1、大连华英中控科技有限公司DLHY- 4E数据采集前端1数据采集前端说 明书（ D L H Y - 4 E ）大连 华英中 控科技 有限公 司2 0 1 2 年 1 0 月大连华英中控科技有限公司DLHY- 4E数据采集前端2第一 章 概 述本手册是 DLHY-4E数据采集前端的使用说明 ， 该产品可以在不加中间环节的情况下直接实现和 DCS系统的通讯，目前已在国内各容量机组中有很多的应用 ，同时实现了和多家 DCS系统的直接通讯。1 、 D LHY-4E数据采集前端产品特点： 真正的双总线网络数据采集前端为双串口测量前端 ， 构成网络后两条总线可同时进行通讯而互不影响 ， 两条网络可采用不同的
2、波特率和协议 ， 也可同时连接到两个不同的系统 ，是真正的双总线网络。 开放性强由于采 用了现场总 线技术，我 公司的前端 具有很好的 开放性，通 讯协议是完全开放和公开的，非常易于和其它系统特别是 DCS进行联网。 现场显示和组态DLHY-4E数据采集前端本身都带有 LED指示 ， 用于指示前端的工作和通讯状态 ， 同时可配字符液晶显示 ， 用于显示测量和组态数据 ， 方便调试和维护 ， 并可进行现场组态。 网络冗余前端网络 提供的双网冗余 功能，是真正的冗 余接口，每台前 端的 CPU 内有两个可同 时工作的 UART，两条总 线可以同时并行 工作，极大的提高 了总线型网络的可靠性； 高抗
3、干扰能力和环境适应性前端 采用的平 衡差动传 输方式 及针对工 业现场环 境恶劣特 点而设 计的箱体结构，具有非常强的环境适应和抗干扰能力。环境温度为 -20 70 ， 防护等级为 IP56， 因此适用于锅炉顶部等温度环境比较恶劣的场所。2 、 D LHY-4E前端 MODBUS网络技术指标挂网主站数： 1 2 台前端 地址定义范围为： 1 255主站类型： DCS、工控机、兼容机等。挂网从站数（即一个网络内可挂接的前端数 ） ： 50 网络 拓扑结构 ：线性总线，距 离较长时在在两端 有终端器 ( 匹配电阻 ) ，短截线 0.3m，无分支传输介质：屏蔽双绞线通讯速率： 9.6k、 19.2k
4、、 38.4k、 115.2k可设定。大连华英中控科技有限公司DLHY- 4E数据采集前端3基本通讯距离 : 1.2km网络通讯方式：半双工异步通讯通讯物理层： RS485网络隔离度： 600V数据格式： 1 个起始位、 8 个数据位、一个停止位，无奇偶校验通讯协议： MODBUS协议 RTU方式通讯校验： CRC循环冗余校验3 、 D LHY-4E前端主要技术指标输入通道数 : 20 路三端子差分输入通道隔离电压 :400V(峰 - 峰值 )网络隔离电压： 600V通道开关 : 进口光电开关测量对象 : 直流电压、直流电流热电偶 :K、 E 、 S 、 T 、 EA-2热电阻 :Pt100、
5、 Cu50、 Cu100、 BA1、 BA2、 G53热电偶冷端补偿方式 : 自动 ( 环境温度 ) 补偿、恒温补偿、其它通道补偿热电阻测量方式： 3/2线制分辨率 : 16 位测量精度： 0.1级通道采样时间 :20mS/通道共模抑制比 :120dB串模抑制比 :70dB主要功能：热电阻、热电偶查表运算电流、电压信号线形、开方运算系统自检精度自校看门狗电路工作模式掉电保护LED状态指示 .现场显示和组态环境温度： -20 70相对湿度 95%供电电源： 165 250VAC防护等级： IP56大连华英中控科技有限公司DLHY- 4E数据采集前端4第二 章 前端 的结构与 安装1 、前端的外型
6、如下：图 1 前端外观2 、操作面板结构操作面板结构如 图 2 所示 ， 有 5 个功能按键和一 个 2 1 6 字符液晶显示屏 。“ S ” ：功能选择及确认键。“ ” 、 “ ” ：在测量状态改变显示通道，在设置状态用来修改参数。“ * ” ：用来打开和关闭液晶显示屏的背光。“ R ” ：前端复位键，该键按下，前端手动复位。大连华英中控科技有限公司DLHY- 4E数据采集前端5第三 章 前端 接线1 、 电源线接入前端的电源输入为交流 220V（每台前端的功耗不超过 5W） ，占用三个接线端子，依次为接地线、零线和火线，电源端子在前端上的位置见图 1 。在接入电源线时应注意其极性必须与端子
7、标示一一对应，即火线应接入标示为 “ L ” 的端子、零线应接入标示为 “ N ” 的端子、接地线应接入标示为 “ G ” 的端子。图 2 电源端子接线2 、通讯线图 3 前端间通讯线示意图3 、前端信号接线DLHY-4E数据采集前端 ， 具有较好的通用性 ， 可直接支持多种模拟信号的输入。输入方式为三端子差动输入，通道数为 20 路，端子配置如下：大连华英中控科技有限公司DLHY- 4E数据采集前端6图 4 DLHY-4E端子配置图中每个通道的 H 、 L 、 G 依次表示信号输入的正极、负极 1 和负极 2 。3 .1 直流电压的测量与接线图 5 电压测量接线H 端接被测信号正极， L 端
8、接信号负极， G 端与 L 端短接。3 .2 直流电流的测量与接线直流电流的测量是通过在被测电流回路中串入一标准电阻（ 200或 250 ） ，然后由前端测得该电阻上的电压 ， 再经过前端本身的函数运算功能 ， 将电压值转换为电流值得出的。图 6 电流输入接线3 .3 热电偶信号的测量与接线大连华英中控科技有限公司DLHY- 4E数据采集前端7图 7 热电偶测温接线图3 .4 三线制热电阻的测量与接线前端测量电阻的原理 ， 是通过在未知电阻上施加已知电流 ， 测量出电阻上的电压，通过运算得到被测电阻值。图 8 三线制热电阻测量接线对于热电阻的测量 ， 前端内均已制了若干线性化程序 ， 可接受的
9、热电阻型号大连华英中控科技有限公司DLHY- 4E数据采集前端8为 BA1、 BA2、 Pt100、 Cu50、 Cu100、 G53等。3 .5 两线制热电阻测量接线两线制电阻测量接线实际上是三线制接线的简化接线方式 ， 即当被测电阻阻值较大 ， 引线电阻引起的误差不足以影响测量精度时 ， 可将 、 G 端直接在接线端子处短接，以构成两线制热电阻测量接线方式。见图 17。图 9 两线制电阻测量接线对于较小的电阻 ， 如果引线电阻随温度变化所产生的 R 远远小于被测电阻值时 ， 也可采用两线制测量 ， 这时应首先用其它手段测量出引线的电阻 ， 在组态时予以输入，同样可得到实际电阻值或热电阻对应
10、的温度值。大连华英中控科技有限公司DLHY- 4E数据采集前端9第四 章 前 端 组 态通过前端的操作面板可以对智能前端组态 ， 包括修改前端地址 、 设置 RS485接口的通讯波特率 、 设置各通道的信号类型 、 设置热电偶的补偿方式以及采集结果的显示等。4 .1 操作面板结构操作面板结构如图 10 所示 ， 有 5 个功能按键和一个 2 16 字符液晶显示屏 。“ S ” ：功能选择及确认键。“ ” 、 “ ” ：在测量状态改变显示通道，在设置状态用来修改参数。“ * ” ：用来打开和关闭液晶显示屏的背光。“ R ” ：前端复位键，该键按下，前端手动复位。图 10 操作面板示意图4 .2
11、采集显示操作面板上电后处于待机状态，只有按 “ S ” 键后，面板结束待机状态，进入工作状态，首先显示 2 秒钟的出厂信息，如图 11 所示，出厂信息包括智能前端的生产年、月、日、出厂编号以及标准等级， 2 秒钟之后进入采集显示状态 ，如图 3 所示 。 操作面板在任何状态下 ， 超过 2 分钟没有按键操作 ， 自动进入待机状态，自动关闭显示屏。在采集显示状态下 ， 可以显示 21 个输入通道的采集数据 （ 包括一个 21 补偿S * RCH01: 0326.2CH02: 0426.9大连华英中控科技有限公司DLHY- 4E数据采集前端10通道 ） ，每屏显示 2 个通道数据，数据刷新时间为
12、1 秒，通过 “” 或 “” 键可以改变显示通道，每次上移或下移 2 个通道。图 11 出厂信息图 12 采集显示4 .3 密码输入在采集显示状态下，按 “ S ” 键，结束采集显示状态，进入参数设置状态，首先需要输入密码，如图 13 所示。所有参数设置功能，都必须通过密码验证，在图 4 所示的密码输入状态下 ， 按 “ ” 或 “ ” 键输入 0012密码 ， 然后按 “ S ”键确认，在密码正确的情况下进入图 5 所示的前端地址设置状态，密码错误时 ，继续要求密码输入。密码输入范围 099。图 13 密码输入4 .4 前端地址设置进入图 14 所示的前端地址设置状态后 ， 屏幕显示智能前端
13、的当前地址编号 ，通过 “ ” 或 “ ” 键修改地址编号 ， 然后按 “ S ” 键确认 ， 完成前端地址设置 ，进入图 6 所示的波特率设置状态，前端地址设置范围 163。P a s s word:0000CH01: 0326.1CH02: 0528.9F a c t Me s s a ge：201207030101大连华英中控科技有限公司DLHY- 4E数据采集前端11图 14 前端地址设置4 .5 波特率设置进入图 15 所示的波特率设置状态后 ， 屏幕显示当前的波特率参数 ， 通过 “ ”或 “” 键选择合适的波特率，按 “ S ” 键确认，完成波特率设置，进入图 7 所示通道 设置
14、状态。 波特率有三 种选择 9600/19200/38400，根据 系统需求， 选择正确的波特率。图 15 波特率设置4 .6 通道设置智能前端在使用前 ， 必须对所有 21 个通道 （ 包括一个补偿通道 ） 进行设置 ，通道设置按通道号分别设置，首先选择通道号，然后设置该通道的信号类型 ， 对与热电偶信号类型，还要设置冷端补偿。步骤 A ，通道选择进入通道设置状态后 ， 首先进入通道选择界面 ， 如图 7 所示 。 通过 “ ”或 “” 键输入欲设置的通道号，按 “ S ” 键确认，进入该通道的信号类型设置界面，如图 16 所示。Ba ud:09600Addre s s :0001大连华英中
15、控科技有限公司DLHY- 4E数据采集前端12图 16 通道选择步骤 B ，信号设置进入图 8 所示的信号类型界面后 ， 显示当前通道的信号类型 ， 通过 “ ”或 “” 键可以选择通道的信号类型，有 14 种信号类型可以选择。选择合适的信号类型后，按 “ S ” 键确认，完成信号类型设置，根据所设置信号类型的不同，将进入不同的设置界面： ，当设置的信号类型是热电偶时，进入冷端补偿设置界面。 ， 当设置的信号类型是非热电偶时 ， 返回到通道选择界面 ， 继续其他通道设置。图 17 信号类型设置步骤 C ，冷端补偿设置在信号类型设置时，若选择的信号类型是热电偶，按 “ S ” 确认时，进入该通道
16、的冷端温度补偿设置，如图 18 所示，通过 “” 或 “” 键可以设置该通道的冷端温度补偿，选择合适的补偿方式后，按 “ S ” 键确认，完成该通道冷端温度补偿设置 ， 返回 A 步骤 ， 继续选择其他通道的设置 。 有两种补偿方式： ， “ AUTO” 通过 21 通道补 偿， 21 通道使 用 Pt100测量前 端处的环境温度。 ， “ CH01CH20” 使用相应通道的测量值进行补偿。S e l e c t Channel :CH01I nput Si ngl:P t 100大连华英中控科技有限公司DLHY- 4E数据采集前端13图 18 冷端温度补偿设置步骤 D ，退出设置状态在通道设
17、置状态下，当通道选择超过 CH01CH21时，通道设置结束 ， 返回到采集显示状态，按下 “ R ” 键或无键盘操作 2 分钟后，退出通道设置，进入待机状态。4 .7 复位和错误显示在任何状态下，按 “ R ” 键后，系统复位，进入待机状态。当设置失败或系统工作异常时，显示图 19 所示的状态，该状态表示刚才的操作失败。可以从新操作，当出现多次操作失败时，智能前端可能出现故障。图 19 操作失败信息4 .8 重要提示：* 21 通道的信号类型，必须设置为 P t100；系统密码固定为 0012* 参数设置时，必须按 “ S ” 键确认后，才生效。* 修改 地址和 波特率 后，需 将前端 从新送
18、 电或按 “ R ” 键将 前端复 位后， 新参数才生效。S e t F a i l ureRe a pit Mode:CH01大连华英中控科技有限公司DLHY- 4E数据采集前端14第五 章 网络 连接及通 讯说明1 、通讯线接线MODBUS通讯总线为线性总线结构，即所有挂接在一个网络内的前端的 “ + ” 、“ - ” 端子通过通讯总线顺序相连，中间不能有分支。比如， A 网的通讯总线从 DCS侧连接到 1 号前端的 A 网通讯端子（通讯总线的 “ + ” 端接 “ A+” 、 负端接 “ A-” ） 、 然后再从端子处并接至 2 号前端的 A 网通讯端子 （ 即 1 号前端的 “ A+”
19、 和 2 号前端的 “ A+” 相连 、 1 号前端的 “ A-” 和 2 号前端的 “ A-” 相连 、 ） 、同样顺序连接至 3 号和后面的前端。B 网的接线方式和 A 网相同。常用的通 讯线介质为屏蔽 双绞线，线径 0.61mm,推荐采用 型号为 RVVP-20 .75的双绞线。下图为接线示意图（请在前端内部接线端子处将通讯线并接至下一台前端 ）2 、 与 D CS 系统接口2 .1 接口方式：通讯方式：半双工异步通讯网络冗余：双 MODBUS总线，可同时通讯接口型号： RS485/232接口通讯协议： ModBusRTU主从关系： DCS为主站，远程 I/O前端为从站通讯速率： 9.6
20、Kbps至 115.2Kbps可选数据格式：起始位 1/数据位 8/停止位 1/无奇偶校验2 .2 命令格式所有读前端数据的命令格式如下（括号中的 1B 表示 1 个字节 ） ：大连华英中控科技有限公司DLHY- 4E数据采集前端15设备地 址（ 1B） 、功能 码 (1B)、数据 起始地址高 字节（ 1B） 、数据 起始地址低字节 （ 1B） 、 欲读取数据个数高字节 （ 1B） 、 欲读取数据个数低字节 （ 1B） 、 CRC校验值低字节（ 1B） 、 CRC校验值高字节（ 1B） 。所有前端读取命令正常返回的数据格式如下：设备地 址 (1B)、功能 码 (1B)、字节 数 (1B) ( 欲读取 数据个数的 2 倍，即 每个数据两个字节 ) 、 数据 （ 字节数等于第三个数据值即字节数 ） 、 CRC校验 ( 低 ,1B)、CRC校验 ( 高， 1B)。名 称 : 大连 华英中 控科技 有限公 司地 址 : 大连 市沙河 口区福 佳新天 地广场 G - 1 9 1 0邮 编 : 1 1 6 0 2 1电 话 : 0 4 1 1 - 3 9 5 7 5 2 9 9 （总 机）传 真 : 0 4 1 1 - 3 9 5 7 5 2 6 6网 址 : w w w . d l h y z k . c o m
