLLiAS MACS-K 系统概述
HOLLiAS MACS-K 系统基于国际标准和行业规范进行设计,由 K 系列硬件和 MACS V6.5 软件组
成,集成了各行业的先进控制算法平台,可根据不同行业的自动化控制需求,提供专业全面的一体化解决方案。
K 系列硬件采用全冗余、多重隔离、热分析、容错等可靠性设计技术,保证系统在复杂、恶劣的工业现场环境中能安全稳定地长期运行。
1、硬件组成
K 系列硬件包括以下:
- 电源设备;
- 主控制器单元;
- I/O 设备;
- 通讯设备;
- 预制电缆;
- 机柜;
下图为一个主机柜的示意图:
主机柜主要配置列表:
二、电源设备
现场控制站采用系统电源、现场电源和辅助电源分别供电。
典型供电示意图:
电源设备列表:
1、K-PW01
K-PW01 为 K 系列交流电源分配板,可以给 AC/DC 电源转换模块提供输入配电。
特点:
- 支持 110/220 VAC 输入。
- 每路输出具有独立的开关与指示灯。
- 内置冗余高性能滤波器,可防止电网干扰和变频器干扰。
外观与接口:
1. 交流电源输入接口(AC IN)
两路交流电源输入互为冗余:A 路为市电供电,B 路为 UPS 供电。
两个接口相同,以其中一个接口进行说明。
交流电源输入接口示意图:
2. 交流电源输出接口(AC OUT)
10 路交流电源输出接口分为两组,每组包含 5 路。
交流电源输出定义:
10 个接口相同,以其中一个接口进行说明:
每路输出具有一个通断开关,每个开关对应一个指示灯。
- 开关的 I 端按下,则开关闭合,指示灯亮。
- 开关的 O 端按下,则开关断开,指示灯灭。
3. 接地
用导线将接地柱就近连接到机柜上。
接地电阻应<4 Ω。
2、K-PW11
K-PW11 为 K 系列直流电源分配板,将 AC/DC 电源转换模块输出的直流电源进行冗余分配。
- 系统电源和现场电源:输出到 K-CUT01、K-BUST01。
- 直流电源状态检测:输出到 K-CUT01、K-BUST01。
- 辅助电源:输出到 K-PW21。
K-PW11示意图:
1. 直流电源输入接口(DC IN)
8 路直流电源输入接口分为 4 组,每组有 A、B 两路互为冗余。
直流电源输入接口定义:
4 组接口相同,以其中一组接口进行说明。
直流电源输入接口示意图:
2. 辅助电源输出接口(AUX OUT)
辅助电源通过预制电缆 KX-PW03 连接到 K-PW21 的电源输入接口。
四个接口相同,以其中一个接口进行说明。
辅助电源输出接口示意图:
3. 直流电源状态检测输出接口(DC STATUS OUT)
通过直流电源状态检测输出接口,可以将系统电源、现场电源、辅助电源的状态上传给 IO-BUS 模
块,IO-BUS 模块将故障信息上报给主控制器。
可以组态选择是否进行直流电源监测报警。
接线时,通过预制电缆 KX-PW02 连接到 K-CUT01 或 K-BUST01 的直流电源状态输入接口。
直流电源状态检测输出接口示意图:
直流电源状态检测输出接口定义:
4. 系统电源与现场电源输出接口(SYS & FLD OUT)
两个接口相同,互为冗余。通过预制电缆 KX-PW01 连接到 K-CUT01 或 K-BUST01 的直流电源输
入接口。
系统电源与现场电源输出接口示意图,以其中一个接口进行说明:
系统电源与现场电源输出接口定义:
5. 接地
用导线将接地柱就近连接到机柜上。
接地电阻应<4 Ω。
K-PW11 直流配电板:
3、K-PW21
K-PW21 为 K 系列辅助电源分配板,可以给数字量 I/O 模块、继电器、安全栅供电。
特点
- 16 路输出;
- 支持 24/48 VDC;
- 短路保护(自恢复保险)
- 故障指示灯;
外观与接口:
1. 电源输入(AUX 24/48 VDC Input)
通过预制电缆 KX-PW03 连接到 K-PW11 的辅助电源输出接口,实现辅助电源的冗余输入。
两个接口相同,以其中一个接口进行说明。
电源输入接口示意图:
2. 电源输出(AUX 24/48 VDC Distribution Output)
16 个接口相同,以其中一个接口进行说明。
电源输出接口示意图:
3. 指示灯
每路输出具有一个自恢复保险(750 mA)和一个短路故障指示灯,当负载短路导致通道电流过大
时,指示灯会亮起,显示通道故障。
4. 接地
用导线将接地柱连接到机柜的工作地汇流排。
接地电阻应<4 Ω。
K-PW21 辅助电源分配板:
4、HPW2405G
HPW2405G 为 24 VDC(120 W)电源模块,用于实现 220 VAC 到 24 VDC 的转换。
特点:
- 输入电压:85~264 VAC;
- 输出电压:24 VDC@5 A;
- 额定功率:120 W;
- 支持冗余(搭配冗余模块 HPWR01G);
- 保护:短路/过压/过流/过载/过温/故障报警;
- 电源输出状态指示;
外观与接口:
1. 220 VAC 电源输入
L:火线
N:零线
:地线
2. 24 VDC 电源输出
+:正端
-:负端
3. 电源输出状态继电器触点
干节点输出,30 V@1 A,输出电压大于额定 90%时,报警输出继电器长闭。
4. 直流电压调节电位器
电压调节范围 22~28 VDC。非冗余模式:推荐 23.5~24.5 VDC
5. 电源输出状态指示灯
亮:输出正常
灭:输出故障
HPW2405G 24 VDC(120 W)电源模块:
5、HPW2410G
HPW2410G 为 24 VDC(240 W)电源模块,用于实现 220 VAC 到 24 VDC 的转换。
特点:
- 输入电压:85~264 VAC;
- 输出电压:24 VDC@10 A;
- 额定功率:240 W;
- 支持冗余(搭配冗余模块 HPWR01G);
- 保护:短路/过压/过流/过载/过温/故障报警;
- 电源输出状态指示;
外观与接口:
1. 220 VAC 电源输入
- L:火线
- N:零线
- :地线
2. 24 VDC 电源输出
+:正端
-:负端
3. 电源输出状态继电器触点
干节点输出,30 V@1 A,输出电压大于额定 90%时,报警输出继电器长闭。
4. 直流电压调节电位器
电压调节范围 22~28 VDC,非冗余模式:推荐 23.5~24.5 VDC
5. 电源输出状态指示灯
亮:输出正常
灭:输出故障
HPW2410G 24 VDC(240 W)电源模块:
三、主控制器单元
主控制器接收现场数据,并根据控制方案输出相应的控制信号,实现对现场设备的控制,同时将数
据提供给上位机。
通过 IO-BUS,主控制器与 I/O 设备进行通讯,实现现场数据的采集与控制数据的发送。
通过以太网,主控制器与上位机进行通讯,实现过程数据与诊断数据的上传。
主控制器单元列表:
1、K-CU01
K-CU01 为 K 系列主控制器模块,采用主流 DCS 和安全平台广泛使用的 PowerPC 构架 CPU。
特点:
- 支持冗余配置;
- 支持系统网(SNET)冗余;
- 支持控制网(CNET)冗余;
- ECC 校验功能;
- 最大扩展 100 个 I/O 模块;
1. 外观与接口
状态指示说明:
2. 冗余功能
主控制器采用双冗余配置以保证可靠性。一个控制器处于工作状态(主机),另一个控制器处于备
用状态(从机),从机的 STANDBY 指示灯亮。
两个冗余控制器间的组态、数据和运行周期一致。两个主控制器同时接收网络数据,同时做控制运
算,但只有一个输出运算结果。
K-CU01 冗余工作原理示意图:
- 周期自动同步:主机与从机每周期交互同步数据,同步过程不影响整个控制过程。
- 无扰切换:当主机出现故障时,如果从机工作状态正常,则进行主、从切换。该切换为无扰切换,切换过程不会影响整个控制过程,不会导致输出通道的扰动。
- 实时诊断:冗余的控制器实时的进行自身状态诊断,并相互诊断,当主机出现影响控制
- 的故障时,从机在 100 ms 内切换成为主机。
- 在线更换:故障的控制器可以在线更换,不影响整个控制过程。
主、从机切换情形:
- 人工发送冗余切换命令。
- 主控制器复位。
- 主控制器故障。
其中,主控制器故障包括硬件故障、系统双网故障和读取 SDB 故障,故障严重等级为:硬件故障>系统双网故障>读取 SDB 故障。
发生主控制器故障时,主、从机自动根据故障的严重情况进行冗余切换,使无故障(或故障最轻)
的控制器始终为主,处于工作状态。
3. 诊断功能
主控制器诊断功能包括以下:
- 硬件故障诊断:本机 IO-BUS 通讯收发器故障诊断、内部电源故障诊断、时钟诊断、冗余网连接状态诊断、控制网连接状态诊断、掉电保护 SRAM 诊断。
- 温度状态诊断(印制板温度高于 90℃报警)。
- 掉电保护电池容量不足诊断(低于 2.8 V 报警)。
此外,配合 IO-BUS 模块,可获取控制柜内温度、各电源状态等信息。
4. 复位功能
主控制器底部有一个复位键(RESET),用表笔轻轻点一下,即可对主控制器进行重新初始化。
5. 掉电保护
主控制器下部有一个备用电池,提供掉电保护功能。
当掉电保护功能开启时,如果主控制器突然掉电时,工程文件以及部分需要掉电保持的关键数据会
自动保存。
掉电保护功能由主控背板拨码开关 DN 的第 7 位控制,默认不使能。
- 掉电后,如果掉电保护功能为启动状态,那么重新上电后,主控制器会自动加载控制器中存储的工程,同时将被设置为掉电保护的数据项恢复到掉电前的状态。
- 掉电后,如果掉电保护功能为关闭状态,那么重新上电后,主控制器会自动清空内部的工程和数据,并工作在无工程的状态下。
后备电池的有效工作时间不少于3年。当电池容量不足时,控制器会上报电池电量不足的报警信息。此时,需要在 3 个月内完成电池更换。
更换后备电池时,需要在供电恢复情况下进行,以免掉电保护数据丢失。
更换电池步骤:
- 打开电池仓。
- 拔下电池电缆插头。
- 从仓盖上卸下旧电池,安装新的电池(K-BAT01)。
- 将电缆插头连接到插座上。
- 装回电池仓。
6. 组态设置
双击已经添加的模块,打开“设备信息”窗口,进行以下参数设置:
1)波特率
表示主控制器与 I/O 模块或者第三方设备通讯的速率。
当主控制器作为主站与 I/O 模块通讯时,通讯速率为此处设置的值。
2)DP 参数是否使用默认值
默认选择是,使用以下参数的默认值。
- TSL:范围 52~65,535,默认 400。
- 最小站延时:范围 1~65,535,默认 11。
- 最大站延时:范围 1~65,535,默认 150。
- 发送器失败/中继器切换时间:范围 0~255,默认 0。
- 建立时间:范围 1~255,默认 1。
- 目标循环时间:默认 4449,不可编辑。
- GAP 更新因数:默认 10,不可编辑。
- 重试最大次数:范围 1~8,默认 2。
- 最小从站间隔:范围 1~65,535,默认 50。
- 主站对主站最大请求时间:默认 500,不可编辑。
- 全局总线状态在双口 RAM 中保存所需最小时间:默认 600,不可编辑。
如果需要选择否,则将相应工程下 ShowConfig.ini 文件中的 AllowConfig=FALSE 改为
AllowConfig=TRUE(路径为…\HOLLiAS MACS\ENG\USER\工程名称\ProjectConfig\ShowConfig.ini),重新打开 AT,选择否,则以上部分参数可以编辑。
注意:请慎重修改以上参数,否则会导致硬件工作不稳定或失效。
7. 技术指标
基本参数:
带负载能力:
2、K-CU02
K-CU02 为 K 系列主控制器模块,仅适用于 MACS V6.5.3B 或之后版本。
K-CU02 与 K-CU01 的区别为:K-CU02 支持 50 ms 的运算周期。
主控制器的运算周期决定系统最大配置,如下表所示。
3、K-CUT01
K-CUT01 为 K 系列 4 槽主控制器背板。
1. 外观与接口
K-CUT01 示意图:
K-CUT01 配置列表:
1)直流电源输入接口
两个接口相同,互为冗余。通过预制电缆 KX-PW01 连接到 K-PW11 的系统电源与现场电源输出接
口。
直流电源输入接口示意图,以其中一个接口进行说明:
直流电源输入接口定义:
2) 直流电源状态检测接口
通过预制电缆 KX-PW02 连接 K-PW11 的直流电源状态输出接口。可以将系统电源、现场电源、辅
助电源的状态上传给 IO-BUS 模块,通过软件组态进行检测设置。
直流电源状态检测接口示意图:
直流电源状态检测接口定义:
3) IO-BUS 接口(8 芯)
12 个 IO-BUS 接口分为 A、B 两组,互为冗余;每组包含 6 路:A1~A6、B1~B6。
12个接口相同,通过预制电缆KX-BUSA(B)将系统电源和现场电源输出到各I/O设备,并进行通讯。
8 芯 IO-BUS 接口示意图,以其中一个接口进行说明:
IO-BUS 接口定义:
每组 IO-BUS 接口:
- 前 4 路使用现场电源 1,现场电源 1 最大负载 240 W。
- 后 2 路使用现场电源 2,现场电源 2 最大负载 120 W。
4)IO-BUS 扩展接口
两个接口相同,互为冗余。通过预制电缆 KX-BUSEX02/04 连接到 K-BUST01 的 IO-BUS 扩展输入接口,实现 IO-BUS 总线的柜间级联。
IO-BUS 扩展接口示意图,以其中一个接口进行说明:
IO-BUS 扩展接口定义:
5)校时总线接口
校时总线接口通过 KX-SYN 预制电缆连接到其他控制站的校时总线接口。其中两端的主控制器需要分别连接 KX-SYNT 预制电缆,以提供终端匹配电阻。
校时总线接口示意图,两个接口的外观与定义相同,以其中一个接口进行说明:
校时总线接口定义:
6)接地
用导线将现场地接地铜柱连接到机柜的工作地汇流排。
用导线将系统地接地铜柱连接到机柜的工作地汇流排。
背板的保护地由钢制底座连接到机柜上,通过机柜实现接地。
以上接地电阻均应<4 Ω。
2. 域地址设置
域地址的范围为 0~14,通过拨码开关 DN 的前 5 位进行设置;其中第 1 位为最低位,第 5 位为最
高位。5 位拨码开关的数值从高位到低位排列,组合成一个二进制数,对应的十进制数就是域地址。
十进制域地址 =
其中,Ki=0 表示第 i 位拨码开关拨到 ON 位置,Ki=1 表示第 i 位拨码开关拨到 OFF 位置(i:0~5)。
域地址拨码开关示意图:
域地址拨码开关定义:
示例:域地址=13。
分析:13=8+4+1,转换成二进制为 1101。
域地址设置示例:
3. 控制站地址设置
控制站地址的范围为 10~73,通过拨码开关 CN 的前 7 位进行设置;其中第 1 位为最低位,第 7 位为最高位。7 位拨码开关的数值从高位到低位排列,组合成一个二进制数,对应的十进制数就是站地址。
十进制站地址 =
其中,Ki=0 表示第 i 位拨码开关拨到 ON 位置,Ki=1 表示第 i 位拨码开关拨到 OFF 位置(i:0~7)。
站地址拨码开关示意图:
站地址拨码开关定义:
站地址仅在控制器上电或复位时读取并生效。
示例:站地址=46。
分析:46=32+8+4+2,转换成二进制为 101110。
站地址设置示例:
4. IO-BUS 地址设置
设置 IO-BUS 模块地址,可以实现与控制器的通讯。每个 IO-BUS 模块对应一个地址,范围为:2~7、112~117。
IO-BUS 模块地址=基地址+偏移地址
- 基地址:0、110
- 偏移地址:2~7
基地址区有一个跳线帽,用于设置基地址。
偏移地址区有一个跳线帽,用于设置偏移地址。
IO-BUS 地址示意图:
IO-BUS 地址定义:
示例 1:IO-BUS 模块地址=3。则基地址为 0,偏移地址为 3。
IO-BUS 模块地址设置示例:
示例 2:IO-BUS 模块地址=114。则基地址为 110,偏移地址为 4。
IO-BUS 模块地址设置示例:
5. 短路保护
两个保险丝仓对应 A、B 两组 IO-BUS 总线,每路系统电源(S)和现场电源(F)均安装有一次性可更换快速熔断保险丝。当某一路电源出现过流或短路等不正常现象时,保险丝将起到保护系统的作用。
保险丝示意图:
技术指标:
四、I/O设备
I/O 设备采集来自现场的模拟量或数字量信号,将这些信号进行转换以供主控制器处理,或者将主
控制器处理过的信号输出到现场。
I/O 设备通过 IO-BUS 总线与主控制器进行通讯。
I/O 设备主要组成:
- I/O 模块
- I/O 底座
- 端子板
- 安全栅
1、I/O 模块
I/O 模块主要实现信号转换功能,可以分为以下两类:
- 模拟量 I/O 模块;
- 数字量 I/O 模块;
I/O 模块列表:
1. K-AI01
K-AI01 为 K 系列 8 通道模拟量输入模块。
特点:
- 满量程 0~22.7 mA;
- 支持二线制/三线制/四线制;
- 支持冗余配置;
- 输入过流保护;
- 板卡故障诊断;
- Namur 诊断;
- 丰富的指示灯;
- 通道抗 220 VAC(增强型底座);
- 热插拔;
- 防混销设计;
1)外观与接口
K-AI01 示意图:
状态指示:
慢闪:0.5 s 亮,1.5 s 灭
快闪:0.5 s 亮,0.5 s 灭
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。
2)冗余功能
K-AI01 支持冗余配置,将 2 个 K-AI01 模块安装在 1 个 K-AT21 底座中,就可实现模块冗余。
模块冗余示例,如下图所示。
模块冗余配置时,先建立通讯的模块为主模块,后建立通讯的模块为从模块。可根据 PWR 指示灯
的状态区分主模块和从模块。
当主模块故障且从模块正常时,进行无扰切换;否则不切换。
- 模块有故障记忆功能,因此同一故障只会触发一次切换。
- 通过插拔模块,可以清除模块的故障记忆。
3)诊断功能
模块上报的诊断包括设备诊断和通道诊断。
诊断出故障时,模块将诊断信息上报给操作员站并在 OPS 显示。
故障恢复后,模块将恢复信息上报给操作员站并在 OPS 显示。
冗余配置时,所有通道诊断数据均由主模块上报。
(1)设备诊断
设备诊断包括现场电源是否故障、IO-BUS 冗余网络是否故障以及模块板级致命故障等。
模块刚上电时,进行自检并建立通讯。通讯建立后,模块将对 IO-BUS 通讯网络和现场电源进行实
时检测。
(2)通道诊断
通道诊断上报故障通道号和故障类型。故障类型与判断条件:
- 断路:I<0.75 mA
- Namur 欠量程:0.75 mA<I<3.6 mA 且保持 4 s
- Namur 过量程:21 mA<I<22.5 mA 且保持 4 s
- 短路:I>22.5 mA
通道诊断示意图:
4)电气原理
原理框图:
5)使用说明
I/O 模块需配套 I/O 底座使用。请根据现场应用情形与底座特点进行底座选型。
底座选型列表:
注意事项:
- 禁止将超过±30 VDC 电压接入接线端子,否则将造成模块损坏。
- 当输入信号超出组态量程且小于模块最大量程时,可以继续测量并上报采集数据。但当输入信号超出模块最大量程时,会限幅保持最大量程上报值。
- 模块具备限流保护功能,但要避免 8 通道同时短路,以免限流电路发热过大。
- 模块中不用的通道,建议在组态中禁用,以避免断路报警产生。
6)组态设置(K-CU01/K-CU02 控制器下)
双击已经添加的模块,进行以下参数设置:
设备信息:
- 底座类型:根据硬件配置,选择相应的底座。
- 全通道滤波参数:通过工频滤波,可以对工业用电频率进行滤除,防止和抑制干扰。根据
- 现场情形,选择滤波参数。
测点信息:
- SIGTYPE(信号类型):根据现场情形,选择信号类型。
- 通道状态:包括不使能通道(通道上报数值“0”且无诊断信息)、使能通道和正常诊断(通道有效且进行断路、短路诊断)、使能通道和 Namur 诊断(通道有效且进行正常诊断和Namur 欠量程、过量程诊断)。
- 通道数据采集周期:每个通道可以设置单独的数据采集周期。
7)组态设置(K-CU03 控制器下)
双击已经添加的模块,进行以下参数设置。
组态设置窗口:
基本信息:
- 底座类型:根据硬件配置,选择相应的底座。
设备参数:
- 全通道滤波参数:通过工频滤波,可以对工业用电频率进行滤除,防止和抑制干扰。根据现场情形,选择滤波参数。
在模块信息选项卡下选择通道,点击配置参数,在配置参数窗口中设置以下参数:
- 通道状态:包括不使能通道(通道上报数值“0”且无诊断信息)、使能通道和正常诊断(通道有效且进行断路、短路诊断)、使能通道和 Namur 诊断(通道有效且进行正常诊断和Namur 欠量程、过量程诊断)。
- 通道数据采集周期:每个通道可以设置单独的数据采集周期。
测点信息:
- SIGTYPE(信号类型):根据现场情形,选择信号类型。
技术指标:
2. K-AIH01
K-AIH01 为 K 系列 8 通道带 HART 模拟量输入模块。
K-AIH01 与 K-AI01 的区别为:K-AIH01 支持 HART 5 通讯协议。
K-AIH01 示意图:
详见 K-AI01。
2、I/O 底座
I/O 底座主要实现现场信号的接入与安全防护等功能。
- 接线端子:直接连接现场信号线缆,用于机柜内接线。
- DB37 接口:连接端子板或安全栅,可进行跨机柜接线。
I/O 底座列表:
1. K-AT01
K-AT01 是 K 系列 8 通道 AI 与 AO 底座。
外观与接口:
1)接线区
- VT 端子(VT+、VT-):用于现场电源检测。
- NC 端子:不使用。
2)I/O 模块地址仓
每个 I/O 模块对应一个地址,范围为:10~109。
上排跳线代表十位数字,取值范围为 1~10;下排跳线代表个位数字,取值范围为 0~9。
I/O 模块地址仓示意图:
I/O 模块地址设置请在底座安装前进行,地址设置完成后请盖好 I/O 模块地址仓盖,请勿在系统正常工作时改变 I/O 模块地址。
示例:
(1) 模块地址为 23,则将十位代表数字 2 用跳线短接,将个位代表数字 3 用跳线短接。
I/O 模块地址设置示例:
(2) 模块地址为 106,则将十位代表数字 10 用跳线短接,将个位代表数字 6 用跳线短接。
I/O 模块地址设置示例:
3)保险丝仓
内有可插拔快熔保险丝,对现场电源进行保护。
4)IO-BUS A 接口(6 芯)
两个 IO-BUS 接口相同,互为冗余。IO-BUS A 接口连接到预制电缆 KX-BUSA,IO-BUS B 接口连
接到预制电缆 KX-BUSB。
6 芯 IO-BUS 接口示意图,以其中一个接口进行说明:
6 芯 IO-BUS 接口定义:
IO-BUS 接口采用防混淆设计。接口 A、B 方向不同,可以有效避免人为错误。
IO-BUS 电缆连接步骤示意图:
5)IO-BUS B 接口(6 芯)
6)防混销
防混销用于防止插入与底座不匹配的模块。
I/O 模块和 I/O 底座上都有防混销,编码范围 1~8。
I/O 模块上的防混销为阴模,每类电气兼容的模块唯一分配一个编码,出厂时固定,不可更改;I/O
底座上的防混销为阳模,通过旋转可以改变编码。
防混销示意图:
插入模块时请不要暴力操作,当发现模块无法顺利插入时请检查防混销位置,防混销数量有限,并不能防止全部的错误插入,请在使用前阅读模块使用说明书确保模块与底座可以匹配。
插入与底座不匹配的模块可能导致设备损坏。
7)I/O 模块插槽
用于连接 I/O 模块。
K-AT01 可配套多种 I/O 模块使用,配套 I/O 模块列表:
配套 K-AI01/K-AIH01接线示意图:
端子定义:
电缆屏蔽层在 DCS 侧单端接地(机柜汇流排)。
四线制仪表端与 DCS 侧地电位要相等。
配套 K-AO01/K-AOH01:
电缆屏蔽层在 DCS 侧单端接地(机柜汇流排)。
端子定义:
每个通道都提供电流测试端子,方便现场排查故障,且不会影响现场负载的正常运行。
方法:万用表电流测量档,正端表笔接 Dn 端子,负端表笔接 An 端子。
技术指标:
2. K-AT11
K-AT11 是 K 系列 8 通道 AI 与 AO 增强底座。
K-AT11 与 K-AT01 的区别为:K-AT11 具有通道抗 220 VAC 功能
K-AT11 示意图:
详见 K-AT01。
3. K-DOT01
K-DOT01 是 K 系列 16 通道 DO 底座。
外观与接口:
1)接线区
接线区示意图:
DB37 引脚定义:
VI 端子(VI+、VI-):辅助电源输入。
24V 端子(24V +、24V -):现场电源输出。
2)I/O 模块地址仓
3)保险丝仓
J5 跳线区,配套 K-TC01 时短接针脚 1、2,配套其他 I/O 模块时短接针脚 1、3(默认)。
两个黑色保险为输出电源正负端保险丝,限流 1.25 A,可插拔。
保险丝仓示意图:
4)IO-BUS A 接口(6 芯)
5)IO-BUS B 接口(6 芯)
6)防混销
7)I/O 模块插槽
用于连接 I/O 模块。
K-DOT01 可配套多种 I/O 模块使用,配套 I/O 模块列表:
配套 FM138-SSRR 接线方式:
- 对于直流负载,FM138-SSRR 需搭载快达 CMX60D5 继电器。
- 对于交流负载,FM138-SSRR 需搭载快达 CX480D5 继电器。
注意:
- K-DOT01 保险丝仓中的两个黑色保险必须去掉。
- FM138-SSRR 的 J2 端子禁止接线。
固态继电器参数:
注意事项:
当 K-DOT01 底座接通电源时,连接 DB37 电缆必须按照下图进行。
断开 DB37 电缆时,按照相反的操作进行:
- 连接 DB37 电缆时,先从左侧切入。
- 断开 DB37 电缆时,先从右侧分离。
- 必须严格按照以上要求进行操作,以免损坏 K-DOT01 底座。
技术指标:
4. K-PIT01
K-PIT01 是 K 系列 6 通道脉冲量输入底座。
外观与接口:
1)接线区
接线端子定义:
2)I/O 模块地址仓
3)保险丝仓
4)IO-BUS A 接口(6 芯)
5)IO-BUS B 接口(6 芯)
6) 防混销
7)I/O 模块插槽
用于连接 I/O 模块。
K-PIT01 配套 K-PI01 使用,配套 I/O 模块列表。
根据现场仪表,可以选择以下供电方式:
- 现场电源供电方式:只支持工作电压为 24 VDC 的仪表。
- 外部电源供电方式:支持工作电压为 5/12/24 VDC 的仪表。
- 仪表独立供电方式:支持工作电压为 5/12/24 VDC 的仪表。
干接点信号:
接线示意图(现场电源供电方式)。
接线示意图(外部电源供电方式)。
二线制接近开关:
接线示意图(现场电源供电方式)。
接线示意图(外部电源供电方式)。
PNP 型接近开关:
接线示意图(现场电源供电)。
接线示意图(外部电源供电)。
NPN 型接近开关:
接线示意图(现场电源供电)。
接线示意图(外部电源供电)。
三线制电压脉冲信号:
接线示意图(现场电源供电)。
接线示意图(外部电源供电)。
接线示意图(仪表电源供电)。
三线制电流脉冲信号:
接线示意图(现场电源供电)。
接线示意图(外部电源供电)。
接线示意图(仪表电源供电)。
四线制电压脉冲信号:
接线示意图(仪表电源供电)。
技术指标:
3、端子板
通过预制电缆连接到 I/O 底座上,用于实现信号的隔离、转换功能。
端子板列表:
1. K-AIR01
K-AIR01 是 K 系列 16 通道二/四线制电流输入端子板,可以配套以下底座使用:
- K-AT23
- K-DOT01
外观与接口:
DB37 接口(公座):
接线端子:
- An 端子:二线制 24 V 供电输出负端/四线制电流输入正端。
- Bn 端子:四线制电流输入负端。
- Cn 端子:二线制 24 V 供电输出正端。
- VT 端子(VT+、VT-):用于现场电源检测。
- PE 端子:接地。
- NC 端子:不使用。
端子板需连接到相应的 I/O 底座进行使用,配套 I/O 模块、底座列表。
配套 K-AT23 接线示意图:
电缆屏蔽层在 DCS 侧单端接地(机柜汇流排)。
四线制仪表端与 DCS 侧地电位要相等。
配套 K-DOT01,接线示意图:
电缆屏蔽层在 DCS 侧单端接地(机柜汇流排)。
四线制仪表端与 DCS 侧地电位要相等。
技术指标:
2. K-AIR02
K-AIR02 是 K 系列 16 通道三线制电流输入端子板,可以配套以下底座使用:
- K-AT02
- K-AT21
- K-AT23
- K-DOT01
外观与接口:
DB37 接口(公座):
接线端子:
- An 端子:电流输入正。
- Bn 端子:电流输入负。
- Cn 端子:24 VDC 外供电输出。
- VI 端子(VI+、VI-):24 VDC 外供电输入(必须由 DCS 机柜现场电源提供)。
端子板需连接到相应的 I/O 底座进行使用,配套 I/O 模块、底座列表。
K-AI01/K-AIH01,配套 K-AT02/K-AT21/K-DOT01:
接线示意图(8 通道模式)。
接线示意图(8+8 通道模式)。
注意:
- 外供电源 24 VDC 必须由 DCS 机柜现场电源提供。
- 电缆屏蔽层在 DCS 侧单端接地(机柜汇流排)。
- DB37 电缆为 Y 型电缆,型号为 KX-AIR02-5/10/20。连接底座的两个 DB37 接口中,配红色套管的为 CH1~8,对应 K-AIR02 的通道 1~8;配蓝色套管的为 CH9~16,对应K-AIR02 的通道 9~16。
K-AI03/K-AIH03,配套 K-AT23,接线示意图:
外供电源 24 VDC 必须由 DCS 机柜现场电源提供。
电缆屏蔽层在 DCS 侧单端接地(机柜汇流排)。
K-AI03/K-AIH03,配套 K-DOT01,接线示意图:
注意:
- 配套 K-DOT01 底座时,必须使用 K-DOT01-C 或之后的型号,否则会损坏 K-AIR02 端子板!
- 外供电源 24 VDC 必须由 DCS 机柜现场电源提供。
- 电缆屏蔽层在 DCS 侧单端接地(机柜汇流排)。
- K-DOT01 底座的橙色端子不接线。
技术指标:
3. K-DIR01
K-DIR01 是 K 系列 16 通道直流 24 V 继电器输入端子板,可以配套以下底座使用:
- K-DIT02
- K-DIT21
- K-DOT01
外观与接口:
DB37 接口示意图:
接线端子:
接线端子示意图(通道 1~8)。
接线端子示意图(通道 9~16)。
- An 端子:通道正端。
- Bn 端子:通道负端。
- 24V 端子(24V+、24V-):24 VDC 辅助电源输入。其中 24V1+、24V1-给通道 1~8 供电,24V2+、24V2-给通道 9~16 供电。
电气原理:
端子板需连接到相应的 I/O 底座进行使用。
配套 I/O 模块、底座列表:
1)配套 K-DIT02/K-DIT21
干接点,接线示意图:
24V1+、24V1-给通道 1~8 供电,24V2+、24V2-给通道 9~16 供电。
NPN 型接近开关:
24V1+、24V1-给通道 1~8 供电,24V2+、24V2-给通道 9~16 供电。
2)配套 K-DOT01
干接点,接线示意图:
24V1+、24V1-给通道 1~8 供电,24V2+、24V2-给通道 9~16 供电。
NPN 型接近开关:
24V1+、24V1-给通道 1~8 供电,24V2+、24V2-给通道 9~16 供电。
技术指标:
- K-DIR01
- 继电器
4. K-UR01
K-UR01 是 K 系列通用转接板,可以配套以下底座使用:
- K-AT02
- K-AT21
- K-AT13
- K-AT22
- K-DIT02
- K-DIT21
- K-TT21
- K-DOT01
外观与接口:
DB37 接口:
接线端子:
接线端子与 DB37 接口对应关系,如下表所示:
端子板需连接到相应的 I/O 底座进行使用。
配套 I/O 模块、底座列表:
- 配套 K-AT02/K-AT21
K-UR01 端子说明。
K-AI01/K-AIH01,接线示意图:
电缆屏蔽层在 DCS 侧单端接地(机柜汇流排)。
四线制仪表端与 DCS 侧地电位要相等。
K-AO01/K-AOH01,接线示意图:
电缆屏蔽层在 DCS 侧单端接地(机柜汇流排)。
- 配套 K-AT13/K-AT22
K-UR01 端子说明:
电流信号接线示意图:
电缆屏蔽层在 DCS 侧单端接地(机柜汇流排)。
电压信号接线示意图:
电缆屏蔽层在 DCS 侧单端接地(机柜汇流排)。
- 配套 K-DOT01
K-AI01/K-AIH01:
K-UR01 端子说明。
接线示意图:
电缆屏蔽层在 DCS 侧单端接地(机柜汇流排)。
四线制仪表端与 DCS 侧地电位要相等。
配套 K-AI01/K-AIH01 时,K-DOT01 底座不支持二线制仪表。
K-AO01/K-AOH01:
K-UR01 端子说明。
接线示意图:
电缆屏蔽层在 DCS 侧单端接地(机柜汇流排)。
技术指标:
五、通讯设备
1、IO-BUS设备
IO-BUS 是 MACS-K 系统的控制网络,用于连接主控制器与 I/O 设备,实现二者之间的数据交换。
IO-BUS 设备列表:
星型,单机柜(I/O 模块≤60):
星型,多机柜(I/O 模块≤100):
总线型,单机柜(I/O 模块≤30):
混合型,多机柜(I/O 模块≤100):
1. K-BUS02
K-BUS02 为 K 系列 8 通道星型 IO-BUS 模块,可以对 IO-BUS 进行星型拓扑。
- 通道 1~6(COM 1~6):I/O 模块通讯端口。
- 通道 7(COM 7):扩展通讯输入端口。
- 通道 8(COM 8):扩展通讯输出端口。
特点:
- 热插拔
- IO-BUS 链路检测
- 直流电源状态检测
- 机柜温度检测
K-BUS02 外观与接口:
状态指示:
检测功能:
- 链路检测功能:包括 IO-BUS 总线长时间逻辑为“0”故障,并将故障信息上报到主控制器。
- 直流电源状态检测:配合 K-PW11,可以检测直流电源状态。(默认前 6 通道使能,后 4通道不使能)
- 机柜温度检测:测温范围为-20℃~60℃,温度数据上报主控制器,并在 OPS 的系统状态图上显示。
K-BUS02 安装在 K-CUT01 上时,具有中继器功能:
- 每个 IO-BUS 通信端口可以独立驱动一个网段,段间逻辑隔离。本地有 6 个网段,每个网段可以连接 10 个 I/O 模块。
- 支持柜外扩展,最多 3 级级联。2 级级联时,最高可支持波特率 3 Mbps;3 级级联时,最高可支持波特率 1.5 Mbps。
K-BUS02 安装在 K-BUST01 上时,具有集线器功能:
- 实现网络结构拓扑,并预留柜外扩展接口。
组态设置(K-CU01/K-CU02 控制器下)
双击已经添加的模块,进行以下参数设置:
电源状态检测参数:
通讯网段故障诊断参数:
组态设置(K-CU03 控制器下)
双击已经添加的模块,进行以下参数设置:
电源状态检测参数:
通讯网段故障诊断参数:
技术指标:
2. K-BUST01
K-BUST01 为单槽 IO-BUS 背板,用于在扩展机柜连接 IO-BUS 模块。
外观与接口:
K-BUST01 配置列表:
技术指标:
2、网桥/网关设备
1. K-DP02
K-DP02 为 K 系列 DP Y-link 网桥通讯模块,用来实现上位冗余 Profibus-DP 主站系统与下位非冗
余 Profibus-DP 设备系统之间的网络转换。
特点
- 板卡故障诊断;
- 丰富的指示灯;
- 支持冗余模式(底座冗余);
- 电气负载能力≤29 个现场 DP 设备;
- 热插拔;
- 防混销设计;
外观与接口:
指示灯说明:
冗余模式下,主模块的 DP 灯指示数据通讯状态,从模块的 DP 灯熄灭。
K-DP02 诊断功能包括设备诊断和现场侧通讯故障诊断。
诊断出故障时,模块将诊断信息上报给操作员站并在 OPS 显示。
故障恢复后,模块将恢复信息上报给操作员站并在 OPS 显示。
1)设备诊断
设备诊断包括现场电源是否故障、IO-BUS 冗余网络是否故障以及模块板级致命故障等。
模块刚上电时,进行自检并建立通讯。通讯建立后,模块将对 IO-BUS 通讯网络和现场电源进行实
时检测。
2)现场通讯故障诊断
当 K-DP02 与现场仪表正常通讯时,DP 指示灯为闪烁状态,表明有数据交换;若 DP 指示灯一直
不闪烁,可能有以下原因:
- 通讯电缆接触不良
- 仪表侧进出线接反
- 电源干扰
- 冗余底座 K-PAT21 的 D1+与 D2+或 D1-与 D2-未短接
- 从站地址错误
电气原理:
通讯模块需配套通讯底座使用。请根据现场应用情形与底座特点进行底座选型。
底座选型:
注意事项:
- 仅支持 RS485 电气接口。
- 第三方设备地址范围为 3~31。
- 禁止将超过±30 VDC 电压接入接线端子,否则将造成模块损坏。
- 挂载的 K-DP02 模块数量与主控有关:由于主控制器的通讯数据缓冲区容量为输入数据区3.5 KB、输出数据区 3.5 KB,所以主控下挂载的所有从站模块(包含 Modbus 网桥/网关模块)的输入数据总和必须≤3.5 KB,输出数据总和必须≤3.5 KB。
组态设置
1)导入第三方设备
第1步:在“设备库”的【第三方 DP/PA 设备】上右击,弹出菜单,单击【导入】。
导入第三方设备:
第2步:选择第三方设备的 GSD 文件,单击打开。
第3步:根据设备选择类型(DP 或 PA),单击确定。
第4步:在【第三方 DP/PA 设备】相应的分类下,可以看到刚才导入的设备。
2)添加第三方设备
第1步:双击添加好的 K-DP02 模块,进入“设备信息”和“DP/PA 设备信息”窗口。
第2步:双击【配置 DP/PA 设备】,从左侧窗口选择第三方设备,输入添加个数,单击 >>,即可添加到右侧窗口。单击确定。
第3步:在“DP/PA 设备信息”窗口下,出现刚才添加的第三方设备。
3)配置第三方设备
第1步:在“DP/PA 设备信息”窗口下,双击第三方设备,进入“设备信息”窗口:
第2步:从设备属性项目,双击进入“设备属性”窗口。
第3步:从左侧可选模块区域选择模块,单击>> ,即可添加到右侧已添加模块区域。
第4步:选择已添加的模块,单击属性,进入“子模块属性”窗口。
Station address:第三方设备的地址,范围为 3~31,默认为 3。
其他参数:因第三方设备的不同而有所相同,请根据具体的应用情形进行设置。
4)K-DP02 设备信息配置
在 K-DP02 的“设备信息”窗口,进行以下参数设置:
(1) 端子板类型
根据硬件配置,选择相应的端子板。
(2) 设备属性
通过双击配置进入“设备属性”窗口。
输入/输出选择,一般不需设置。
- 输入数据总和≤244 字节(最大可配置 227 字节)。
- 输出数据总和≤244 字节(最大可配置 244 字节)。
用户参数:
- 同步模式:表示输出同步,从站的输出数据锁定在当前状态下,直至接收到下一同步命令。默认勾选。
- 冻结模式:即锁定模式,表示输入同步,从站的输入数据锁定在当前状态下,直至接收到下一冻结命令。默认勾选。
- 故障安全:默认勾选。
- DP 中断模式:DPV0 表示基础版 DP 功能,不支持非周期通讯;DPV1 表示具有非周期通讯功能,并包含 DPV0 的所有功能。
- Baud Rate:K-DP02 与第三方 DP 设备之间的通讯速率,默认为 500 kbps。
技术指标:
六、校时功能
校时源有以下几种:
- GPS:以 GPS 为校时源。
- FM197:以和利时 FM197 对时集线器为校时源。
- 软校时:以计算机系统时间为校时源。
- NTP:以 NTP 服务器为校时源。
域间校时示例:
域内校时示例 1(没有 SOE 模块):
第1步:主历史站对时
- 单域情形:主历史站向校时源对时。
- 多域情形:最小号域的主历史站向校时源对时,其他域的主历史站向最小号域的主历史站对时。
第2步:各个域的从历史站、操作员站、工程师站、指定控制器(默认为双网全好的最小号控制器)向该域的历史站对时,周期为 60 s。
第3步:各个域的其他控制器向该域的指定控制器对时,周期为 60 s。如果控制器下有 SOE 模块,则需要使用硬校时线缆(KX-SYN、KX-SYNT),并进行以下步骤。
第4步:各个域的控制站下的 SOE 模块向相应的控制器对时。
域内校时示例 2(具有 SOE 模块):
多域时,如果校时源为 GPS/FM197/软校时,那么具有校时源的域必须是最小号域。
GPS 或 FM197 作为校时源时,主从历史站需要同时连接校时源,以形成冗余。
历史站组态设置详见工程总控手册。
多域校时条件:这些域的工程属于同一个项目,且网络互通。
使用硬校时线(KX-SYN、KX-SYNT)时精度为 0.5 ms,不使用时精度为 10~100 ms。