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    modbus网关协议转换模块概述

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    modbus网关协议转换模块概述

    联系人杨吉宇 电话13609872375 联系人杨吉宇 电话13609872375 M0310 MODBUS 转 HART 模块 使使用用手手册册 V1.2 联系人杨吉宇 电话13609872375 公司简介公司简介 沈阳中科博微自动化技术有限公司沈阳中科博微自动化技术有限公司是由中国科学院沈阳自动化 研究所发起创建的一家高新技术企业,主要从事网络化控制系统、 工业通信及仪表、汽车电子产品的研究、开发、生产和应用。中科 博微承担了多个国家科技重大专项、国家高技术研究发展计划(863 计划) 、智能制造装备发展专项等国家科技计划项目,是国家网络化 控制系统工程研究中心建设依托单位。中科博微成功地开发了国内 第一个通过国际认证的现场总线协议主栈、第一个通过国家认证的 现场总线仪表、国内第一个通过德国 TV 认证的安全仪表,与其它 单位共同主持了制定国内第一个工业以太网协议标准 EPA、第一个 工业无线通信协议标准 WIA-PA,并成为 IEC 国际标准。中科博微 的产品和技术曾荣获国家科技进步二等奖两项、国家科技发明奖一 项、中国科学院科技进步一等奖一项、辽宁省科技进步一等奖一项, 产品出口欧美等发达国家,美国 Emerson、瑞士 Mettler Toledo 等业 内顶尖企业都在其产品中采用了博微的关键技术或关键部件,北京 奥运会、上海世博会、广州亚运会的电动公交车都采用了博微电控 产品,成功完成了 200 多项大型自动化工程项目。 中科博微成功通过了 ISO90012008 质量管理体系认证和汽车行 业的 ISO/TS16949 质量体系认证。优秀的研发团队,丰富的自动化 联系人杨吉宇 电话13609872375 工程设计与实施经验,业界领先的产品,庞大的市场网络,优秀的 企业文化,都为公司的创业和持续发展奠定了坚实基础。承载员工 理想,创造客户价值,促进企业发展。 承载员工理想,创造客户价值,促进企业发展。 - I – 联系人杨吉宇 电话13609872375 目录目录 一、 概述..................................................................................................1 1.1 外型尺寸图.........................................................................................1 二、 安装..................................................................................................2 2.1 用户接口.............................................................................................2 2.2 跳线配置和通讯状态.........................................................................3 2.3 复校检验.............................................................................................5 三、 工作原理..........................................................................................6 四、 菜单树..............................................................................................7 五、 模块配置..........................................................................................8 5.1 拓扑连接.............................................................................................8 5.2 组态工具...........................................................................................10 5.3 基本操作...........................................................................................17 5.4 设备操作...........................................................................................21 5.5 模块参数设置...................................................................................30 六、 快速配置........................................................................................67 七、 维护................................................................................................68 八、 技术规格........................................................................................69 8.1 基本参数...........................................................................................69 8.2 性能指标...........................................................................................69 8.3 默认通讯参数...................................................................................69 8.4 支持 Modbus 功能码 ......................................................................70 - 1 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 M0310 嵌入式 MODBUS 转 HART 模块是沈阳中科博微自动化 技术有限公司研发的一款 Modbus-RTU 协议与 HART 协议的网关模 块。嵌入式 MODBUS-HART 模块作为 Modbus 主机通过 TTL 接口 与具有 Modbus-RTU 通讯功能的设备进行通讯,能够把设备中的数 据转换成 HART 设备变量输出,并且支持420 mA 电流输出。 1.1 外型尺寸图外型尺寸图 42 65 图 1.1 模块正面外型尺寸(单位mm) 42 65 图 1.2 模块反面外型尺寸(单位mm) 一、一、概述概述 - 2 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 嵌入式 MODBUS 转 HART 模块尺寸为 4265mm,采用 2.54mm 的标准的插座,可以直接插接到用户板的接口。 2.1 用户接口用户接口 嵌入式 MODBUS 转 HART 模块的用户插座管脚含义如图 2.1 所示 用用户户接接口口 1 3 5 7 9 11 13 15 2 4 6 8 10 12 14 16 JP3 图 2.1 嵌入式 MODBUS 转 HART 模块用户接口定义 管脚 I/O 说明管脚 I/O 说明 1I VCC, (5VDC 隔离电源) 2I GND, (VCC 的地) 3I /RST复位,低有效 4I GND, (VCC 的地) 5O RXD,TTL 接用户模板 CPU 的 RXD 6O 保留 7O 保留 8I TXD,TTL 接用户模块 CPU 的 TXD 9O 保留 10O 用户可外接 LED,闪烁代表有 HART 通讯。0亮,1灭 11 总线 HART12 总线 HART- 13O 保留 14I 保留 15I 保留 16I 保留 二、二、安装安装 - 3 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 嵌入式 MODBUS 转 HART 模块由 HART 总线供电,Modbus 通讯 部分需要外部 5VDC 供电,通讯电缆推荐使用带屏蔽的双绞线,这 样可以提高设备的抗电磁干扰能力。HART 总线接口除了用户接口中 的 HART和 HART-外,还为用户提供了一组冗余的 HART 接口,接口 位置见图 2. 2。 2.2 跳线配置跳线配置和通讯状态和通讯状态 嵌入式 MODBUS 转 HART 模块有 2 组硬件跳线,如图 2. 2 所示。 左侧为故障报警电流设置跳线,右侧为组态保护设置跳线。 故障报警跳线设置故障报警跳线设置 嵌入式 MODBUS 转 HART 模块具有自诊断功能。一旦检测出故 障,智能变送器会自动输出报警电流。报警电流方式取决于位于通 讯卡左侧的故障报警电流设置跳线,当跳线不插或插入下面两点时, 则为高位报警(报警电流≥21.75mA);当跳线插入上面两点时,则 为低位报警(报警电流≤3.7mA); 组态保护跳线设置组态保护跳线设置 嵌入式 MODBUS 转 HART 模块提供设备组态保护与否的跳线设 置,即上述的组态保护设置跳线,如图 2. 2 所示。当保护设置跳线 插入上面两点时,则为组态保护状态。此时模块不允许任何更改设 备组态的操作。当保护设置跳线不插或插入下面两点时,则允许对 设备组态的更改操作。 - 4 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 JP1 AL WP High Alarm Low Alarm AL WP Writes enabled Writes disabled HART接口 (冗余的) - - 通讯指示灯 图 2. 2 模块硬件跳线 饱和固定输出(厂家设定,不能配置)饱和固定输出(厂家设定,不能配置) HART 型智能变送器在连续运行时,不断比较主变量值与量程上、 下限值,当主变量值超出量程上、下限范围时,智能变送器输出固 定电流,指示主变量超出量程范围。主变量高于上限值时,智能变 送器输出固定 20.8mA;低于下限值时,智能变送器输出固定 3.8mA。 通讯状态指示通讯状态指示 模块上配有两颗 LED 灯,LED1 指示 HART 通讯状态,LED2 指示 Modbus 通讯状态。 当模块上电后,LED1 和 LED2 处于常亮状态,表示模块初 - 5 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 始化完毕,还没有任何 HART 和 Modbus 通信。 当 LED1 闪烁时,表明当前有 HART 通讯;当 LED2 闪烁时, 表明当前有 Modbus 通讯。 当 LED1 和 LED2 熄灭时,表明没有通讯或者处于故障状态, 请参考第七部分的维护进行处理。 2.3 复校检验复校检验 用户拿到嵌入式 MODBUS 转 HART 模块,在投入使用之前,可 在试验间复校检验。图 2.1 列出了操作流程。 复复校校检检验验 开开始始 在在试试验验间间 校校验验 工工程程单单位位 设设定定 测测量量范范围围 输输出出模模式式 阻阻尼尼时时间间 符符合合技技术术 指指标标 检检查查跳跳线线 现现场场安安装装 现现场场安安装装 确确认认组组态态 运运行行 维维修修 否否 否否 是是是是 图 2.1 智能变送器复校检验流程 嵌入式 MODBUS 转 HART 模块复校检验主要是功能校验,具体 的校验方法请参考后面的有关章节。 - 6 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 嵌入式 MODBUS 转 HART 模块支持 4 个动态变量,6 个设备变 量,MODBUS 设备采集的数据通过 MODBUS 寄存器配置到模块的设 备变量上,再进过设备变量到动态变量的映射,作为设备的输出, 并且设备支持 420mA 的模拟信号的输出。模块原理框图如图 3.1 所示 MODBUS寄寄存存器器 MODBUS设设备备 配配置置输输入入通通道道 数数据据类类型型 寄寄存存器器地地址址 单单位位 0 1 2 3 4 5 设设备备变变量量 MODBUS转转HART转转换换模模块块 PV SV TV QV 动动态态变变量量 设设备备变变量量到到动动态态变变量量映映射射 控控 制制 系系 统统 过过 程程 变变 量量 模模拟拟通通道道 过过程程连连接接 图 3.1 嵌入式 MODBUS 转 HART 模块原理框图 三、三、工作原理工作原理 - 7 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 四、四、菜单树菜单树 动态变量动态变量 1 第一变量 2 电流值 3 百分比 4 第二变量 5 第三变量 6 第三变量 模块设置模块设置 1 基本信息 2 组态信息 3 电流校准 4 变量监视 5 网关配置 1 1-1 1-2 1-3 基本信息基本信息 1 设备信息 2 标识 3 版本 标识标识 1 制造商 2 设备类型 3 设备 ID 4 长地址 版本版本 1 通用命令 2 设备版本 3 硬件版本 4 软件版本 设备信息设备信息 1 地址 2 消息 3 描述 4 标签 5 日期 6 装配号 7 报警选择 8 写保护 9 制造商 ID 5-6 2 Bit 模式 设备状态配置设备状态配置 1 寄存器地址 5-2 寄存器校准寄存器校准 1 读保持寄存器 2 写寄存器 2 读离散输入 线圈校准线圈校准 1 读线圈 3 写单线圈 5-1 5 5-7 5-5 5-4 5-3 1 线圈校准 2 寄存器校准 3 恢复出厂设置 4 设备变量赋值 5 Modbus 配置 6 设备状态配置 7 PV 量程配置 网关配置网关配置 8 设备变量配置 1 地址 2 波特率 3 数据位 4 校验 5 停止位 6 CRC 字节顺序 7 帧间隔时间 ModbusModbus 变量设置变量设置 恢复出厂设置恢复出厂设置 1 回复到出厂默认设置 2 保存到出厂设置 3 恢复到出厂设置 4 第四变量 1 主变量 2 第二变量 3 第三变量 设备变量赋值设备变量赋值 2 PV 量程操作方式 PVPV 量程设置量程设置 1 PV 量程来源 3 寄存器数据类型 5-8 5-8-1 5-8-2 1 默认单位 2 Modbus 功能代码 3 寄存器地址 4 寄存器数据类型 5 缩放因子 6 量程上限寄存器地址 7 量程下限寄存器地址 设备变量参数设备变量参数 1 类型 2 单位 3 传感器量程上限 4 传感器量程下限 5 最下跨度 6 量程上限 7 量程下限 传感器参数传感器参数 2 设备变量配置 设备变量配置设备变量配置 1 传感器配置 电流校准电流校准 1 固定输出 2 校准 3 2-4 2-3 2-1 2-2 2 输出变量值输出变量值 1PV 2SV 3 电流值 4 百分比 设量程设量程 1 量程上限 2 量程下限 3 主变量零点 2 传感器信息 3 主变量输出信息 4 设量程 组态信息组态信息 1 输出变量值 传感器信息传感器信息 1 序列号 3 下限 4 最小跨度 2 上限 1 阻尼值 2 单位 3 量程上限 4 量程下限 5 传递函数 主变量输出信息主变量输出信息 4-1 4-2 4 统计统计 1 成功 2 重试 3 错误 4 发送 2 统计 变量监视变量监视 1 动态变量 - 8 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 5.1 拓扑连接拓扑连接 HART 型智能变送器的连接方式可以分为点对点连接和多点连接 两种。 点对点连接方式(如点对点连接方式(如图图 5.1 所示)所示) 图 5.1 HART 点对点接线方式 特点 1可通过普通 AI 输入模块、HART 通讯设备接入到上一级控 制系统中; 2模拟和数字通讯方式混用; 3设备地址为 0。 五、五、模块配置模块配置 - 9 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 多点连接方式多点连接方式 (如(如图图 5.2 所示)所示) 图 5.2 HART 多点接线方式 特点 1通过 HART 通讯设备接入到上一级控制系统中; 2仅使用 HART 系统的数字功能,线路上电流固定为 4 mA; 3在短地址格式下最多支持 15 个设备组网。 - 10 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 5.2 组态工具组态工具 5.2.1 安装与激活 嵌入式 MODBUS 转 HART 模块使用的上位机软件是由中科博微 自动化技术有限公司设计开发,安装方法如下 1.首先双击安装程序,如下图 5.3 所示 图 5.3 安装文件 2.然后选择安装语言,默认直接点击“确定”按钮,如图 5.4 所示 图 5.4 选择安装语言 3.点击“下一步”,选择默认安装路径,如图 5.5 所示 图 5.5 选择安装路径 - 11 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 图 5.6 软件安装中 图 5.7 软件安装完成 安装完成后桌面上会出现“HartMPT”图标,如图 5.8 所示 图 5.8 上位机软件图标 - 12 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 首次进入程序,系统会提示用户激活此软件,激活前此软件将 不能使用,激活方法如下 1.首先双击该图标,程序会弹激活窗口,如图 5.9 所示 图 5.9 激活提示 2.用户修改点击“拷贝”按钮,复制机器码后,发送给厂商, 获得授权文件。每一台计算机都有唯一的机器码,激活文 件的文件格式为Register机器码.bat。如图 5.10 所示 图 5.10 激活文件 3.得到激活文件后,双击此文件完成激活。激活后运行上位 机软件不会再有激活提示,可直接进入系统,如图 5.11 所 示。 图 5.11 进入系统 - 13 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 5.2.2主页面功能介绍 通过执行桌面上或开始菜单中的本软件的快捷方式既可启动组 态工具。组态工具启动后,界面及各主要窗口说明如图 5.12 所示。 图 5.12 主界面 1菜单栏2工具栏 3网络视图4选项卡视图 5报警窗口6状态栏 下面概要介绍下每部分的功能。 - 14 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 5.2.2.1菜单栏 文件(文件(F)) 用户执行菜单“文件”“退出”或点击窗口右上角关闭按钮,既可 退出组态工具。 执行菜单“文件”“退出”或点击窗口右上角关闭按钮,既可退出 组态工具。 查看(查看(V)) 用户可通过查看菜单中的“刷新”和“停止”功能,来手动刷新或停 止刷新当前的选项卡页。 查看菜单还具备显示和隐藏报警窗口、以及发送命令的功能。 设备(设备(D)) 通过“上线”、 “停止上线”,可搜索到网络中任何在线的设备。若 想使用此功能,请先取消“仅显示在线”。 “仅显示在线”功能,可配置网络视图中,是否显示未上线设备。 缺省为仅显示在线设备。 视图(视图(V)) 可设置是否隐藏工具栏和状态栏。 设置(设置(S)) 执行菜单“设置”“语言”,可配置组态工具的语言,目前支持中 文、英文。 执行菜单“设置”“串口参数”,可设置通讯端口。默认的通讯端 口是串口 1(COM1) 。 帮助(帮助(H)) 包含本软件的版本号等信息。 - 15 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 5.2.2.2工具栏 如图 5.13 所示,工具栏包含四种功能,分别为搜索在线设备、 停止搜索设备、刷新、停止刷新。 图 5.13 工具栏 其中“搜索在线设备”、 “停止搜索设备”的功能,如同“上线”、 “停 止上线”,详细参见 5.2.1.1 设备(设备(D)) 。 “刷新”功能,可手动刷新当前选项卡页。 “停止刷新”功能,可停止正在刷新的动作。 5.2.2.3网络视图 网络视图包含网络和设备列表。 如图 5.14 所示,网络视图中的串口结点 COM1,表示组态工具 通过 COM1 串口连接到 HART 网络中。 通过在菜单栏中,点击“设备”“仅显示在线”,用来取消“仅显 示在线”设备。此刻网络中会显示 16 个未上线设备,设备按轮询地 址顺序排列,如图 5.14 所示。 未上线设备图标为灰色,在线设备图标为黄色,正在搜索中设 备图标将闪烁。 - 16 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 图 5.14 16 个未上线设备 5.2.2.4选项卡视图 根据网络视图选择的结点不同,会出现不同的选项卡。 当选择串口结点时,会显示设备列表以及主变量扫描选项卡。 当选择任意设备结点时,将显示该设备相关的选项卡,例如 基本信息、组态信息、传感器配置、电流校准以及特殊命令等。 5.2.2.5报警窗口 用户可通过此窗口来查看当前设备的一些特殊状态。报警窗口 只对应最后一次正确访问的设备。 5.2.2.6状态栏 根据操作不同,显示当前操作的状态。 - 17 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 5.3 基本操作基本操作 5.3.1设置串口 启动时,默认的通讯端口是串口 1,如果用户的串口线没有连 接在串口 1 上或串口 1 被占用或损坏,都需要重新设置串口。 启动后,如果用户不进行操作,组态工具不会自动向串口发送 任何命令。 图 5.15 设置串口对话框 设置串口对话框如图 5.15 所示。列表可以列出当前计算机上可 用的串口,用户选择了目标串口后,按“确定”按钮设置,设置成功 或失败都有提示信息。按“取消”按钮退出窗口。 如果串口设置失败,请重新选择。串口设置失败,则不能进行 通讯操作。 5.3.2设备上线 组态工具仅支持用户对在线设备的访问,因此需要查询当前有 哪些设备在线。查询方法可分为三种 1单结点搜索按照目标设备的轮询地址,查找指定设备是 否在线; 2全搜索搜索轮询地址 0 到 15 的所有设备。 - 18 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 3自定义搜索搜索指定的设备地址。 如果设备在线,网络视图以及选项卡视图中的设备列表选项卡 将列出设备的简要信息。 单结点搜索的方法单结点搜索的方法 在网络视图的串口结点(例如COM1)上点击鼠标右键,选择 “单结点” 某一“结点”(例如结点 0) 。 图 5.16 右键便捷搜索菜单 全搜索的方法全搜索的方法 在网络视图的串口结点(例如COM1)上点击鼠标右键,选择 “全搜索”; 自定义搜索的方法自定义搜索的方法 由于在网络视图中,默认仅显示在线设备,所以无法自定义搜 索。想要使用自定义搜索,需先取消仅显示在线设备。 在菜单栏中,点击 “设备”“仅显示在线”项,即取消仅显示在 线功能。 图 5.17 设备选择 - 19 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 此刻网络视图中将显示出标有地址的十六个设备(灰色图标) 。 选择需要搜索的设备后,点击搜索在线设备,或点击菜单栏 “设备”“上线”。 在搜索过程中随时可以点击停止搜索设备(或菜单栏“设备” “停止上线”)来中止当前的搜索。 己上线的设备为黄色图标,以区别未上线地址的灰色图标。已 上线设备命名方式该设备标签 该设备轮询地址。 5.3.3发送命令 点击菜单栏“查看”“发送命令”,调出发送命令窗口,如图 5.18 所示。 用户可通过此功能,发送所有支持的 HART 通用命令、一般行 为命令、特殊命令。 要发送的数据必须是十六进制。 图 5.18 发送命令对话框 发送命令需要了解每个命令的帧格式,所以仅适用于高级用户 及研发人员。 - 20 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 5.3.4多国语言支持 组态工具在首次启动时会跟据当前操作系统的语言设置选择合 适的语言包,使用户不会产生语言障碍。如果用户欲使用其它语系, 则可以在“设置”中的语言里选择支持的语言,如图 5.19 所示。 图 5.19 语言设置 - 21 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 5.4 设备操作设备操作 5.4.1设备列表 设备列表选项卡将显示所有已搜索到的在线设备的概要信息。 例如轮询地址、设备标签、厂商、设备类型、出厂日期等。 进入设备列表选项卡的方法 1 搜索完在线设备后,默认恢复显示设备列表选项卡。 进入设备列表选项卡的方法 2 1鼠标左键点击网络视图中串口结点(例如COM1) ,右侧 选项卡视图显示该串口所连接网络的所有在线设备相关的 选项卡信息。 2点击右侧选项卡视图中的“设备列表”,如果获取信息成功, 则显示所有已搜索到的在线设备的概要信息,如图 5.20 所 示。 图 5.20 设备列表选项卡 - 22 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 5.4.2主变量监视 显示所有在线设备主变量的趋势曲线。横向为时间轴,纵向为 数值轴,均可调节。 进入主变量扫描选项卡的方法 1鼠标左键点击网络视图中串口结点(例如COM1) ,右侧 选项卡视图显示该串口所连接网络的所有在线设备相关的 选项卡信息。 2点击右侧选项卡视图中的“主变量监视”,如图 5.21 所示。 图 5.21 主变量监视选项卡 - 23 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 5.4.3基本信息 用户可获取和配置在线设备的基本信息。 进入基本信息选项卡的方法 1鼠标左键点击网络视图中某一在线设备,右侧选项卡视图 将显示与该设备相关的选项卡。 2点击右侧选项卡视图中的“基本信息”,如果获取信息成功, 则显示该设备的基本信息,如图 5.22 所示。 图 5.22 基本信息选项卡 - 24 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 基本信息选项卡中包含的内容见下表 功能描述功能描述是否可修改是否可修改备注备注 地址是轮询地址,选择范围是 015 消息是最多可输入 32 个字符 描述是最多可输入 16 个规定字符 标签是最大长度为 8 个规定字符 日期是从 1900 至 2155 年 装配号是必须为 6 位十六进制数 报警选择否显示硬件报警选择方式, “高报警”/“低报警” 写保护否显示硬件写保护选择方式, “NO”/“YES” 制造商 ID否商标发行商代码,16 进制 制造商否显示制造商名称 设备类型否显示设备类型 设备 ID否显示设备 ID 号 长地址否显示设备长地址 版本信息否显示版本信息,如软件,硬件版本等等 如上表所示,前六个设备信息为可修改信息。 信息修改后,可以按“应用”按钮将信息下载到设备中。若下载 失败,设备信息将恢复显示上一次正确配置的内容。若放弃修改, 不按“应用”既可,单击刷新,将显示上一次正确配置的内容。 如果地址或标签下载成功,左侧网络视图中的该设备结点的名 称也将会随之改变。 - 25 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 5.4.4组态信息 用户可获取和配置在线设备的组态信息。 进入组态信息选项卡的方法 1鼠标左键点击网络视图中某一在线设备,右侧选项卡视图 将显示与该设备相关的选项卡。 2点击右侧选项卡视图中的“组态信息”,如果获取信息成功, 则显示该设备的组态信息,如图 5.23 所示。 图 5.23 组态信息选项卡 - 26 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 组态信息选项卡中包含的内容见下表 功能描述功能描述是否可修改是否可修改备注备注 PV否第一变量,即主变量,固定为压力 SV否第二变量,固定为温度 电流值否显示 PV 值对应到420 mA 时的电流值 百分比否显示 PV 值占当前量程的百分比值 阻尼值是选择范围是 032,单位为秒 单位是显示 PV 值的单位 量程上限是显示 PV 值的量程上限 量程下限是显示 PV 值的量程下限 传递函数是模拟电流输出方式,支持线性和平方根输 出 序列号是传感器序列号,可写 上限否传感器测量范围上限 下限否传感器测量范围下限 最小跨度否传感器允许设定量程的最小值 组态信息主要包括输出变量、PV 设定、量程校准三部分。 输出变量输出变量主要显示第一变量(PV) 、第二变量(SV)以及电流值、 百分比。其中第一变量可显示温度值、电阻值以及毫伏信号;第二 变量表示冷端温度。这四种变量均为只读。 PV 设定设定主要显示 PV 值类型、阻尼值、单位、量程上下限以及 对量程上下限无源或有源的设定功能,还有用当前值设定主变量零 点功能。PV 设定相关的 5 种组态信息(PV 值类型、阻尼值、单位、 量程上下限)修改后,可以按“应用”按钮将信息下载到设备中。 无源设定量程上下限无源设定量程上下限 手动修改量程上限或量程下限的值,按“应用”按钮将信息下载 到设备中即可。 用当前值设定量程上下限用当前值设定量程上下限 - 27 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 “量程上限”按钮将设备的当前 PV 值设置成主变量量程的上限, 量程下限不变。 “量程下限”按钮将设备的当前 PV 值设置成主变量量程的下限, 该操作可能同时改变上限。 用当前值设定主变量零点用当前值设定主变量零点 “主变量零点”按钮在零温度条件下,将设备当前的 PV 值作为 主变量零点。 量程校准量程校准是在进行了量程迁移时进行的校准,需要测量零点以 及满量程时的值并把数据下载到设备中。 操作方法如下 1选择相应的校准点(量程下限或量程上限) ; 2获取当前值(零点或满量程) ; 3点击“修正”按钮; 5.4.5电流校准 用户可通过电流校准选项卡提供的功能,校准在线设备的 420mA 电流以及配置固定电流输出。 进入电流校准选项卡的方法 1鼠标左键点击网络视图中某一在线设备,右侧选项卡视图 将显示与该设备相关的选项卡。 2点击右侧选项卡视图中的“电流校准”,如果获取信息成功, 则显示电流校准相关功能,如图 5.24 所示。 - 28 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 图 5.24 电流校准选项卡 电流校准步骤如下电流校准步骤如下 1连接回路,需要在设备输出回路上串入五位半以上精度电 流表; 2设置设备的轮询地址为 0,参见基本信息配置,如果轮询 地址已是 0,可以略过该步; 3进入电流校准选项卡; - 29 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 4选择“当前值”为 4 mA,电流表稳定后,在“调整值”文本框 中输入电流表的读数,点击“应用”按钮; 5选择“当前值”为 20 mA,电流表稳定后,在“调整值”文本框 中输入电流表的读数,点击“应用”按钮; 6选择“当前值”为空白,使设备输出的电流按 PV 值计算。 配置电流固定输出配置电流固定输出 用户可以在电流校准选项卡中配置固定电流输出,在“固定电流 值”中输入设备将要固定输出的电流值,单击“进入/退出固定电流模 式”,进入或退出固定电流输出模式。按钮的标题轮流显示 “进入固 定电流模式”和“退出固定电流模式”,以提示用户操作。 注意事项注意事项 校准电流及固定电流输出功能只能在设备的轮询地址为 0 时进 行,其他的轮询地址为完全数字通讯模式,会提示错误信息“命令执 行失败”。 5.4.6变量监视 变量监视选项卡的主要功能是定时刷新所选设备的所有动态变 量并显示当前设备主变量的趋势曲线,目前刷新的变量分别是PV 值、电流值、百分比和 SV 值。 进入刷新设备选项卡的方法 1鼠标左键点击网络视图中某一在线设备,右侧选项卡视图 将显示与该设备相关的选项卡。 2点击右侧选项卡视图中的“变量监视”,如图 5.25 所示。 - 30 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 图 5.25 变量监视选项卡 5.5 模块参数设置模块参数设置 5.5.1模式选择 1鼠标左键点击网络视图中某一在线设备,右侧选项卡视图 将显示与该设备相关的选项卡。 2点击右侧选项卡视图中的“网关配置”,第一次点击运行此 页面需要读取设备信息,读取时间大概 1 分钟左右,获取 信息成功后,则显示网关配置相关功能,如图 5.26 所示。 - 31 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 图 5.26 网关配置 3然后找到“详细设置”-“操作模式”列表框,操作模式有两种 一种是“配置模式”,另一种是“操作模式”。 “配置模式”可以 设置画面所以选项, “操作模式”只能设置“回复出厂设置”选 项。 4例如选择“配置模式”,如下图 5.27 所示。 图 5.27 操作模式设置 - 32 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 5.5.2线圈校准 线圈读写,用户可以选择“校准”-“线圈”框,对线圈输入进行读 写操作。 例读线圈 1.点击“校准”-“线圈”-“读线圈”按钮,弹出“读线圈”窗口, 如图 5.28 所示 图 5.28 读线圈输入框 2.输寄存器地址和长度值,请注意寄存器地址的范围是从 165536,长度的范围 116。 - 33 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 图 5.29 读线圈值输入 3.然后点击“确定”按钮,系统提示“读线圈成功”。 图 5.30 读线圈返回值 5.5.3寄存器校准 寄存器读写,用户可以选择“校准”-“寄存器”框,对单独的寄存 - 34 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 器进行读写操作。 例读取一个寄存器的值 1.点击“校准”-“寄存器”-“读保持寄存器”按钮,弹出“寄存器” 窗口,如下图 5.31 所示 图 5.31 读寄存器输入框 2.输寄存器地址和长度值,请注意寄存器地址的范围是从 165536。 图 5.32 读寄存器值输入 3.然后点击“确定”按钮,系统提示“读保持寄存器成功”。 - 35 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 图 5.33 读寄存器返回值 5.5.4 恢复出厂设置 5.5.4.1恢复到出厂默认设置 1.点击“校准”-“恢复出厂设置”-“恢复到出厂默认设置 ”按钮, 弹出“恢复出厂设置”窗口,如下图 5.34 所示 图 5.34 恢复到出厂默认设置提示框 2.在下拉框中选择”是”后,点击“确定”按钮。 - 36 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 图 5.35 恢复到出厂默认设置选择 3.系统会提示“设置成功”,然后点击“确定”按钮,完成操作。 图 5.36 恢复到出厂默认设置提示 5.5.4.2保存到出厂设置 1.点击“校准”-“恢复出厂设置”-“保存到出厂设置”按钮,弹 - 37 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 出“保存出厂设置”窗口,如下图 5.37 所示 图 5.37 保存到出厂设置 2.在下拉框中选择”是”后,点击“确定”按钮。 图 5.38 保存到出厂设置选择 3.系统会提示“设置成功”,然后点击“确定”按钮,完成操作。 - 38 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 图 5.39 保存到出厂设置提示框 5.5.4.3恢复到出厂设置 1. 点击“校准”-“恢复出厂设置”-“恢复到出厂设置”按钮,弹出“恢 复到出厂设置”窗口,如下图 5.40 所示 图 5.40 恢复到出厂设置提示框 2. 在下拉框中选择”是”后,点击“确定”按钮。 - 39 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 图 5.41 恢复到出厂设置选择 3. 系统会提示“设置成功”,然后点击“确定”按钮,完成操作。 图 5.42 恢复到出厂设置提示框 - 40 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 5.5.5 设备变量赋值 设置动态变量参数赋值,是设置设备变量与动态变量的映射关 系,设备共有 6 个设备变量,可以按需求映射到 4 个动态变量上。 例如将主变量映射到“设备变量 4”上。 1.选择“详细设计”-“设备变量赋值”-“设备变量赋值”对应“主 变量”的下拉框,如下图 5.43 所示 图 5.43 设备变量选择 2.然后在对话框中选择“设备变量4”,如下图所示 图 5.44 设备变量修改 3.点击”应用”按钮,保存设置值。如下图所示 - 41 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 图 5.45 设备变量值保存 - 42 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 5.5.6 Modbus 变量配置 Modbus 通讯参数根据具体通讯参数对 MODBUS 通讯参数进行 配置。 5.5.6.1地址 1.找到“详细设计”-“Modbus 变量”-“地址”对应的输入框中, 如下图 5.46 所示 图 5.46 Modbus 地址设置 2.输入修改值,地址值得范围为 1255。然后点击“应用”按钮, 保存修改值。 图 5.47 Modbus 地址修改保存 - 43 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 5.5.6.2波特率 1.选择“详细设计”-“Modbus 变量”-“波特率”对应的下拉框中, 选择波特率的值,点击“应用”按钮。波特率支持 1200,2400,4800,9600, 19200,35700,38400, 57600。 图 5.48 Modbus 波特率选择 2.选择需要修改的值,然后点击“应用”按钮,保存修改值。 图 5.49 Modbus 波特率修改保存 - 44 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 5.5.6.3数据位 1.选择“详细设计”-“Modbus 变量”-“数据位”对应的下拉框中, 选择支持的数据位数,7 位或者 8 位,如下图 5.50 所示 图 5.50 Modbus 数据位选择 2.选择需要修改的值,然后点击“应用”按钮,保存修改值。 图 5.51 Modbus 数据位修改保存 5.5.6.4校验 1.选择“详细设计”-“Modbus 变量”-“校验”对应的下拉框中, 式支持奇校验,偶校验,和无校验,如下图 5.52 所示 - 45 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 图 5.52 Modbus 校验值选择 2.选择需要修改的值,然后点击“应用”按钮,保存修改值。 图 5.53 Modbus 校验值修改保存 - 46 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 5.5.6.5停止位 1.选择“详细设计”-“Modbus 变量”-“停止位”对应的下拉框中, 停止位可选为1 位停止位和 2 位停止位,如下图 5.54 所 示 图 5.54 Modbus 停止位选择 2.选择需要修改的值,然后点击“应用”按钮,保存修改值。 图 5.55 Modbus 停止位修改保存 - 47 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 5.5.6.6CRC 字节顺序 1.选择“详细设计”-“Modbus 变量”-“CRC 字节顺序”对应的下 拉框中,校验方式包括Low-high 和 High-low,如下图 5.56 所示 图 5.56 Modbus CRC 字节顺序选择 2.选择需要修改的值,然后点击“应用”按钮,保存修改值。 图 5.57 ModbusCRC 字节顺序修改保存 - 48 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 5.5.6.7帧间隔时间 1.选择“详细设计”-“Modbus 变量”-“帧间隔时间”对应的下拉 框中,间隔时间范围为 410,如下图 5.58 所示 图 5.58 Modbus 数帧间隔时间选择 2.选择需要修改的值,然后点击“应用”按钮,保存修改值。 图 5.59 Modbus 帧间隔时间修改保存 - 49 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 5.5.7 设备状态配置 5.5.7.1寄存器地址 1.找到“详细设计”-“设备状态”-“寄存器地址”对应的输入框 中,寄存器地址的范围是 165536,如下图 5.60 所示 图 5.60 寄存器地址选择 2.输入需要修改的值,然后点击“应用”按钮,保存修改值。 图 5.61 寄存器地址修改保存 5.5.7.2Bit 模式 1.选择“详细设计”-“设备状态”-“Bit 模式”对应的下拉框中, Bit 模式范围为 116,如下图 5.62 所示 图 5.62 Bit 模式选择 2.选择需要修改的值,然后点击“应用”按钮,保存修改值。 - 50 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 图 5.63 Bit 模式修改保存 5.5.8 PV 量程配置 5.5.8.1PV 量程来源 “PV 量程来源”表明主变量量程是否来源于本地。 1.选择“详细设计”-“PV 量程”-“PV 量程来源”对应的下拉框 中,来源包括本地和远程两种,如下图 5.64 所示 图 5.64 PV 量程来源选择 2.选择需要修改的值,然后点击“应用”按钮,保存修改值。 图 5.65 PV 量程来源修改保存 - 51 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 5.5.8.2PV 量程操作模式 如果“PV 量程来源”来源于 MODBUS 设备, “PV 量程操作模式”表 明量程是否支持写操作。 1.选择“详细设计”-“PV 量程”-“PV 量程操作模式”对应的下 拉框中,模式包括只读和读写两种,如下图 5.66 所示 图 5.66 PV 量程操作模式选择 2.选择需要修改的值,然后点击“应用”按钮,保存修改值。 图 5.67 PV 量程操作模式修改保存 5.5.8.3寄存器数据类型 选择“详细设计”-“PV 量程”-“寄存器数据类型”对应的下拉框中, 模式包括只读和读写两种,如下图所示 1.选择“详细设计”-“PV 量程”-“寄存器数据类型”对应的下拉 框中,如下图 5.68 所示 图 5.68 寄存器数据类型选择 - 52 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 2.选择需要修改的值,然后点击“应用”按钮,保存修改值。 图 5.69 寄存器数据类型修改保存 5.5.9 设备变量配置 设备变量默认为 6 个,分别是“设备变量0”, “设备变量1”, “设备变量2”, “设备变量3”, “设备变量4”, “设备变量5”。系 统初始化时默认选择“设备变量0”,在“详细设计”-“设备变量”选 择框中更改设备变量后,系统会自动刷新对应的参数。 图 5.70 设备变量选择 当用户在修改过设备变量的参数值后,没有点击“应用”按钮, 就切换到其他设备变量时,系统会提示用户是否保存修改的参数值, 点击“是”保存参数,点击“否”不保存参数修改,最后刷新选择的设备 变量参数。 5.5.9.1类型 1.选择“详细设计”-“传感器”-“类型”对应的下拉框中,如下 图 5.71 所示 图 5.71 类型选择 - 53 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 2.选择需要修改的值,然后点击“应用”按钮,保存修改值。 图 5.72 类型修改保存 - 54 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 5.5.9.2单位 1.选择“详细设计”-“传感器”-“单位”对应的下拉框中,如下 图 5.73 所示 图 5.73 单位选择 2.选择需要修改的值,然后点击“应用”按钮,保存修改值。 图 5.74 单位修改保存 - 55 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 5.5.9.3传感器量程上限 1.选择“详细设计”-“传感器”-“传感器量程上限”对应的下拉 框中,如下图 5.75 所示 图 5.75 传感器量程上限选择 2.输入修改值,然后点击“应用”按钮,保存修改值。 图 5.76 传感器量程上限修改保存 - 56 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 5.5.9.4传感器量程下限 1.选择“详细设计”-“传感器”-“传感器量程下限”对应的下拉 框中,如下图 5.77 所示 图 5.77 传感器量程下限选择 2.输入修改值,然后点击“应用”按钮,保存修改值。 图 5.78 传感器量程下限修改保存 - 57 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 5.5.9.5最小跨度 1.选择“详细设计”-“传感器”-“最小跨度”对应的下拉框中, 如下图 5.79 所示 图 5.79 最下跨度选择 2.输入修改值,然后点击“应用”按钮,保存修改值。 图 5.80 最下跨度修改保存 - 58 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 5.5.9.6量程上限 1.选择“详细设计”-“传感器”-“量程上限”对应的下拉框中, 如下图 5.81 所示 图 5.81 量程上限选择 2.输入修改值,然后点击“应用”按钮,保存修改值。 图 5.82 量程上限修改保存 - 59 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 5.5.9.7量程下限 1.选择“详细设计”-“传感器”-“量程下限”对应的下拉框中, 如下图 5.83 所示 图 5.83 量程下限选择 2.输入修改值,然后点击“应用”按钮,保存修改值。 图 5.84 Modbus 量程下限修改保存 - 60 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 5.5.9.8默认单位 1.选择“详细设计”-“传感器”-“默认单位”对应的下拉框中, 如下图 5.85 所示 图 5.85 默认单位选择 2.选择需要修改的值,然后点击“应用”按钮,保存修改值。 图 5.86 默认单位修改保存 5.5.9.9Modbus 功能代码 1.选择“详细设计”-“传感器”-“Modbus 功能代码”对应的下 拉框中,如下图 5.87 所示 图 5.87 Modbus 功能代码选择 - 61 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 2.选择需要修改的值,然后点击“应用”按钮,保存修改值。 图 5.88 Modbus 功能代码修改保存 5.5.9.10寄存器地址 1.选择“详细设计”-“传感器”-“寄存器地址”对应的下拉框中, 如下图 5.89 所示 图 5.89 寄存器地址选择 - 62 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 2.输入修改值,然后点击“应用”按钮,保存修改值。 图 5.90 寄存器地址修改保存 5.5.9.11寄存器数据类型 1.选择“详细设计”-“传感器”-“寄存器数据类型”对应的下拉 框中,如下图 5.91 所示 图 5.91 寄存器数据类型选择 - 63 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 2.选择需要修改的值,然后点击“应用”按钮,保存修改值。 图 5.92 寄存器数据类型修改保存 5.5.9.12缩放因子 1.选择“详细设计”-“传感器”-“缩放因子”对应的下拉框中, 如下图 5.93 所示 图 5.93 缩放因子选择 - 64 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 2.输入修改值,然后点击“应用”按钮,保存修改值。 图 5.94 缩放因子修改保存 5.5.9.13量程上限寄存器地址 1.选择“详细设计”-“传感器”-“量程上限寄存器地址”对应的 下拉框中,如下图 5.95 所示 图 5.95 量程上限寄存器地址选择 - 65 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 2.输入修改值,然后点击“应用”按钮,保存修改值。 图 5.96 量程上限寄存器地址保存 5.5.9.14量程下限寄存器地址 1.选择“详细设计”-“传感器”-“量程下限寄存器地址”对应的 下拉框中,如下图 5.97 所示 图 5.97 量程下限寄存器地址选择 - 66 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 2.输入修改值,然后点击“应用”按钮,保存修改值。 图 5.98 量程下限寄存器地址修改保存 - 67 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 步骤一、步骤一、将“操作模式”设定为“配置模式” 。参见 5.5.1 小节。 步骤二步骤二、设置“设备变量赋值”参数,设置设备变量与动态变量的 映射关系, 设备共有 6 个设备变量,可按需求映射到 4 个动态变量上。参见 5.5.5 小节。 步骤三步骤三、设置“MODBUS 通讯”参数根据具体通讯参数对 MODBUS 通讯参数进行配置。配置项包括地址,波特 率,数据位,CRC 校验方式,停止位等。参见 5.5.6 小节。 步骤四步骤四、设置“设备状态”参数。本步骤为可选步骤,如果 MODBUS 设备中有设备状态寄存器,则可以使用本步骤进 行配置,否则可以不配置。 “设备状态”参数包含 “寄存 器地址”和 “Bit 模式” ,其中“寄存器地址”表明了设备 状态的寄存器位置,而 “Bit 模式”表明使用了哪些状态 位,参数中每一位代表一个设备状态,使用则置 1,未使 用则置 0。参见 5.5.7 小节。 步骤五步骤五、设置“PV 量程” 参数包含 “PV 量程来源” , “PV 量 程操作模式”和“寄存器数据类型” 。其中 “PV 量程来源” 表明主变量量程是否来源于本地,如果来源于 MODBUS 设备,则“PV 量程操作模式”表明量程是否支持写操作, “寄存器数据类型”表明寄存器数据的类型。参见 5.5.8 小节。 步骤六步骤六、设置 MODBUS 相关的设备变量参数包括默认地址,设 备变量寄存器地址,数据类型设备变量缩放因子,量程上 六、六、快速配置快速配置 - 68 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 下限的寄存器地址等。参见 5.5.9 小节。 - 69 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 简单维护 序号现象原因排除方法 1输出电流为 0 a.电源故障 b.导线断路 a.修理电源 b.检查导线 2输出电流超限 MODBUS 设备与 电路板通讯故障 检查 MODBUS 通讯 3 电流固定为 4 mA 仪表处于多点模式在单机模式下更改从机地址 4仪表无法通讯 a.连接故障 b.多点模式 a.检查回路连线 b.进行网络检查 5 HART 通讯灯 不亮 a.无 HART 通讯 b.供电故障 c.内部故障 a.检查 HART 主机设备及 HART 调试解调器 b.检查供电电源及连接 c.联系技术支持 6 Modbus 通讯 灯不亮 a.未接从设备 b.从设备故障 c.内部故障 a.正确连接从设备 b.检查从设备及连接 c.联系技术支持 日常维护只限于清洁设备。 故障维修发现故障,请返厂维修。 七、七、维护维护 - 70 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 8.1 基本参数基本参数 测量对象Modbus RTU 从设备 电源6~42VDC 设备两端 总线协议二线制, (4~20)mAHART 负载电阻 0~1500 Ω(通常情况下) 230~1100 Ω(HART 通讯) 隔离电压Modbus 和 HART 总线接口,500 VAC 温度范围-40~85 ℃ 湿度范围5~95 RH 启动时间≤5 秒 更新时间0.2 秒 阻尼调整时间常数 0~32 秒 输出电流精度全温范围内最大误差不大于 50 μA 8.2 性能指标性能指标 电磁兼容 符合 GB/T 18268.1-2010测量、控制和实验室用 的电设备 电磁兼容性要求 第 1 部分通用要求中 工业场所的抗扰度要求 HART 端口测试方法采用 GB/T 18268.23-2010 测量、控制和实验室用的电设备 电磁兼容性要求 第 23 部分特殊要求 带集成或远程信号调理变送 器的试验配置、工作条件和性能判据 8.3 默认通讯参数默认通讯参数 从站地址1 波特率9600 数据位8 八、八、技术规格技术规格 - 71 – 联系人杨吉宇 电话13609872375 停止位1 校验EVEN CRC 校验低字节在前 8.4 支持支持 Modbus 功能码功能码 1读线圈状态 2读离散输入状态 3读保持寄存器值 4读输入寄存器值 5写线圈 16写多个寄存器值 72 中国科学院沈阳自动化研究所 沈阳中科博微自动化技术有限公司 Http//www.microcyber.cn 地址中国 沈阳 浑南新区文溯街 17-8 号 邮编110179 联系人杨吉宇 电话13609872375 传真0086-24-31217293 EMAILyang.jiyumicrocyber.cn

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