FW351(B)标准信号输入卡为8路点点隔离的标准电压、电流信号输入卡,该卡件可调理的信号有标准II、III型电压信号和标准II、III型电流信号。卡件各采样通道之间采用了点点隔离的技术。卡件可按1:1冗余配置使用。
在采样III型信号时,FW351(B)具有断线检测功能,一旦检测到某一路断线,即上送当路的“断线”标志位。
卡件的前端面板有一组面板指示灯和一个按钮开关。指示灯用于指示卡件的工作状态;按钮开关用于卡件的热插拔,在插拔卡件前,先按住此按钮。卡件后端接有64脚的欧式插针,用于卡件的供电、与数据转发卡的数据交换以及模拟信号的输入等。
通过配套相应的端子板和配电模块,FW351(B)卡件具有对外配电功能,能提供点点隔离的配电电压。在提供配电功能的情况下,每一路通道均具有独立的输出短路保护功能。
接口特性:
FW351(B)卡件本身只接受电压信号,电流->电压转换是通过端子板上的一个250Ω精密电阻完成。
在处理电流信号时,现场变送器的电流信号先经过滤波处理,再经过250Ω精密电阻转换为电压信号后送到FW351(B)卡做采样处理。在处理电压信号时,不经过250Ω精密电阻,变送器的电压信号直接送给FW351(B)卡件做采样处理。
电压信号进入卡件后经通道开关电路、运算放大等处理后即送给A/D转换器进行采样,CPU定期对通道开关电路进行控制切换,以进行多通道的循环采样。A/D转换器和CPU之间的接口采用光电隔离技术处理,这样可以确保现场侧和控制侧的隔离。
当现场信号源需要控制系统提供配电电源时,须在端子板上配置相应的配电模块。
LED指示灯说明:
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LED指示灯 |
FAIL(红) |
RUN(绿) |
WORK(绿) |
COM(绿) |
POWER(绿) |
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状态/意义 |
卡件故障指示 |
卡件运行指示 |
工作/备用指示 |
数据通信指示 |
电源指示 |
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灭 |
正常 |
故障 |
备用 |
无通信 |
故障 |
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常量 |
故障 |
-- |
工作 |
组态错误 |
正常 |
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闪 |
复位 |
正常 |
切换 |
正常 |
-- |
跳线
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JP1 |
单卡 |
单卡配置 |
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冗余 |
冗余配置 |
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JP2 |
50ms |
卡件配置为50ms快速采样周期 |
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200ms |
卡件配置为200ms常规采样周期 |
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JP3,JP4,JP5,JP6 |
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用户无需设置 |
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J2 |
跳7-8 |
程序下载接口,下载时连接下载线。在正常工作中使用短路块连接7、8脚,其余引脚全部断开。 |
配套端子板:
FW351(B)标准信号输入卡在使用时必须与对应的端子板配合使用,端子板提供接线通道以及信号前级抗扰动处理。具体情况请参照对应端子板的详细介绍。选配标准如下:
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描 述 |
型号 |
备 注 |
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16路电流信号输入端子板 |
TB351-IU |
可配置两不冗余FW351(B)卡 |
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8路电流冗余信号输入端子板 |
TB351-IRU |
可配置两冗余FW351(B)卡 |
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16路电压信号输入端子板 |
TB351-VU |
可配置两不冗余FW351(B)卡 |
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8路电压冗余信号输入端子板 |
TB351-VRU |
可配置两冗余FW351(B)卡 |
性能指标:
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型号 |
FW351(B) |
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电源 |
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供电 |
5V电源 |
(5+0.3)VDC,Imax<150mA |
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24V电源 |
(24±0.7) VDC,Imax<10mA(不配电)
(24±0.7) VDC,Imax<200mA(内配电) |
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配电 |
配电电压 |
(24±1)V或(25.5±1)V(配置安全栅选择) |
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通道短路保护电流 |
(27±2)mA |
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技术指 |
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通道数 |
8路 |
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通道隔离方式 |
点点隔离 |
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隔离电压 |
现场侧与系统侧 |
500VAC,50Hz,60s |
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通道间 |
250VAC,50Hz,60s |
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扫描运行周期 |
抗工频 |
200ms |
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快速 |
50ms |
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信号类型 |
电压 |
(0~5)VDC、(1~5)VDC |
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电流 |
(0~10)mA、(4~20)mA 4 |
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精度 |
±0.1%FS |
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输入阻抗 |
电压 |
1MΩ |
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电流 |
250Ω |
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共模抑制比 |
100dB |
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串模抑制比 |
60dB |
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EMC指标 |
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抗电快速脉冲群干扰 |
1kV |
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抗浪涌冲击干扰 |
2kV |
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抗射频电磁波干扰 |
10V/m |
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抗静电放电干扰 |
空气放电8kV,接触放电6kV |
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工程应用说明:
应用注意事项:
当FW351(B)卡处于上电状态时,若需对其对应的DB25线进行插拔操作,应先将FW351(B)卡从机笼中拔出(确保其未带电),完成对应DB25线的插拔操作后,再将卡件插回机笼。
举例:
FW351(B)卡既可用于测量标准电压信号,也可用于测量标准电流信号。在工程应用中,对应不同的信号类型,有两处地方需要进行正确设置。分别为:工程组态时,在I/O通道参数设置中需要选择正确的信号类型和相匹配的端子板。
例如:现场仪表为变送器,该变送器自带电源,输出标准III型电流信号,卡件采用冗余工作方式。在工程应用中就应选用一块型号为TB351-IRU的端子板与此冗余卡件相匹配,I/O卡件组态时选中冗余工作方式,I/O点参数组态时选择信号类型为“电流(4~20)mA”。此外,卡件的JP1跳线跳“冗余”模式。
卡件故障分析处理:
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序号 |
故障特征 |
故障原因 |
排除方法 |
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1 |
COM灯灭 |
和数据转发卡无通信 |
检查数据转发卡 |
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2 |
FAIL灯长亮 |
卡件故障 |
卡件故障,请更换卡件 |
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3 |
COM灯长亮 |
组态卡件类型不一致 |
核对卡件类型是否正确,对I/O槽位重组态,编译后下载 |
CPAT信号必须组在回路中进行使用,回路的输出MV即PAT信号的阀位设定值。PAT组态和一般的I/O的组态没有太大的区别,依次为控制站组态、数据转发卡组态、I/O(卡件)组态和信号点组态。PAT信号点组态,我们可以通过图4来进行详细说明:
反馈类型:
电阻型和4~20mA电流反馈两种可选,这要根据具体的电动执行机构的反馈类型来选择。XP341现在只能采集电流反馈信号,但留出了测量电阻信号的接口,如要测电阻反馈信号需定做卡件。
死区大小:
最小单位是0.1%。如果设定太大,将影响控制精度;如果太小,会导致阀位发生振荡。用户应参考电动执行机构说明书中提供的特性参数死区(如没有死区说明可根据基本误差)进行死区大小预设定。
切换空隙:
最小值(也是缺省值)50ms,最大值100ms。由于电动执行机构具有正转和反转两组线圈,如果一组线圈通电之后截止,由于线圈中的电流不能突变,电流还要维持一段时间,此时如果立即给另一组线圈通电,将会给电机造成损伤,所以加上切换间隙,延时一段时间再给另一组线圈通电,以保护电机。
上下限幅:允许电动执行机构输出的最大和最小阀位值。
自定义控制算法设置:
PAT卡的正常运行需要“PAT342H”模块支持。操作步骤如下:
① 、PAT的I/O点组态后,点击“算法”进入“自定义算法设置”界面,如下图所示,在“图形编程”栏的文件名中填入文件名(自己定义;也可不填,由系统自动生成)后点击“编辑”按扭进入“图形编程”软件的编程界面。
②、在“图形编程”软件“新建程序段”中程序类型选择“功能块图”,段类型选择“程序”;然后在段名中填写程序段的名称,例如:“PATXP341”。描述栏中可填写对该程序段的功能描述,也可以不填。点击确定后进入程序编辑界面。
③、在“对象”栏中点击“功能块选择”进入“模块选择”窗口。
④、在模块选择的“辅助模块库”的输入处理中选中“PAT342H”。
⑤、对“PAT342H”模块的属性进行设置。
N——表示第几路PAT信号,例如“第一路”,则在连接栏中填“0”,N≤63。在同一控制站中,回路数最大为128,当PAT回路为64个时,其他回路最多为64个。
添加完所需要的“PAT342H”模块后在“编译”栏中选中“编译工程”。编译通过后,关闭图形编程软件,然后编译组态文件下载到相应的主控卡中。 PAT342H模块详细的使用方法请参阅<<图形编程软件用户说明书>>中的相应章节。
阈值En:由卡件、继电器、电动执行机构所构成系统的整体惯性;
阀位稳定时间Toff:也称为电动执行机构因惯性运动的时间;
最小动作步进Ton:能够使电动执行机构运动的最小脉冲长度;
最小动作步长Smin:在输出最小动作步进脉冲时电动执行机构阀位的改变量;
死区Dz(deadband):用户可以设定,死区一般是三到五倍的最小动作步长。
现在以一个具体的实例说明:现在实际阀位是50%,设定阀位Set是80%,如果设定阈值 En=5%,动作步进 Ton=30ms,稳定时间 Toff=400ms,死区Dz=1%,那么阀位在50%~75%这段范围内,卡件输出长增脉冲。当阀位达到75%时,卡件进行短脉冲步进控制,送出30ms的短脉冲,等待400ms再检测阀位,如果阀位小于79%则继续步进控制,如果到79%,控制达到了控制要求则停止输出。
手操步进Th是以0.1s为最小单位,当手操增减按钮被按下时,卡件将会输出Th时间长的脉冲。
操作按钮功能说明如下:
①、工作和停止 停止也即 “紧急制动按钮”,如果操作此按钮,将会截止所有输出。按下“工作”,卡件才进行正常的输出控制。
②、自动和手动 “自动”被按下卡件处于自动控制状态,按照图11的控制方案进行控制;并严格依据用户设定的参数(En、Dz、Ton、Toff)驱动电动执行机构,此时“手动增”和“手动减”将被屏蔽。 “手动”被按下卡件处于手动状态,此时可以操作“手动增”和“手动减”。
③、手动增和手动减 “手动增”被按下,卡件输出Th时间长的增脉冲;并在Th时间后自动复位(按钮自动弹起),停止增输出; “手动减”被按下,卡件输出Th时间长的减脉冲;并在Th时间后自动复位(按钮自动弹起),停止减输出。
④、启动自学习 如点击此按钮,卡件将立即启动自学习操作,在卡件自学习结束之后按钮将会自动复位。
⑤、学习参数和用户参数 如果想查看自学习参数(Dz、En、Ton、Toff),则点击“学习参数”读取按钮;如想对用户设定参数(Dz、En、Ton、Toff)进行设定或读取,则点击“用户参数”按钮。
其中①、②、⑤中的三对按钮,是相互关联按钮,一个被按下的同时,另一弹起。③中的一对按钮是相互制约按钮,要操作其中一个按钮,只有在另外一个按钮弹起之后才能够进行。 卡件初始上电处于“手动”的工作状态,用户可以看到监控画面上的这两个按钮处于被按下的状态,此时可以通过手动增减按钮控制卡件的输出。
自学习功能说明:
卡件上电的初始状态是处于手动状态,用户切换到自动状态时候必须确认的参数:最小动作步进Ton、阀位稳定时间Toff、死区Dz、阈值En、上极限和下极限。在手动和自动两种状态中,点击“启动自学习”按钮都可以启动自学习。
如果用户想切换到自动,再进行自学习则用户必须填写经验参数,否则在自学习结束之后,卡件会立即进行自动控制,如果参数的设定不当,极易发生意外情况。
在生产调试过程中的自学习,不影响正常的生产,因此建议用户在正式投产之前进行自学习操作。
将电动执行机构的信号线、控制线和卡件连接好之后,点击启动自学习按钮,卡件将会启动自学习。
自学习过程主要分两步进行:第一步是输出长驱动脉冲使电动执行机构达到匀速运动状态,阀位连续变化超过5%之后截断输出,并开始计时直到阀位稳定。累计时间即阀位的稳定时间,这段时间阀位变化的修正值则是电动执行机构的阈值。第二步是卡件输出10ms短脉冲判断阀位是否变化,如果没有变化则输出20ms的短脉冲,这样以10ms的步进递增,输出30ms、40ms、50ms ……的短脉冲;直到阀位有变化并记录下脉冲时间长度即最小动作步进,此时阀位变化的修正值就是电动执行死区。
如果卡件始终处于自学习状态,用户应该通过“停止”按钮终止自学习操作过程,同时检查接线和固态继电器以及电动执行机构的供电是否正常。
查阅自学习参数可以通过点击“学习参数”按钮,此时卡件将回送自学习参数。自学习参数仅是用户填写设定参数的一个参考,卡件工作所依据的参数是用户设定参数。
注意:为保证系统安全运行,不允许在正常的生产过程中进行自学习!!
故障分析与排除:
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序号 |
故障特征 |
故障原因 |
排除方法 |
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1 |
COM灯箱 |
和数据转发卡无通讯 |
检查数据转发卡 |
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2 |
FAIL灯快闪 |
卡件复位,CPU没有正常工作 |
重新插CPU,如仍不正常请更换卡件 |
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3 |
FAIL灯长亮 |
信号通道故障 |
信号通道故障,请更换卡件 |
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4 |
COM灯常亮 |
组态卡件类型不一致 |
核对卡件类型是否正确,对I/O槽位重组态,编译后下载 |