DAS数据采集系统及与DCS的通讯

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IDCB-4C/4E直流模拟量测量前端 输入通道数: 16/20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、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: 30点/s 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 现场显示和组态（/Y型） 冗余RS485接口（/DR型）
IDCB网络性能指标
• 挂网主站数：１台 • 主站类型：工控机、兼容机、笔记本、便携机、DCS系统 的RS485/ 232接口模块。 • 挂网从站数（即一个网络内可挂接的前端数）：≤100 • 通讯速率：9.6k、19.2k、38.4k、115.2k可设定。 • 基本通讯距离: 1.2km（每加一中继器后可延长1.2km） • 网络通讯方式：半双工异步通讯 • 通讯物理层：RS485 • 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 • 传输介质：屏蔽双绞线
网络构成
• IDCB网络由测量前端、通讯电缆、 RS485接口卡、主机DCS系统组成。
单向网络配置
双向配置网络
前端与DCS系统的连接
• IDCB网络支持常规方式下通过上位机实现和DCS系统的 通讯 • 但常规的远程I/O和DCS系统的连接一般都要通过上位机 作为桥路，即增加了成本，又因多了一道环节而降低了实 际传输速度。 • IDCB系列前端由于采用了开放的接口和协议，可以实现 和DCS系统现场站的直接通讯，降低了成本，减少了环节， 并使实际传输速度得到了保证。 • 采用此种方式时，DCS即可以通过一台计算机实现和 IDCB前端的通讯，也可以通过现场现场站上的 RS485/232接口卡（或模块）实现，该卡（模块）定时采 集前端的数据并将其送入DCS系统的数据库中，以实现远 程I/O的测量结果在DCS系统中的数据共享。 • 当然，除了硬件的匹配外，还需要协议方面的一致。大多 数DCS厂商均可支持ModBus，可以和IDCB系统前端直接 通讯。
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• 冷端位于温槽中，采用恒温补偿方式(图15b)。 • 采用恒温补偿方式时，可设定范围是0~60℃。 • 冷端位于未知温度的非恒温接线箱中，应采用其它通道 补偿。 • 当热电偶的冷端接入一个非恒温的未知温度的接线箱时 （15c），必须使用本前端的另外一个模入通道对该接线 箱的温度进行实时测量，并以此测量结果作为热电偶的冷 端补偿。通常可使用热电阻完成接线箱内的温度测量。 • 例如：在网络中某IDCB-4C型前端2号模入接Ｅ型热电偶 测温，以6号模入的结果作为其冷端温度，6号模入接 Pt100型热电阻，其感温点放置在热电偶的冷端处。则2号 通道工作模式应设置为“E分度、6通道补偿”。关于热电 阻测温的接线方法参见下面的介绍。 • 为保证测量精度，热电阻和热电偶的冷端应接入同一个接 线箱内，且测量冷端温度的热电阻应尽量靠近热电偶的冷 端。
IDCB-1A电流量测量前端
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（200Ω）， 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。 该型号为10路3端子直流电流输入，其中每一路均可提供隔离的24V 变送器供电电源。对一个输入点而言，有三个接线端子，“V、H、L”， 其中V和L之间为24V电源，H和L之间是200欧姆取样电阻。
DAS数据采集系统及与DCS的通讯
• 系统简介 • 网络结构 • 上位机组态
简介
• 我厂#1到#4机组数据采集系统采用华东电 站自动化仪表厂IDCB智能数据采集网络系 统 ，该网络主要完成一些温度、料位、流 量等参数的监测与显示，大大减少了DCS 的工作负荷，同时也因为采集前端可以安 装在现场，从而降低了安装与平时维护检 修的工作量，节约了成本。
前端组态
• 设置状态显示及操作 • a. 进入设置状态后， 首先显示输入密码， 格式如下：
PASSWORD: 00000
b. 按“∧、∨”键输入 00012后按“S”键，将显示 本机地址：
Address： 001
此时，可按“∧、∨” 键修改地址
c. 再次按“S” 键，显示波特 率：
Baud： 9600
测量前端的分类
• • • • • • • • • IDCB-1A：10通道三端子电流量输入（每路自带配电器） IDCB-1C：30通道两端子模拟量输入 IDCB-4C：16通道三端子模拟量差分输入 IDCB-4E：20通道三端子模拟量差分输入 IDCB-2A：32通道开关量输入 IDCB-2B：16通道开关量输入+16通道继电器输出 IDCB-2C：24通道开关量输入+8通道继电器输出 IDCB-6A：8通道模拟量出 IDCB-7A：12通道三端子模拟量差分输入+8通道开关量 输入 • IDCB-7B：12通道三端子模拟量差分输入+8通道开关量 输出
前端主要技术指标
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • IDCB-1A电流量测量前端 该型号主要用于需要向变送器供电、又要对信号进行测量的场合。 输入通道数: 10路三端子输入 24V变送器供电电源：10路（全隔离） 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 输入信号类型: 0~10mA、4~20mA 分辨率: 16位 测量精度：0.1级 通道采样时间: 20点/s 共模抑制比:120dB 串模抑制比:70dB 主要功能：每一路均可提供单独的供电电源 系统自检 精度自校 看门狗电路 工作模式掉电保护 现场显示和组态（/Y型） 冗余RS485接口（/DR型）
IDCB-4C/4E模拟量测量前端
热电偶测温接线图
• 热电偶的测温是测量热电偶所产生的微弱温差电势。
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“IDCB-4X”型号的前端均可使用其Ｈ、Ｌ、Ｇ三个端子进行热电偶 测温，可接受的热电偶型号为Ｅ型、Ｋ型、S型、Ｔ型、ＥＡ－２型 五种。 与电压测量所不同的是，热电偶的测量结果是由前端进行了相应的冷 端补偿和线性化处理，并最终给出热电偶热结点处的温度值。因此， 热电偶测温时需要知道其冷端点处的温度，并以此温度对测量结果进 行补偿，冷端所处的位置决定其补偿方式。“IDCB”系列前端在测 量热电偶时，针对下面三种接线方式进行相应补偿： 冷端直接接于前端接线端子上,自动补偿 若热电偶的冷端直接接入前端，则应以接线端子处的温度，前端对这 个温度自动测量， 在这种接线方式下，热电偶必须直接接在前端的接线端子上，需要延 长距离时必须使用相应的补偿线。热电偶的信号正极接Ｈ端、负极接 Ｌ端，Ｇ端在接线端处与Ｌ端短接。当采用上述接线方式时，热电偶 的冷端是用前端内部提供的测温节点作为冷端补偿的，为保证测量精 度，前端接线端子处的温度场应是均匀的，即前端不应靠近热源或风 口。
d. 再次按“S”键， 进入通道设置状态： 首先提示选择通道：
Select Channel: 01
此时，可按“∧、∨”键设 定波特率 注：波特率更改后，必须重 新上电或复位后方能生效 对于具备模拟量输入功能的 前端，还可对通道属性进行 设置：
e. 可以按“∧、∨”键改 变通道地址，确认后按“S” 键， 可设置输入信号：
选定CCF卡
下载任务到 CCF卡中
功能图组态
分配通道
选定过程站 中要分配通 道的卡槽
选定通道
除以量程，转 换成百分比
数据处理过程
数据的处理： 从小DAS通讯过来的模拟量信号有两种可能： 1、测量值，比如温度。 传递过程：测量值乘以20倍（小DAS完成，原因是寄存器不能存小数点后数据）—— 传递到DCS后，除以20。恢复原来的值——除以100，因为我们的dcs逻辑数值的表示用百分比。 ——最后对量程的处理。 如：采集的数值为 A=X， 那么通讯到DCS数值就是 B=20X.. 还原并转换后的百分比为 C=B/2000 这个时候的量程是100，那假如你要量程300呢？ 那么100* C=300*D 那么 D=C/3 并在点设置那里设定点的量程。0~300
通过上位机与DCS通讯
所有测点根据所在位置的不同，连接至相应I/O柜的前端中，机内 前端的通讯线互连后，在连接至串行总线上，上位机周期性地读取所 有前端的数据，并进行处理和显示，在接收到DCS取数据的命令后， 立即将数据传送至DCS系统。
与DCS直接通讯
从配置图中可以看出，方式二省去了中间环节即上位机，采用的是冗余串行 总线直接连至DCS系统相应的RS485接口（或经232/485转换器后接至232 口）、通过MODBUS协议实现通讯的方式。该方式减少了中间环节，省掉了 部分设备，提高了系统的实时性和可靠性。
数据传递与处理过程
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同理，如果是150，那么D=C/1.5
2、传递过来的是4~20mA的电流信号，比如#1、#2炉粉仓粉位。
同样的设电流信号为 那么传递过来的信号时 还原数据 百分比后
A=X B=20X C=B/20. D=(C-4)/16.
然后在点设置那里设定点的量程。这时候的量程与就地相对应。
热电阻的测量与接线
“IDCB”系列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。
三线制（热）电阻测 量接线
两线制电阻测量接线 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Ｌ、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。
Input Singl:
Pt100
DCS 组态
选定CCF卡
建立任务
设定任务属性
1）Channel Type 这个类型的选择请看DCS说明书。有读16位，也有32位的，读32位是把小DAS 两个数据同时读取。然后再在DCS分离数据。逻辑：
2）Start Buffer 就是传递过来的数据从第几个寄存器开始存。比如图上是从57开始存。 3)Number of buffers 读取多少个数据。图上读10个。那么57~66个寄存器已经用。 4）bus id 这个要和现场的ID相对应，也就是读哪个小DAS。