Tài liệu tham khảo - nhphuocdtcn ď baigiangXM

Tài liệu tham khảo - nhphuocdtcn ď baigiangXM tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tấ...

Trờng đại học bách khoa

Hà nội 2007- 2008

Giới thiệu tài liệu

0.1 Giới thiệu chung :

Tài liệu S800 I/O Modul mô tả chức năng của hệ thống I/O S800trong mạng PROFIBUS-DPV1

Chơng 1 giới thiệu ngắn gọn và tổng quát về cách nối cácmôdun vào ra S800 - I/O với giao diện CI801 và danh sách cácsản phẩm hiện có

Chơng 2 : Fieldbus Communication Interface CI801, mô tả

cách mà giao diện CI801 giao tiếp với PROFIBUS-DPV1 chủ vàcác đơn vị vào ra I/O unit, cùng với thông tin về tham số và sơ

đồ bộ nhớ của chúng Bạn đọc nên đọc kỹ toàn bộ chơng 2,

Fieldbus Communication Interface CI801 - Giao diện

Truyền thông Bus trờng CI801, trớc khi đọc các phần tiếptheo

Chơng 3 : I/O Module Data - Dữ liệu môdun I/O mô tả tham

số và bản đồ bộ nhớ của các môdun I/O

Chơng 4 : DVP1 Services, phần này mô tả các dich vụ của

DPV1 trong mạng truyền thông

Chơng 5 : HART Communication, mô tả phần cứng truyền

thông của AI845/AO845, và AI895/AO895

Phụ lục A : Ví dụ kết nối đa ra một ví dụ kết nối mô tả cáctham số và sơ đồ bộ nhớ

Phụ lục B: Các lệnh của HART AI895/AO895 hỗ trợ

Phụ lục C : Địa chỉ HART, mô tả chế độ định địa chỉcho AI845/AO845 và AI895/AO895.

Phụ lục D : Môdun cảnh báoI/O, giới thiệu các trạng thái cảnhbáo và thông tin trạng thái

0.2 Cách sử dụng các biểu tợng cảnh báo, an toàn

Tài liệu này cũng giới thiệu các thông tin, biểu tợng cảnh báo về

an toàn và các thông tin khác giúp cho ngời sử dụng

Những biểu tợng đợc giới thiệu và chú thích nh sau :

Cảnh báo về điện, chỉ ra nguy cơ cóthể gaqay nguyhiểmvề điện

Biểu tợng chú ý có thể gây tai nạn về điện

Biểu tợn cẩn thận

Biểu tợng cung cấp thông tin

Biểu tợng trợ giúp

0.3 Các từ kỹ thuật viết tắt :

Danh sách các từ viết tắt cần làm quen sử dụng trong tài liệu

CI801 Môdun giao diện truyền thông bus trờng

dùng để nối các môdun I/O S800 đến , mạngPROFIBUS-DPV1

Controller Bộ điều khiển

FCI Fieldbus Communication Interfacs

( Giao diện truyền thông bus trờng)

Fieldbus Bus trờng, mạng truyền thông nối các thiết

bị điều khiển và thiết bị phân tán tại hiệntrờng

GSD file File mô tả thiết bị, File chuẩn PROFIBUS

chứa các thông số PROFIBUS-DP, bản đồ bộnhớ, v.v

HART Highway Addressables Remode TreasducerI/O Station Tram FCI với các modun I/O

OSC Open Control System - Hệ điều khiển hởOPS Output Set as Predetermined

PNO PROFIBUS USER ORGANIZATION - Tổ chức sử

dụng PROFIBUS PROFIBUS-DPV1 Mạng thiết bị trờng

RTD Resistance Thermometer Detector

S800 I/O

0.4 Các tàiliệu liên quan

Danh sách các tài liệu liên quan cho trong bảng dới đây:

S800 I/O General Information

and Instalation User ' s Guide

Mô tả về lắp đặt và thông tincấu hình cho hệ thống S800I/O

S800 I/O Modules and

Termination Unit User ' s

Mô tả các Modun vào ra và các

đơn vị đầu cuối trong hệ

Guide S800 I/O.

S800 I/O Modules and

Termination Unit With Intrinsic

Safety User ' s Guide

Mô tả các Modun vào ra và các

đơn vị đầu cuối với giao diệnI.S trong hệ S800 I/O

Communication Interface for

PROFIBUS-DPV User ' s Guide

Mô tả PROFIBUS-DP PCI trong

điều khiển chủ, đều có thể sử dụng để vào số liệu yêucầu.

Để có thêm thông tin về phần cứng CI800 xem thêm tài liệuS800 I/O Fieldbus Communication Interface for PROFIBUS-DPVUser ' s Guide

Bảng sau giới thiệu quá trình phát triển

1.1 Bản thứ 2 của CI801 có thêm AI825, DI825

ở phía trên, và truyền tín hiệu ra, cùng giá trị tham số từ bộ

điều khiển cấp cao tới các môdun I/O S800 Gọi chung là tínhiệu vào và tín hiệu ra

Giao tiếp với trạm điều khiển giám sát ở cấp trên DPV1 chủ ) cần một vùng mạng PROFIBUS-DPV1, và giao tiếp vớicác modun vào ra I/O cần một vùng ModuleBus Một số thông sốnhận đợc từ bộ điều khiển là thông Số của chính FCI, còn sốkhác là thông số của các Môđun I/O hoặc các kênh riêng trongcác Môđun.

(PROFIBUS-Một trạm S800 - I/O bao gồm một khối FCI và 24 Môđun I/O đợcchia (lớnnhất ) thành 8 nhóm và nhóm nhiều nhất có thể chứa

12 Môdun Nhóm cơ bản (Cluster 0 ) bao gồm khối FCI vàMôdun I/O đợc gắn trực tiếp cùng nhau

Các nhóm còn lại từ Cluster 1 đến Cluster 7 đợc nối qua giaodiện Optical Modem , qua cáp quang đến cổng ghép nối củaFCI nh hình 2-1

Để hiểu kỹ hơn nên xem thêm tài liệu:

S800 I/O General Information and Instalation User ' s Guide,S800 I/O Modules and Termination Unit User ' s Guide, S800 I/OFieldbus Communication Interface for PROFIBUS-DPV User ' sGuide

Lu ý : Do hạn chế của PROFIBUS-DPV1 là không thể nối 24Môđun I/O cùng loại vào một FCI do đó cần xem thêm thông tin

về các hạn chế và cách tính số mô dun tối đa cho một CI801

Cluster 0 ( Base cluster)

Optical modem

12345678 Cluster 1

Optical modem

12345678 Cluster2

Another

Profibus

SlaveCluster thêm

2.2 TÝnh to¸n sè M«dun tèi ®a cho mét tr¹m CI801

§Ó tÝnh to¸n sè lîng Modun t¬ng tù vµ m«®un sè theo c¸c bíc sau:

H×nh 2-1 M¹ng PROFIBUS - DPV1 víi S800I/O

 TÝnh sè M«®un theo b¶ng 2-1

 TÝnh tæng sè cña ba cét sau :

o Sum User Parametre

o Sum Input Bytes

o Sum Output BytÐ

Outpu

t Bytes

Numb

er of Modules

SumUserParameters

Sum InputBytes

Sum Outpu

t Bytes

Hình 2-2 giới thiệu tổng quát về trao đổi dữ liệu giữa lớp ứngdụng và quá trình hiện tại.

Dữ liệu truyền gia Profibus-DPV1 là không đồng bộ Quá trình

đọc, ghi đợc thực hiện thờng xuyên từ, đến hai cổng nhớ

đệm của FCI Môđun data bit đợc quét ( đọc, ghi ) theo chu

kỳ tuỳ thuộc vào định dạng của môdun I/O

Trong mỗi vòng quét, tất cả các môdun số và 1/4 số môđun

t-ơng tự nhanh,1/10 số môđun tt-ơng tự chậm đợc quét Tức làcần 4chu kỳ quét để đọc hết các môđun analog nhanh, và 10chu kỳ quét để đọc hết các môdun analog chậm

Profibus-DP master

( Class1)

Fieldbus Communication Interface ( FCI)

Communication memory

Profibus-DPV1

Dữ liệu trao đổi với Profibus-DPV1 là chu kỳ và tuần hoàn với cả hai lệnh Writing - Ghi dữ liệu từ master tới FCI

và Reading- Đọc dữ liệu từ FCI tới Master

Giá trị vào, ra đ ợc ghi nhận nhanh nhất có thể ( tuỳ thuộc cài đặt) Tín hiệu

điều kiện đ ợc đặt th ờng trực

Giá trị vào, ra đ ợc ghi nhận nhanh nhất có thể ( tuỳ thuộc loại S800 I/O môđun)

ModuleBus

2.4 Vùng thông số

Vùng thông số trong CI801 đợc cho trong bảng 2-2, các thông sốnày định nghĩa chức năng của khối FCI và của mỗi môđun.Tham số Byte 1 đến 7 ( 7 hàng đầu trong bảng) là các tham

số chuẩn Profilbus-DP, thám số tiếp theo 8,9,10 là tham số củaDPV1 và các byte 11 đến 18 là Prm_Command dùng cài đặt

mở rộng Tiếp sau FCI tất cả các Môdun I/O đều đợc mô tảbằng cách tơng tự, Chỉ số định dạng (đọc đợc từ phần mềm),

vị trí trong mạng, và các thông số đặc biệt của mỗi môđun.Thông số Byte 19 và tiếp theo là vùng thông số ngời dùng(User_Prm_Data)

Bất cứ công cụ cài đặt cấu hình cho bộ điều khiển Mastercũng có thể sử dụng để lập trình hoặc thay đối các thông tin

yêu cầu File GSD của ABB Automation Technology Product là

dùng đợc cho CI801 FCI và S800 I/O môđun File GSD cung cấpcác giá trị mặc định ban đầu File này đợc viết dới dạng ASCII

và có thể đọc bằng bất kỳ phần mềm đọc text nào

Bảng 2- 8 CI801 Xác định giá trị động

2.7 Chuẩn đoán

Thông tin chẩn đoán ở trạm tớ đợc gửi tới máy chủ nh sự trả lờitrong dịch vụ Slave- Diag Dữ liệu truyền gồm 6 byte theochuẩn Profilbus-DP và phần thông tin mở rộng có tên làExt_Diag_Data Phần mở rộng này bao gồm 4 phần con là,chuẩn đoán liên quan đến thiết bị, chuẩn đoán phụ, chẩn

đoán nhận dạng, và chẩn đoán kênh

Bảng 2-9 Vùng chẩn đoán liên quan đến thiết bị trong Slav_Diag.res Message.

Bảng 2-10 Mô tả chuẩn đoán liên quan đến thiết bị

Bảng 2-11 Chuẩn đoán phụ.

Bảng 2-12 Chẩn đoán nhận dạng trong Slav-Diag.res Message Bảng 2-13 Vùng Chẩn đoán kênh trong Slav-Diag.res Message Bảng 2-14 Môdun type trongvùng chẩn đoán kênh

Bảng 2-15 Môdun type trongvùng chẩn đoán kênh

Bảng 2-16Chẩn đoán liên quan đến thiết bị trong vùng chẩn

đoán kênh.

Chơng 3 Môdun vào ra dữ

liệu

3.1 Định nghĩa chung về tham số

Tham số của mỗi Môdun I/O bao gồm họ tên, số hiệu và vị trícủa nó trong mạng PROFIBUS-DPV1 Theo đó có các byte dànhriêng cho các môdun Các thông số dặc biệt đợc liệt kê và địnhnghĩa riêng cho mỗi môđun đợc trình bày trong phần này.Các môdun I/O phụ có thể đợc đặt trong cluster 0.Vị trí củaMôdun I/O đợc định nghĩa theo bảng sau

Bảng 3-2 Mã hoá các giá trị analog của quá trình

3.3 AI801 Analog Input Module

3.4 AI810 Analog Input Module

3.5 AI820 Differential Analog Input Module

3.6 AI825 Galvanic Isolated Analog Input Module

…

…

3.41 ACS600 Standard Drive

Chơng 4 Các dịch vụ của DPV1

4.1 Dịch vụ DPV1

Với dịch vụ của DPV1 dữ liệu đợc đọc và gửi khôngtuần hoàn đến trạm tớ CI801 hỗ trợ 2 cách nối, chomaster cấp 1 và master cấp 2

Dịch vụ không tuần hoàn gồm 4 byte đầu và 84byte dữ liệu tiếp theo trong mode bình thờng và

251 byte trong mode Extended HART mode Các dich

vụ đọc dữ liệu DDLM_Read và ghi dữ liệuDDLM_Write đợc trình bày trong trang 157 đến162

Trong mode bình thờng 2 dịch vụ DPV1 đợc sử dụng

đồng thời, còn trong Extended HART mode chỉ sửdụng một

DDLM - READ ( Dịch vụ đọc dữ liệu ).

4.2.1 DDLM_READ Cấu trúc khung dữ liệu

Khung d÷ liÖu göi Tíi Slave :

DDLM serviceSlot NumberIndexLengthData BlockRead

= 0x5ED÷ liÖu tr¶ lêi tï Slave

4.2.1.3 Length

4.2.1.3 Length (n byte) là số byte dữ liệu đọc Nếu trả lời

có số byte nhở hơn thì lối đợc thông báo Nếu dữ liệu trảlời có số byte lớn hơn thì độ dài length đợc thay thế bằng

4.2.3 READ DP DIAGNOSTICS - Đọc chẩn đoán DP

Với dịch vụ READ DP DIAGNOSTICS có thể đọc đợc trạngthái của trạm, của FCI và của các môdun Xem trang 28Chẩn đoán

Byte 1 trong khối READ DP DIAGNOSTICS tơng tự nh byte

7 trong Diagnostic trong trang 28

Lu ý : 22 lỗi có thể đọc trong vùng chẩn đoán kênh

4.2.4 TATE - Đọc trạng thái

Với dich vụ READ STATE - trạng thái của môdun I/O có thể đọc

đợc

Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0

4.2.5 READ DINAMIC VALUE - đọc giá trị động

Với dịch vụ READ DINAMIC VALUE cho phép đọc giá trị vàtrạng thái các kênh của mỗi môdun I/O Xem thêm phần 3I/O Modun

Số byte đọc đợc tuỳ thuộc loại môđun:

 Đối với môđun I/O tơng tự, hai byte cho mỗi kênh.Byte thứ nhất là byte dữ liêu cao của một kênh, Bytethứ 2 là byte dữ liệu thấp

Byte cuối cùng đọc đợc là trạng thái của mỗi kênh.Kênh 1 - 8 đọc byte trạng thái 1,kênh 9 - 16 đọc bytetrạng thái 2 Bit thấp nhất trong byte trạng thái thểhiện trạng thái của kênh Ví dụ xem bảng 3.5 vềAI801

 Với môdun vào ra số mỗi byte cho 8 kênh Từ kênh 1

-8 đọc byte value chanel 1, từ kênh 9-16 đọc byte 2.Byte thứ nhất là giá trị của kênh 9-16, và byte thứ 2làgiá trị kênh 1-8

Byte cuối cùng đọc đợc là trạng thái của mỗi kênh.Kênh 1 - 8 đọc byte trạng thái 1,kênh 9 - 16 đọc bytetrạng thái 2 Bit thấp nhất trong byte trạng thái thểhiện trạng thái của kênh Ví dụ xem bảng 3.73 vềDI801

4.2.6 READ HW ID AND STATE

Với DPV1 dịch vụ READ HW ID AND STATE cho phép đọc trạngthái và các khai báo của FCI, và các Modun I/O

Với Byte 1 đến 3 xem READ HARDWARE ID trong trang160.

Byte 4 STATE xem READ STATE trang 159

4.2.7 READ HARWARE ID

Với dịch vụ DPV1 READ HARWARE ID cho phép đọc khai báophần cứng của các môdun I/O

Xem phần 3, I/O Mođun data cho mỗi môdun

Byte 1 họ môdun ( AI, AO, DI, DO…)

Byte 2 Số khai báo (DO814 = 14)

Byte 3 Mã sản xuất 1=PR:A , 2= PR:B

4.2.8 HARD READ

Xem phần 5, HART Communication

4.2.9 READ CHANGED DIAGNOSTICS

Dịch vụ READ CHANGED DIAGNOSTICS cho phép đọctrạng thái internal I/O Dịch vụ nàyđợc trợ giúp bằngmôđun : AI830, AI835, AI843, AI845, AO845

Dich vụ này đa ra một danh sách các trạng thái chẩn đoán

đã thay đổi từ lần đọc đầu tiên

Bảng 4.-2 Trạng thái chuẩn đoán

4.2.10 READ CURENT DIAGNOSTICS

Bit 31 Bit 30 Bit29-16 Bit15-0

Condition Class Statement

type (1)

Statêmnt Infor

Với DVP1 READ CURENT DIAGNOSTICS có thể đọc chẩn đoáncủa môdun I/O Dịch vụ này đợc thực hiện với môdun AI830,AI835, AI843, AI845, và AO845.

Dịch vụ này cho ra danh sách các chẩn đoán đã đúng Danhsách các chẩn đoán bắt đầu bằng 2 byte đặc biệt.Mỗi danhsách chẩn đoán đợc biểu diễn bằng 4byte nh trong bảng 4-2

4.3 DDLM_WRITE (dịch vụ Ghi )

4.3.1 DDLM_WRITE Structure Cấu trúc khung dữ liệu

DDLM serviceSlot NumberIndexLengthData BlockRead

= 0x5EDữ liệu trả lời tù Slave

B¶ng 4.3 DPV1 Write Services - C¸c hµm dÞch vô Writecña DPV1

4.3.2 WRITE ACKNOWLEDGE CHANNEL ERRORS

Víi dÞch vô DPV1 WRITE ACKNOWLEDGE CHANNEL ERRORS chophÐp ph¸t hiÖn M«dun lçi Sö dông víi m«dun DO815 vµ DO840.Data block 1 byte, "1" = x¸c nh©n

Kªnh duy nhÊt cã message 0x08 x¸c nhËn kªnh 8

the HART

Error Error Description

0xA0 Applicatio

n

Read Error

Service failed to read

0xA1 Applicatio

n

Write Error

Service failed to write

0xA9 Applicatio

n 0xB0 Access

Hình 5.1 giới thiệu hệ thống điển hình với các khối vào

ra I/O S800 với hỗ trợ HART Các khối và ra kết nối với FCIqua đờng dẫn Modulebus FCI là môdun chủ và cung cấptruyền thông bus trờng với bộ điều khiển Các môđunvào ra thể hiện giao diện quá trình hệ thống và một

điểm nút bắc cầu truyền thông giữa các thiết bị HART

và đờng truyền thông băt dầu từ một trạm kỹ thuật cócông cụ kết nối HART đang chạy

AI845/O845 và AI895/AO895 là các môdun 8 kênh,mỗi kênhtơng ứng với một vòng HART, kết nối một thiết bị HART tớikhối

5.2 Các chức năng

Trạm làm việc kỹ thuật HART

Configurati on

Output ModuleAO845/AO895

HART Instrument

8 kênh4-20mA

8 kênh4-20mAControl Network

Hinh 5-1 Kiến truc hệ thống

Giao tiếp HART trong CI801 dựa trên dịch vụ DDLM_WRITE vàDDLM_READ của PROFOBUS-DPV1 Dich vụ DDLM_WRITE vàDDLM_READ sử dụng index 0x30 ( xem bản 4.1 và bảng 4.2 )

để khai báo phần HART yêu cầu

Dich vụ DDLM_WRITE và DDLM_READ đợc giói thiệu ở trang 157

và trang 162 Cấu trúc dữ liệu khácc nhau tuỳ thuộc vào phầnHART nối đến khối AI845/AO845 (xem bảng trang 169), hoặckhối AI895/AO895 ( xem bảng trang 174) môdun I/O Kích thớclớn nhất của khung dữ liệu HART là 64 byte trong Mode bìnhthờng, và 227 byte trong Mode mở rộng

Chức năng HART trong AI845/AO845 và AI895/AO895 đợc thựchiện theo hai hớng :

 AI845/AO845 là HART chủ nối HART thiết bị với HARTloop

HART điều khiển có thể định địa chỉ cho HARTthiết bị

 AI895/AO895 là HART thiết bị chủ trong các mmôdunI/O có cha HART Theo đó nó có thể gửi địa chỉ củaHART điều khiển tới chính Môdun vào ra Chức nănglàm chủ mạng cho phép nối các HART thiết bị vàoHART hệ thống

HART có thể gửi HART instrument tới môdun vào ra

5.3 Giao tiếp

Dữ liệu trao đổi bâo gồm các yêu cầu ghi và đọc tới các khối vào ra thông qua PROFOBUS-DPV1 Hình 5-3 và hình 5-6 thể hiện chuỗi truyền thông của mỗi loại môdun vào ra CI801

có thể thực hiện tối đa 6 HART yêu cầu towis các khối vào ra khác nhau trong cùngmột thời điểm

5.4 Error Codes

5.5 AI845/AO845 HART Master - ( Xem tài liệu )

5.6 AI895/AO895 HART Master Device ( Xem tai liệu)

Phụ lục và tài liệu tham khảo

1 Sơ đồ tổng thể mạng nhà máy

2 Appendix A, B, C, D