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WT301+智能前端使用说明

 


发布时间:2012年11月30日 11时9分
 

第一章  概述

WT301+智能前端是WT301的升级产品,在原有的基础上增加了液晶显示屏,现场修改各种参数和显示采集数据,方便用户使用,完全替代WT301系列的各种早期产品。

WT301+为20路模拟量采集前端,带有CAN现场总线接口,10公里直接通讯距离,为全钢壁挂结构,防尘、防水、防电磁干扰,适合分布式安装。

强抗干扰能力是该系列智能前端的最大特点,智能前端采用独特的软、硬件抗干扰措施,特别适合强干扰环境使用,尤其用于发电机线圈温度测量等强电磁干扰环境下,抗干扰性能更为出色,为众多工程解决了困扰多年的干扰难题。通常情况下,该系列智能前端的信号输入线不需要屏蔽。

输入通道采用双端差动输入。输入、电源、网络及通道之间电气隔离,有效抑制各类共模干扰,消除通道间的相互影响。每个通道的信号类型可以任意设置,都可用来采集各种类型热电偶、热电阻、电压、电流、毫伏等模拟量信号。

热电阻、热电偶输入有断路检测功能,采集结果为温度值,对热电偶输入自动进行冷端温度补偿。

智能前端具有自动校准、系统校准功能,随时修正由于环境温度变化引起的测量误差,保证智能前端在整个工作温度范围内的采集精度。

该系列智能前端主要用于热电偶温度采集、热电阻温度采集、0-5V电压信号采集、4-20mA电流信号采集等场合,尤其在分布式安装、强干扰环境及远距离通讯等场合更适合。

 

第二章  技术指标

通道数量:20路

信号类型:(每个通道独立组态)

热电偶:K、E、T、J、S、EA2

热电阻:pt100、Cu100、Cu50、G、Ba1、Ba2

  他:0~40mV,0~5V,4-20mA,0-10mA

    度:温度:±(0.1%FS+0.1)℃

其他:±0.1%FS

分 辨 率:20位A/D

采集周期:20路/ 1秒

通讯速率:4kbps、12kbps、24kbps

通讯协议:CAN2.0A协议

通讯介质:普通双绞线

通讯距离:10km(4kbps)

    离:网络1500V,通道400V

外型尺寸:如图1所示,210X210X65mm

    源:165VAC~265VAC/1瓦

    境:温度-20~70℃,湿度≤85% RH

          

 

第三章  网络通讯

WT300系列智能前端具有两个冗余的CAN总线通讯接口,通过H、L端子直接连接到CAN现场总线,通讯介质为普通双绞线,通讯波特率自适应,直接通讯距离达10公里。

    每个CAN总线网络中最多可以连接63个WT300系列智能前端,每个智能前端在网络中有唯一一个地址,网络的两个末端分别连接一个120欧姆的阻抗匹配电阻,CAN总线网络为总线拓扑型网络。

WT300系列智能前端的CAN总线网络为冗余网络,2条CAN总线网络独立存在,同时工作,自动识别网络故障,冗余过程自动进行,不需外界判断、处理。在简单的应用场合,可以使用单总线工作,工作方式自动识别,不需任何设置。

2为一般冗余网络系统,使用WT300的两个CAN通讯接口,分别构成两个CAN总线网络,分别连接至WT306的两个CAN通讯接口,WT306通过2个RS485接口与DCS通讯,两个CAN网络、两个RS485网络独立存在,同时工作,其中一个CAN或RS485出现故障,另一个CAN或RS485同样工作,保证系统可靠运行。

3为具有硬件冗余的网络系统,该系统使用两个WT306通讯控制器与DCS通讯,可靠性比图2的系统更高,一般用于发电厂等重要场合。

WT300系列智能前端的CAN总线网络为多主机网络,每个WT300智能前端都是一个主机,采集的数据自动向网络上发送,数据冲突按地址编号的优先级别自动仲裁,地址编号越小优先级别越高。即只要网络连接正确,WT300智能前端即可自动向网络上发送数据,不需任何网络设置、组态等工作。

WT300系列智能前端的“故障指示灯”可以指示网络通讯状态,若网络通讯正常,该指示灯熄灭,若网络通讯异常(网络异常、通讯失败),指示灯会间歇闪烁。

注意网络中没有WT306通讯控制器时,或WT306通讯控制器工作异常时,也视为网络异常,WT300智能前端同样指示网络失败信息。

WT306通讯控制器是个协议转换器,也是通讯数据缓冲器,又是网络冗余控制器。WT306有2个CAN总线接口,分别与2个冗余的CAN总线网络连接,自动接收各WT300智能前端发送的数据,存储在数据缓冲器中,同时WT306通讯控制器还有2个RS485通讯接口,负责与上位主机(DCS设备等)进行通讯,通讯协议为MODBUS协议。参见WT306通讯控制器的使用说明书。

注:每个CAN总线网络的屏蔽线应连接在一起,并连接至WT300的E接线端子上,最后选择一点连接大地;在CAN总线网络距离很长,通讯电缆有在户外的情况下,CAN总线网络容易遭受雷击,此时应将每个WT300处的网络屏蔽线分别连接大地(多点接地),可以有效防止雷击。

2 一般冗余网络系统

3 具有硬件冗余的网络系统

 

 

第四章  使用方法

4.1端子定义:

    4为WT301+智能前端的端子接线示意图。

A、N:        供电电源接线端子,A、N连接220VAC电源。

BUS1、BUS2:  2个冗余的CAN总线接口,可以构成2个冗余的CAN总线网络。

H、L、E:   CAN总线接口接线端子,使用时将H、L端分别与CAN网络的H、L端相连,CAN总线网络使用屏蔽双绞线连接,网络屏蔽线连接至每个WT301+的E端子上,整个网络选择一点将屏蔽线连接至大地。

A、B、C: 模拟输入通道接线端子,每个通道有三个接线端子,共有20个输入通道。

CH1CH20:   通道1至通道20。

接地:   WT301+接地端子,所有通道信号线的屏蔽线连接于此,最后可靠连接大地。

               
4.2智能前端的状态指示:

WT301+智能前端的LCD显示屏如图5所示:

               

5 WT301+显示屏结构

运行指示灯:指示通道扫描状态,正常以5Hz的频率闪烁,否则为异常状态。

故障指示灯:正常情况下,该指示灯不亮,当通讯异常时,该指示灯会间歇闪烁。

4.3电压、电流、毫伏输入:

WT301+的每个通道均可直接输入直流电压、直流电流和毫伏输入,输入范围分别为05V 、020mA 和040mV ,采集结果分别为050000、050000、040000,接线方式分别见图6、图7和图8。电流输入的通道,在A、B端子间需并联250欧姆精密采样电阻,将电流转换成05V电压,最后以电压方式采集,对应通道也设置为直流电压。

           

4.4三线制热电阻温度输入:

WT301+的每个通道均可以接受三线制热电阻温度输入,自动消除引线电阻误差,采集结果直接转换成实际温度值。接线方式见图9。

共有6种类型的热电阻可供选择,使用时相应通道需设置成对应的热电阻类型,通讯上传数据为10倍温度值,即数据单位为0.1℃。

注意:为消除导线电阻的误差,应尽量保证A、B、C三根导线的电阻相等(导线材质相同、长度相同、线径相同)。

针对工业现场的特殊情况,WT301+使用了特殊技术,允许热电阻元件接地,热电阻元件绝缘问题不影响采集精度。

4.5具有公共端的多路热电阻温度输入:

在某些特定的场合,热电阻引出线即非三线制也非两线制,而是具有公共端的两线制,每个热电阻只有一端有引线,另一端全部连接在一起引出一条线。此种情况按图11所示接线,通道设置时按“3线制”设置,使用方法与三线制完全相同,同样可以自动消除导线电阻的误差。

国产200MW发电机线圈温度、冷却水温度等场合经常遇到这种情况。

        

4.6热电偶温度输入:

WT301+的所有通道可以直接连接热电偶温度输入,采集结果直接转换成实际温度值。热电偶输入通道自动实现冷端温度补偿。接线方式见图12。

共有6种型号的热电偶可以选择,使用时相应通道需设置成对应的热电偶类型。通讯上传数据为10倍温度值,即数据单位为0.1℃。

       

4.7接地热电偶温度输入:

在某些应用场合,为测量某物体的表面温度,经常将热电偶的工作端直接焊接在物体表面,这种热电偶直接和大地连接,称做接地热电偶,通常温度采集设备在绝缘下降时采集精度已经受到影响,接地时将影响正常工作。

WT301+由于采用特殊的技术,接地热电偶同样可以采集,而且精度不受影响,与通常的热电偶使用方法相同。图13是接地热电偶输入接线图。

WT301+而言,热电阻、热电阻元件的绝缘问题不再影响采集精度。

注:所有模拟量信号线的屏蔽线应可靠连接大地;WT301+的机箱也必须可靠连接大地。

 

第五章  智能前端的设置

WT301+通过面板上的显示屏可以进行所有设置和数据显示,循环按“功能”键,系统会依次进入数据显示、密码输入、地址设置、波特率设置、分度设置等功能;在不同的功能状态下,按“参数”键可以修改相应的参数;在一定时间内不进行键盘操作,系统进入数据显示状态。

5.1数据显示:

上电后显示屏进入数据显示状态,每屏显示两个通道的数据,按“参数”键,下移2个通道,“Temp”为环境温度。如图15所示。

5.2密码输入:

进行任何参数设置,必须通过密码验证,在显示状态下按“功能”键,进入密码输入状态,如图16所示。通过“参数”

键输入密码“12”,按“功能”键确认,通过密码验证后,进入地址设置状态。

     

                           15  数据显示                           16  密码输入                      17  地址设置  

5.3地址设置:

每个WT301+在网络中必须有一个唯一地址,地址编号为163,使用时必须为每个WT301+设置地址。界面如图17所示,通过“参数”键选择地址(1~63),按“功能”键确认,完成地址设置,进入分度设置状态。

5.4分度设置:

界面如图18所示,通过“功能”键选择通道号,通过“参数”键,选择该通道的信号类型,完成1~20通道设置后,系统退出设置状态,进入数据显示状态。

5.5波特率设置:

在密码输入界面下,若输入密码“22”,则进入波特率设置界面,如图19所示,这是一个不需要经常操作的参数,故单独进入。通过“参数”键可以选择两种CAN波特率(12kbps、24kbps),一般的应用选择24kbps,用WT301+替代早期的个别产品时需要选择12kbps,按“功能”键确认,完成波特率设置,返回到数据显示状态。波特率改变后,智能前端需要从新上电。

 

       图18  分度设置                19  波特率设置

 




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