总线式本安远程IO系统excom.pdf

1PAECRIO 1001-01总线式 本安远程IO系统 excom®Sense it! Connect it! Bus it! Solve it!2总线式本安远程I/O系统可直接安装在危险1区/ 2区的本质安全远程I/O系统冗余的通讯网关和电源模块配置与PROFIBUS-DP V1主设备的本安连接所有参数均可设定支持HART 协议的传输®工作温度范围 -20...+60 °C所有部件的更换和扩展均可完成模块插拔无需使用工具，只用双手即可轻松完成128个开关量或64个模拟量本安信号只占用1个 Profibus-DP地址模拟量和开关量I/O的强制及替代值设定功能，方便系统调试3本安远程I/O系统- excomexcom – 系统概述 excom – 系统功能概述 系统结构 一个最简单系统的基本硬件配置 系统连接和诊断 地址设定、通讯速率/ 循环时间、软件及系统文件 PROFIBUS-DP 现场总线结构 系统安装指导 系统拓扑结构 通过DTM对系统进行组态和参数设置excom – 系统模块介绍 通讯网关– GDP1,5 开关量输入/ 输出模块– DM80Ex 频率信号输入模块 – DF20Ex 开关量输入模块– DI40Ex 开关量输出模块– DO40Ex 模拟量( 无源) 输入模块– AI40Ex 模拟量( 有源) 输入模块– AI41Ex 模拟量输出模块– AO40Ex 模拟量( 无源) 输入模块, HART – AIH40Ex 模拟量( 有源) 输入模块, HART – AIH41Ex 模拟量输出模块, HART – AOH40Ex 温度信号输入模块– TI40Ex 母板– MT18/MT9 24VDC电源模块– PSD24Ex AC/DC转换模块 – PPSA230VAC – PPSA115VAC总线耦合器 PROFIBUS-DP – 用于屏蔽双绞线连接的段耦合器(RS485) – SC12Ex PROFIBUS-DP – 应用于危险1区的光纤耦合器– OC11Ex/2G PROFIBUS-DP – 应用于危险2区的光纤耦合器– OC11Ex/3G预制光缆/ PROFIBUS-DP电缆 Cable LWL-2ST/SY-... M Cable 451-... MIP65防护机箱 EG-VA系列PROFIBUS-DP RS485总线连接器 D9T-RS485 D9T-RS485PG D9T-RS485IS D9S-RS485附件 空I/O模块盖板– BM1 空电源模块盖板– BM-PS MODEX电源滤波器 MODEX开关端子 MODEX隔离继电器 PROFIBUS-DP RS485-IS总线连接器– D9T-ExNEPSI防爆认证及应用®® 55667788912 14 16 18 20 22 24 26 28 30 34 36 38 4244 4446 48 5052 535455 55 55 5556 56 56 56 57 5758®®®®®4总线式本安远程I/O系统excom®– 系统部件概述系统部件范围部件型号GDP1,5 DM80ExDF20Ex DI40ExDO40ExAI40ExAI41ExAO40ExAIH40Ex AIH41ExAOH40Ex TI40ExMT18/9-...024, MT18-C230PSD24Ex PPSA230Ex PPSA115Ex – – –••• ••– – – •– – – –页码– NAMUR NAMUR NAMUR – 模拟量1) 模拟量2) – 模拟量1) 模拟量2) – TC/RTD – – – –– 开关量 – – 开关量 – – 模拟量 – – 模拟量 – – – – –– 8I/O 2I 4I 4O 4I 4I 4O 4I 4I 4O 4I – – – –部件参数 简要功能说明输入信号类型输出信号类型部件类型通道间电隔离1) 输入信号无源 ( 部件输入端有源) ，通常用来连接2线制变送器2) 输入信号有源 ( 部件输入端无源) ，通常用来连接4线制变送器通讯网关 – PROFIBUS-DP总线接口 8-通道开关量输入/ 输出模块 2-通道频率输入模块 4-通道开关量输入模块 4-通道开关量输出模块 4-通道模拟量输入模块 4-通道模拟量输入模块 4-通道模拟量输出模块 4-通道模拟量输入模块, HART®4-通道模拟量输入模块, HART® 4-通道模拟量输出模块, HART® 4-通道温度信号输入模块 母板，16/8 IO模块 24 VDC电源模块 230 VAC/DC转换模块 115 VAC/DC转换模块输入/ 输出通道数12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 34 36 38 42 44 445系统结构系统功能概述excom 是一种可以在危险1/2区安装使用的远程I/O系统，它可以将现场分散的本安开关量和模拟量信号就近连接到其对应的I/O 模块，并通过现场总线的形式传输到控制系统；因此，该产品将现场总线、安全栅及I/O技术完美的结合在了一起。

整套系统由母板以及安装在它上面的电源模块、通讯网关以及I/O模块组成母板起到分配电源、传输数据和连接现场设备的作用电源模块可为系统的正常工作提供充足的电源供应：电源模块可进行冗余配置，而其外部供电也可以引自两处不同的来源，从而 确保了系统供电的可靠性通讯网关控制着I/O模块与控制系统间的通讯工作，它肩负着主设备和从设备的双重任务：作为主设备，它控制着系统内部总线的 正常工作；而作为从设备，它又负责与上一层现场总线的通讯任务通讯网观的冗余配置，确保了数据传输的可靠性I/O模块作为外围现场设备的接口，可处理具有EEx ia IIC防爆等级的现场设备输入/ 输出信号：MT18/MT9两种规格的母板分别可 连接16/8 个I/O模块；模块的供电均由母板提供，无需外接电源；所有模块的插拔无需借助工具，只用双手即可轻松完成，同时模块 的更换可进行，系统本身将自动检查新更换的模块是否与原模块相匹配系统的工作机制为：现场设备信号通过电线电缆与excom 系统的I/O模块点对点地连接，进入系统后即被I/O模块转换为数字信号， 再经过系统内部总线传送到通讯网关，然后由网关将信号传送到上一层的现场总线，最后传输到控制系统 (DCS/PLC)。

而由控制 系统发出的信号则经过相反的路径进行传输整个系统的内部循环时间为5ms( 开关量信号) / 20ms( 模拟量信号) ，响应时间则与控制系统的类型、现场总线的具体应用相关系统支持HART 协议的传输®冗余电源模块通过三个旋转拨码 开关设定总线地址I/O模块模块安装导轨MT18母板模块标识EEx i本安现场设备连接Prifibus-DP总线连接外部供电电源连接 EEx e增安接线端子LEDs：可指示模块 及I/O通道工作状态冗余通讯网关®®6总线式本安远程I/O系统可连接的PLC/ SPCexcom 系统可连接到所有具有 PROFIBUS DP-V1功能的主设备®一个最简单系统的基本硬件配置要组成一个excom 系统，至少需要如下部件：1个MT9...024母板 或者1个MT18...024母板 1个电源模块PSD24Ex 1个网关GDP1,5 1个RS485--IS段耦合器SC12-Ex以及相应的I/O模块（数量及型号根据具体应用要求而定）： DM80Ex DF20Ex DI40Ex DO40Ex AI40Ex AI41Ex AO40Ex AIH40Ex AIH41Ex AOH40Ex TI40Ex 系统的连接PROFIBUS-DP现场总线: 根据选择使用的不同型号母板，可以使用1个 或2个（冗余配置）9孔D-SUB接头将excom 系统连接到总线。

在危险场所中应用时，应使 用相应的防爆9孔D-SUB接头： - TURCK型号：D9T-Ex（见55页） 连接电缆可以使用铜芯 电缆或光缆，需配相应的转换器： - 型号及参数见46-49页 另外，由于物理层使用RS485 Ex-i，在危险 场合使用时，还需使用一台DP-Ex-i段耦合器： - TURCK型号：SC12-Ex（见44页）电源： 电源模块通过增安端子与外部电源相连I/O模块： 模块通过母板上的两个16或12孔的插槽与母 板连接现场设备输入/ 输出信号： 母板上每一个I/O模块都对应着4个4孔的连 接器用于连接现场设备这里允许使用几种 不同的连接技术，请在订购这些部件时，注 意它们的不同注意:必须遵循不同防护等级的相关的规定系统的诊断网关可以提供更多的PROFIBUS-DP诊断 信息，也就是说，可向用户提供包括每一 个通道的错误指示的全方位的诊断数据 另外，每一个模块均带有LED可以在现场 直接指示出每一个通道的状态，并且模块 另有一个LED可指示整个模块的状态所有LED的指示均遵循NAMUR NE 44或 DIN EN 60073标准，即：绿色 = 正常（电源已接通） 红色 = 故障 黄色 = 开关量输入/ 输出的开关状态 详细信息请参见操作手册电源、网关非冗余配置 电源、网关冗余配置 24VDC电源供应 PROFIBUS-DP接口，最高通讯速率1.5 MBaud PROFIBUS本安段耦合器连接NAMUR开关或低功耗执行器的开关量输入/ 输出模块 用于频率测量或计数器功能的开关量输入模块 连接NAMUR开关的开关量输入模块 连接功率小于0.5W的本安电磁阀的开关量输出模块 连接2线制变送器（无源电流信号）的模拟量输入模块 连接4线制变送器（电流源）的模拟量输入模块 连接执行器的模拟量输出模块 连接具有HART 协议的2线制变送器（无源电流信号）的模拟量输入模块 连接具有HART 协议的4线制变送器（电流源）的模拟量输入模块 连接具有HART 协议的执行器的模拟量输出模块 连接热电阻或热电偶的温度信号输入模块 ®®®®®7PROFIBUS-DP现场总线结构根据PROFIBUS协议的规定，一个网络中最多可连接126个节点；但是由于传输速率等因素的限制，一个网络中 只允许连接32个节点。

如果一个网络连接的节点超过32个，就需要通过中继器和/ 或段耦合器将该网络分成几个网段中继器的作用是将整个网络分成若干网段，再通过几个中继器的串联，扩展网络连接节点的能力一个网络中 允许串联的最大中继器的数量由中继器供应商来确定DP-Ex-i段耦合器限制网络物理层的特性符合RS485 Ex-i标准，保证了其在危险区中使用时的安全性；一般一个 DP-Ex-i段耦合器只允许连接最多16个DP节点请注意，中继器和段耦合器将会各占用一个总线地址根据EN50170-2标准，当使用A型DP电缆时不同传输速率下允许的最大电缆长度：地址设定通讯速率/ 循环时间软件/ 系统文件系统的设备数据描述文件(GSD文件)将随系统硬件一起提供，也可从以下网址下载： � German Headquarters � Download � ConfigurationPROFIBUS-DP的主设备决定了系统的传输速率，允许的波特率范围从9.6到1500kBaudexcom 系统的内部循环时间为：128个开关量为5毫秒以内，64个模拟量为20毫秒以内，这个循环时间是非常快的 整个控制系统的反应时间还与PROFIBUS-DP的节点数和上一层系统的处理时间有关。

具体的计算公式为：TR = 2 x(TI + TB + TPLS) 其中 TR = 反应时间TI = 内部循环时间TB = 上一层总。