【文章內(nèi)容簡介】 第三章 D200 I/O 模塊的功能連接及典型接線圖第一節(jié) D200 外設(shè) I/O 模塊共性 概述外設(shè)I/O 模塊由數(shù)據(jù)采集與運(yùn)算控制模塊WESDAC 邏輯板和終端接口模塊WESTERM 接線板兩部分組成。外設(shè)I/O 模塊面板（WESDAC 邏輯板）的共性特點(diǎn)Pmon；68HC11 型8 位微控制器（單片機(jī)）；MCU MHZ（D20C 則為3 MHZ）；存儲(chǔ)器，32KB EPROM（PmonA，S，K 或Pmon C），24KB SRAM，512KB EEPROM；7 個(gè)通用的LED 指示燈。外設(shè)外設(shè)I/O 模塊底板（WESTERM 接線板）上有2 個(gè)RS485 的HDLC 通訊鏈路口J1 和J2（鏈路速率250Kbps， second)，1 個(gè)RS232 維護(hù)口J3（Promaint）；8 個(gè)鏈路物理地址設(shè)定的跳線。 技術(shù)說明 PCOMMON 的公用架構(gòu)框圖1). PCOMMON 和PCOMMON CODE 的定義作用：A 板、S 板、K 板、C 板的外設(shè)模塊都有一個(gè)通用的部份，稱之為PCOMMON，并且還有一個(gè)專用于每種類型外設(shè)模塊的I/O 部份。該通用部份系由電源、一個(gè)微機(jī)塊和串行通信組件所組成，并且在物理上既是WESDAC 組件又是WESTERM 組件的一部份。外設(shè)I/O 模塊的PCOMMON CODE 公用程序很象D200ME 的BOOTROM CODE（引導(dǎo)程序），功用程序的管理功能功用與所有的外設(shè)單元，特別是通過通信的輸入和輸出，診斷口的輸入和對(duì)外的硬件的診斷檢查。公用程序被放在一個(gè)32K 的EPROM 中，在啟動(dòng)后一直保持活動(dòng)，不管基本應(yīng)用程序是否下裝到外設(shè)單元。也能響應(yīng)主機(jī)D200ME(D200M++)的通訊請(qǐng)求，此時(shí)外設(shè)板響應(yīng)到主機(jī)通訊格式只能用一種縮寫格式。公用程序包括以下程序，實(shí)時(shí)執(zhí)行程序，看門狗及復(fù)位程序，診斷程序，通信程序，公用程序接口，維護(hù)功能與監(jiān)控，程序庫資源。2). PCOMMON 的電源塊：PCOMMON 的電源是一個(gè)開關(guān)電源，其輸入電壓的范圍為20VDC 至60VDC 之間。該電源經(jīng)過開關(guān)組件的調(diào)壓；輸出+5 與177。12VDC。3). PCOMMON 的MCU/控制塊：該塊由編排外設(shè)模塊邏輯的全部元器件所組成。它包括微控制器（即單片機(jī)），時(shí)鐘與定時(shí)組件，地址緩存和其它有關(guān)電路。4). 串行網(wǎng)絡(luò)塊外設(shè)模塊的串行網(wǎng)絡(luò)組件， 鏈路接口的組件和Promaint 接口的組件。 PCOMMON 中MCU/控制部份的架構(gòu)框圖1). 68HC11 MCU 芯片: 包含基于微處理器的計(jì)算機(jī)中所見到的許多元器件。在芯片內(nèi)部有256 字節(jié)的RAM 和512 字節(jié)的EEPROM。里面還有看門狗系統(tǒng)一個(gè)，時(shí)鐘監(jiān)視器一個(gè)，實(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)一個(gè)以及維護(hù)接口基于驅(qū)動(dòng)一個(gè)RS232 所必要的元器件。2). 時(shí)鐘源: PCOMMON 的時(shí)鐘源U3 是一個(gè)8MHZ 振蕩器（D20 C 外設(shè)模塊的為12MHZ）。該鐘頻在MCU 內(nèi)被分頻至2MHZ（D20 C 則為3MHZ）。3). 地址緩存使PCOMMON 可以對(duì)模塊的地址進(jìn)行檢查，即可以將WESTERM 上用跨線器設(shè)置的硬件地址和MCU 內(nèi)存于EEPROM 內(nèi)的地址進(jìn)行比較。當(dāng)兩方地址相符時(shí)，該外設(shè)模塊就可以對(duì)D200M 系統(tǒng)作出響應(yīng)。4). MCU 外面的存貯器件: 是一個(gè)32KB 的單EPROM 和32KB*8 的RAM 芯片。此EPROM 稱為PCOMMON 芯片，它包含有操作系統(tǒng)和建立外設(shè)模塊所必要的程序。而RAM 芯片則用以存儲(chǔ)自主板下裝的組態(tài)數(shù)據(jù)和數(shù)字的輸入/輸出數(shù)據(jù)。5). 電源監(jiān)視器:由U9B，Q2 和VR2 所構(gòu)成，它監(jiān)視著+5 伏的電源輸出。 伏以下，監(jiān)視器將使復(fù)位信號(hào)線保持在低電位， 伏以上為止。 Pmon 電源電路1). Pmon WESTERM 的電源電路2). Pmon WESDAC 的電源電路3). WESDAC/WESTERM 的電源連接 接口，在DC1 與/或DC2 上的腳J1 與腳J2 上電源從WESTERM 傳遞到WESDAC，在那里通過兩個(gè)二極管所構(gòu)成的電源“或”電路，然后反過來又從DC OUT 接線上接到WESTERM 板。然后此電源經(jīng)過電感與電容的濾波，去除其高頻噪音，經(jīng)過熔絲保護(hù)再回送給WESDAC 板。進(jìn)入J1 的DC IN 腳，它又饋送到外設(shè)模塊之電源。注意：電源輸入也送電給兩個(gè)在WESDAC 上的光耦開關(guān)，于是也就點(diǎn)亮了那個(gè)DS1“電源上電”的指示燈。注意，這個(gè)LED 燈的電壓接在電源熔絲之前。目前，用光耦開關(guān)對(duì)MCU 的供電尚未被外設(shè)模塊的軟件所采用。 串行通信1). Pmon Promaint 電路Promaint 維護(hù)接口：MCU 的串行通信接口（或SCI）從驅(qū)動(dòng)器U9a 和U15a 通過J1 接到WESTERM DB9 的接插件J3。在TX 與RX 腳上所提供的電容器使高頻傍路。若一個(gè)調(diào)制解調(diào)器需要電源，可通過端口有12VDC 可用。（Promaint 的接口常被作為Wesmaint）2). Pmon HDLC 鏈路通訊接口的電路 HDLC 鏈路通訊接口:MCU 與HDLC 通信控制器之間的通信系通過數(shù)據(jù)總線D0D7，而對(duì)控制器功能的訪問則用A0A3 腳。250K 網(wǎng)絡(luò)端口由HDLC 協(xié)議控制器，曼徹斯特編碼/解碼器電路（EPLD US 的一部份），RS485 收發(fā)信器和一個(gè)線路耦合變壓器所構(gòu)成。信號(hào)燈DS3 和DS4 顯示連接于RS485收/發(fā)信器和曼徹斯特編者按碼器的線路上的收發(fā)信活動(dòng)。T2 的輸入/輸出通過接插件P1 連接于WESTERM 的接插件J1 與J2。 副（Secondary）鏈路。 鏈路也可以連接到WESTERM 的J1 和J2 I/O 模塊邏輯板上7 個(gè)通用的LED 指示燈所有的外設(shè)模塊都有七個(gè)LED 燈裝在前面板上，名之為DS1 至DS7。以下的表格中簡述了每個(gè)LED 的作用。注意： 2(TX2 和RX2)，在安裝了選用的子板時(shí)，才有作用。 I/O 模塊接線端子板上的8 個(gè)D200 鏈路物理地址設(shè)定的跳線使用WESTERM 板上可選用的8 個(gè)Z1 跨線，為每塊外設(shè)模板必需設(shè)定一個(gè)唯一的地址。八根跨線中的高7 位用于編址，而最低位則用作偶校位。Bit2 至Bit8 可提供1 至127 的地址。偶校位則用保證地址編碼器的跨線數(shù)為偶數(shù)，用16 進(jìn)制讀此全8 位地址。表11 跳線示例（7 個(gè)高位用于板的選址）第二節(jié) D20 A 板 A 板的作用A 板直流模擬量輸入板，亦為遙測板（Anolog Input），用于采集現(xiàn)場有功、無功、電壓、電流、溫度、檔位、壓力等變送器直流模擬量輸出。 A 板的性能參數(shù) 概述A 板由接線端子板（WESTERM）和邏輯板（WESDAC）組成，每塊A 板具有32 個(gè)AI 測點(diǎn)通道。是以一個(gè)8 位的微處理器來設(shè)計(jì)，它具有固體多路開關(guān)，可編程的放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和一個(gè)高精度的基準(zhǔn)體系等組成，基準(zhǔn)體系用以優(yōu)化采集速度、分辨率和線性度。 技術(shù)特點(diǎn)32 路雙極或單極性輸入，使用可編程放大器作為超程變送器增益調(diào)整輸入，自動(dòng)校準(zhǔn)、補(bǔ)償，而無需人力調(diào)整，保證精度和溫度的穩(wěn)定性，可選用數(shù)字式模數(shù)量程，以便支持每一個(gè)點(diǎn)的單極偏差點(diǎn)和全程值輸入。 技術(shù)指標(biāo)：8位Motorola 68HC11 CPU2MHz CPU時(shí)鐘內(nèi)存 (標(biāo)準(zhǔn))32K EPROM24K static RAM512 bytes EEPROM32個(gè)輸入點(diǎn)（標(biāo)準(zhǔn)）電壓型177。5VDC電流型4~20mA輸入阻抗：44MΩ，177。5%(VDC)精度：177。%(電壓)；177。%(電流)溫度系數(shù)：177。10ppm / ℃分辨率：14位177。1位符號(hào)位轉(zhuǎn)換速度(32個(gè)輸入)550ms@60Hz656ms@50Hz額定最大電壓：177。35VDC額定過壓：200Vpp177。5V，輸入共模對(duì)地（50/60Hz）共模抑制比：100dB 1V95dB 5V90dB 10V常規(guī)抑制比(50/60Hz)，60dB額定絕緣1000VDC2個(gè)D200 HDLC通信鏈路口9600波特的RS232維護(hù)口D20 A板尺寸：19 X X LED顯示 技術(shù)說明WESDAC D20A 模擬量輸入的外設(shè)模塊能夠管理32 (PGA)可以使任何輸入上的+/，+/ 和+/10V 都能達(dá)到滿量程的刻度。在32 路外部輸入以外，還為自動(dòng)校零和自動(dòng)定標(biāo)（校準(zhǔn)）功能提供七個(gè)內(nèi)部基準(zhǔn)電壓。這樣就使模塊的準(zhǔn)確度與溫度穩(wěn)定度等于內(nèi)部基準(zhǔn)電壓的確度與穩(wěn)定度。還有第八個(gè)輸入用于WESTERMD20A 上的溫度傳感器。WESDAC D20A 模塊由前節(jié)所述的通用部份和模擬輸入部份所組成。32 路模擬量電壓從WESTERM D20A 模塊送到WESDAC D20A 模塊，并被變標(biāo)至小于+/10V?？驁D中的垂直虛線就表示這一分界線。電壓出現(xiàn)在模擬輸入多路器的輸入端。這個(gè)多路器組件由5個(gè)8 路差動(dòng)輸入多路器所組成。外部輸入由前四個(gè)多路器作多路的選通，而第五個(gè)多路器則用以掃描模擬量的基準(zhǔn)電壓和溫度傳感器。全部輸入在550ms（用以60HZ 時(shí)）內(nèi)掃描一次，并且它們的電壓被按順序地送入增益可編程的方大器（PGA）之輸入端。在對(duì)各個(gè)輸入掃描的同時(shí)，如屬需要，PPI 也送信號(hào)給PGA 去調(diào)節(jié)電壓，向模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供+/5V 的標(biāo)準(zhǔn)輸入。， ，使WESDAC D20A 個(gè)別點(diǎn)的輸入量程可能以是+/1V，+/5V 或+/10V。將來自PGA 的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字值是由VFC（電壓頻率轉(zhuǎn)換器）實(shí)現(xiàn)的。PGA 的輸出，177。200μA，由來自VFC 的250μA 附加的基準(zhǔn)電流所偏置，得出+50 至+450μA 的全量程范圍。VFC收到此電流輸入則產(chǎn)生與5KHZ 至45KHZ 的輸出。下面的表展示了VFC 輸入/輸出的轉(zhuǎn)移特性。表中數(shù)字化的模擬量粗值是由“脈沖位置分辨電路”（PPR），“整步”門電路（SYNC），“可編程的定時(shí)器模塊”（PTU）和MCU 所產(chǎn)生的。來自VFC 的頻率變化的脈沖串被送入PPR，在那里輸入的脈沖被用以控制遞增/遞減計(jì)數(shù)器的門電路。PPR 所標(biāo)度好的輸出被送入一個(gè)光電隔離器，并傳送至SYNC 電路U42B。對(duì)輸出頻率采樣的Gate（門）（對(duì)于50HZ ）。門信號(hào)的周期對(duì)電網(wǎng)周期的整步使常態(tài)抑制比（NMR）達(dá)到45dB。SYNC 電路門控制輸出的間隔時(shí)間（按：應(yīng)是開門時(shí)間）由PTM（U18 計(jì)數(shù)），并將計(jì)數(shù)的結(jié)果交給MCU。然后將這個(gè)計(jì)數(shù)值被處理又被乘以一個(gè)因數(shù)，從而得到一個(gè)開門周期中的14 位的數(shù)字粗值。 A 板的跳線 通過跳線設(shè)置A 板在HDLC 鏈路中的地址使用WESTERM 板上可選用的8 個(gè)Z1 跨線，為每塊外設(shè)模板必需設(shè)定一個(gè)唯一的地址。八根跨線中的高7 位用于編址，而最低位則用作偶校位。Bit2 至Bit8 可提供1 至127 的地址。偶校位則用保證地址編碼器的跨線數(shù)為偶數(shù)，用16 進(jìn)制讀此全8 位地址。表11 跳線示例（7 個(gè)高位用于板的選址） A 板的指示燈 A 板的運(yùn)行狀態(tài)指示燈（7 個(gè)LED 燈）裝在前面板（WESDAC 板）上，分為DS1 至DS7。注意：信號(hào)燈TX2 和RX2，在安裝了選用的子板時(shí)，才有作用下表中簡述了每個(gè)LED 的作用。 A 板的外回路的連接方式及標(biāo)準(zhǔn)接線圖 A 板 WESTERM 板輸入電路（外部兩線回路把電壓或者電流引入端子接線板）WESDAC D20A 單元的全部接線都是在WESTERM D20A 終端模塊上落腳的。多達(dá)32 路模式輸入可以接到壓接式端子板TB1 上，或者采用WESTERM D20AD 變型板而接在DB25 接插件上。電壓輸入范圍當(dāng)前可接受的為177。1，5 劃10V 單極性或雙極性的滿程值。電流輸入則由輸入適配器上的分流電阻所采樣，因此幾乎對(duì)任何常用的電流量程都能支持。現(xiàn)場儀表變送器的環(huán)路電壓可以在任何獨(dú)立的輸入上提供。電壓源可以由WESDAC D20A 的電源輸入，也可以由外電源提供。 A 板調(diào)試步驟(1). 檢查I/O 模塊的Pmon 版本和主板版本是否匹配，如主板為ccu 版本，那么Pmon 版本（C 板為Pmon2 ）， 版本，那么Pmon 版本（C ）。(2). 遙測板是用做現(xiàn)場模擬量輸入，每塊遙測板有32 路模擬量輸入，模擬量輸入的類型分電壓型（0~5V）和電流型（4~20mA）二種，20mA 的適配器除了有電容外，還有一個(gè)250 歐姆精密電阻。(3). 一般不必初始化（運(yùn)行不正常進(jìn)行初始化，步驟見C 板調(diào)試）。(4). 測試: 每個(gè)模擬量配到端子上有兩根線，接上信號(hào)發(fā)生器對(duì)每路模擬量進(jìn)行測試。在Config Pro 的Terminal Emulator 中的主菜單1—3 中可看到所測點(diǎn)的實(shí)際數(shù)值，RTU 測得模擬量的滿值是32767，%第三節(jié) D20 S 板 S 板的作用S 板開關(guān)量輸入板，亦為遙信板（Digital Input），用于采集現(xiàn)場斷路器、隔離刀閘、接地刀閘分合位置等的狀態(tài)及保護(hù)、運(yùn)行反饋信號(hào)。 S 板的性能參數(shù) 概述S板由接線端子板（WESTERM）和邏輯板（WESDAC）組成，每塊S板具有64個(gè)DI測點(diǎn)通道。S板收集處理及向上報(bào)告各種開關(guān)接點(diǎn)信息，它包括一個(gè)8位CPU芯片，它可接入64個(gè)狀態(tài)量輸入，所有數(shù)字量輸入都是光電隔離，并分成8個(gè)一組，每組共用一個(gè)公共端或者一外接輸入電源。S板掃描、處理接點(diǎn)輸入信號(hào)以監(jiān)視設(shè)備的狀態(tài)和條件，以及測量它的狀態(tài)的改變。 技術(shù)特點(diǎn)具有高可靠性能和靈活性：每個(gè)輸入點(diǎn)可以組態(tài)成各種各樣的輸入類型，例如狀態(tài)、SOE或者脈沖累加、BCD碼，具有防抖動(dòng)的功能；防抖動(dòng)濾波可以防止不期望或者誤動(dòng)的接點(diǎn)跳動(dòng)報(bào)告到主站，狀態(tài)變化時(shí)標(biāo)（SOE），其分辨率為1ms；SOE狀態(tài)及時(shí)標(biāo)被放入FIFO（先進(jìn)先出）緩存