IOmod 8DI8DO Руководство пользователя. Протокол МЭК 60870-5-103

ВВЕДЕНИЕ

IOmod 8DI8DO это автономный контроллер цифровой входов по протоколам Modbus RTU или МЭК 60870-5-103 (протокол зависит от встроенного программного обеспечения). IOmod используется для промышленного применения, где используется цифровая сигнализация и необходима надежная связь. IOmod является идеальным решением для таких приложений, как сбор данных, управление, мониторинг процессов в удаленных местах. Данное руководство пользователя написано для версии микропрограммы протокола МЭК 60870-5-103.

ОСОБЕННОСТИ

ОПЕРАТИВНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

IOmod 16DI использует протокол Modbus RTU или МЭК 60870-5-103 для связи с ведущим устройством через интерфейс RS485. Протокол, используемый устройством, можно изменить, загрузив соответствующую прошивку. Настройки связи по умолчанию: 9600 бод, 8N1, адрес канала - 1.
Конфигурацию IOmod можно изменить через интерфейс USB с помощью терминальной консоли, например, PuTTY или аналогичной.


РАБОЧАЯ ИНФОРМАЦИЯ ПО МЭК 60870-5-103

Инициализация

IOmod использует стандартную схему связи МЭК-60870-5-103. Инициирование, управляющие сообщения и запросы инициируются ведущим (управляющая станция), а устройство IOmod (контролируемая станция) отвечает только на эти запросы. Поэтому первое сообщение должно быть отправлено мастером для начала / возобновления связи (RESET CU или LINK RESET FCB). На это сообщение отвечает IOmod с подтверждением (ACK), чтобы мастер мог продолжить отправку других сообщений, определенных протоколом МЭК-60870-5-103. Другие сообщения игнорируются до успешной инициализации

Опрос данных

Когда инициализация завершена, мастер может опрашивать устройство IOmod с запросами как класса 1, так и класса 2. Класс 2 используется при основных опросах циклических данных. Контролируемое устройство отвечает сообщением, содержащим флаг Access Demand, когда существуют спонтанные данные, и мастер затем отправляет запрос для класса 1. Затем IOmod отвечает сообщением с меткой времени.

При первом запросе класса 1 устройство IOmod всегда запрашивает запрос доступа на отправку строки идентификации. Однако, если есть спонтанные сообщения для отправки, они будут отправлены до строки идентификации. 

Контроль выходов

Для управления выходами устройства мастер (управляющая станция) отправляет команду, соответствующую протоколам МЭК-60870-5-103. Он должен содержать выходной адрес, который по умолчанию равен 128. Информационный номер представляет номер выхода, в то время как информационные элементы показывают информацию DPI о состоянии выхода: 1 - выкл, 2 - вкл, 0 - промежуточный и 3 - не используется (определяет ошибку). Успешная команда принята с положительным подтверждением. Отрицательное подтверждение возвращается, если выход уже установлен или другая команда для того же выхода уже выполняется и еще не завершена.

Входящие сообщения

Когда состояние входа изменяется, устройство IOmod фильтрует входные глюки через фильтры с настраиваемым пользователем временем фильтра. При прохождении фильтра устройство отправляет сообщение «Спонтанное» с «Типом функции» в качестве входного адреса (тип функции входа по умолчанию - 160) и «Информационный номер» в качестве номера входного контакта. Обратите внимание, что на спонтанные сообщения отвечает четырехбайтовая временная структура, не содержащая информацию о дате. Поэтому управляющая станция должна иметь возможность обрабатывать сигналы, отправленные до начала нового дня.

Синхронизация времени

Для запуска синхронизации времени между устройствами мастер должен отправить переменный кадр с кодом функции «Данные пользователя с ACK», тип ASDU «6» и причина передачи «8». Информационные элементы должны содержать 7-байтовую структуру времени.

В соответствии со спецификацией протокола МЭК-60870-5-103 синхронизация времени может быть завершена для нескольких устройств, использующих широковещательные сообщения. Он включен в прошивку МЭК-60870-5-103 начиная с версии 1.7.3. Для трансляции сообщения синхронизации времени адрес ссылки должен быть равен 255.

Общий опрос

Общий опрос (GI) инициируется мастером с переменным кадром, включая код функции «3» (пользовательские данные с ACK), тип ASDU «7» и причину передачи «9». Затем подчиненное устройство отвечает подтверждением (ACK). Мастер получает данные GI путем опроса с запросом класса 2, пока ведомый не передает «Конец GI» (причина передачи - «10»). Устройство IOmod отвечает сообщением с меткой времени, включая состояния DPI входов и выходов (выходы отправляются первыми). Выходные и входные номера обозначены «Информационный номер» в протоколе.

 

КОНФИГУРАЦИЯ УСТРОЙСТВА

Инверсия входов и выбор полярности

Когда требуется активная сигнализация низкого уровня, пользователь может настроить полярность входа. Когда внутренние подтягивающие резисторы включены, все входные состояния включены. Когда низкий уровень сигнала подключен к входу, состояние этого входа отключается. Если пользователь желает включить состояние входа, когда этот входной сигнал низкий, пользователь затем логически инвертирует входы. Все светодиодные индикаторы входа остаются неизменными (не инвертированы).

Группировка входов / выходов

Иногда два входа или выхода должны быть зафиксированы как один вход или выход DPI. Входы или выхода могут быть сгруппированы в пары по два. Только два соседние входа или выхода могут быть сгруппированы в пары, в то время как первый вход или выход в паре должен быть нечетным входом. При группировании второй вход или выход в паре больше не используется - все запросы к этому входу генерируют ошибку. Например - IN 1 (OUT1) и IN 2 (OUT2) могут быть сгруппированы, после этого IN 2 (OUT2) не используется; IN 2 (OUT2) и IN 3 (OUT3) не могут быть сгруппированы; IN 3 (OUT3) и IN 4 (OUT4) могут быть сгруппированы, но IN 4 (OUT4) не используется и т. д.

На рис. 3.1 показаны входы и выходы, не сгруппированные и управляемые независимо. В этом режиме, Общий опрос будет состоят из 8 входных и 8 выходных состояний. Обратите внимание на подключение + V IO и –V IO : когда COM подключен к отрицательному напряжению питания, входы управляются положительным напряжением.

image-1623928747090.pngРис. 3.1. Независимый контроль входов и выходов

В дополнение к этому, на рис. 3.2 показано, что 1-ый + 2-ой выходы и 3-ый + 4-ой входы сгруппированы в пару. Теперь общий опрос будет состоять из 7 состояний выходов (OUT2 будет отсутствовать) и из 7 состояний входов (IN4 будет отсутствовать). Цифры вводов и выходов в протоколе будет представлены как «Информационным номером». Здесь COM подключен к положительному напряжению источника питания, а входы контролируются отрицательным напряжением.

image-1623928810467.pngРис. 3.2. Контроль сгруппированных входов и выходов

 

Входной фильтр

Входной фильтр представляет собой простой фильтр сброса с вводом времени. Это время фильтра соответствует стабильному времени, которое должно достичь входное значение перед отправкой изменения состояния.

Время импульса на выходе

Пользователь может настроить выходы для импульсного управления - это означает, что выход будет включен в течение заданного времени. Когда это время истекает, выход отключается. Это полезно, когда используются импульсные реле переключения. Выходной импульс не зависит от опции группировки выходов и может использоваться как на сгруппированных, так и на не сгруппированных выходах. Когда выход сгруппирован, устройство будет разрешать выполнение только одной команды за раз - когда выход уже включен, на другие запросы «включения» будет дан ответ NACK. Если пользователь желает использовать запираемые выходы, время импульса на выходе устанавливается на 0.

На рис. 3.3 показан пример использования импульсного выхода. В этом примере входы и выходы сгруппированы, а время выходного импульса установлено равным 1 с. Когда пользователь посылает команду ВКЛ, то время импульса на OUT2 будет 1 с, и реле устанавливается. Это соединит НО контакт и IN2 включится (при условии, что он не инвертирован). Когда пользователь отправляет команду ОТКЛ, то OUT1 получит импульс, и реле сбрасывается, IN1 включиться.

image-1623928919349.pngРис. 3.3. Управление реле с импульсным выходом

Обнаружение выхода с помощью входов

Пользователь может обнаружить изменение выхода с помощью входов (пример показан на рис. 3.4).

image-1623928980251.pngРис. 3.4. Обнаружение выходов с обратной связью входа

Чтобы выяснить, включены ли реле, пользователь может подключить релейные выходы к входам IOmod (необходимо учитывать максимально допустимое напряжение). Когда реле включена, устройство отвечает сообщением по протоколу МЭК-60870-5-103 «Дистанционное управление». Если входы никогда не включаются или не выключаются, устройство отправит сообщение «Дистанционное управление» по истечении времени ожидания с текущими состояниями входа. Время ожидания настраивается пользователем как время Обратной Связи.

Настройка адресов

Адреса обратной связи устройств выхода, входа и выхода настраиваются. Эти адреса в протоколе МЭК 60870-5-103 рассматриваются как «Тип функции». Адрес выхода и адрес обратной связи по умолчанию 128. Входной адрес по умолчанию 160.

Устройство указывается в строке как «Ссылочный адрес», что по умолчанию равно 1.

 

ТЕСТИРОВАНИЕ С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ “THE VINCI“

Чтобы протестировать IOmod с настройками по умолчанию, пользователь подключает устройство через RS485 к мастеру МЭК 60870-5-103. Пример использования «The Vinci Expert» в качестве преобразователя последовательного интерфейса и адаптера для ПК с программным обеспечением «The Vinci». При открытии программного обеспечения «The Vinci» выберите МЭК 60870-5-103 - режим «Мастер». Начальные настройки - 9600 бод/с, скорость передачи данных; 8 данных, без проверки четности, 1 STOP бит. Нажмите Пуск, отправьте Синхронизация времени, Общий опрос и перейдите на вкладку «Статистика»: