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1、 HOLLiAS MACS -K 系列模块系列模块 K-AO01 8 通道模拟量输出模块使用说明书 K-AO01 8 通道模拟量输出模块使用说明书 2014 年年 5 月月 B 版版 和利时公司版权所有 II HOLLiAS MAC-K 系列手册系列手册- K-AO01 8 通道模拟量输出模块通道模拟量输出模块 重要信息重要信息 危险图标：表示存在风险，可能会导致人身伤害或设备损坏件。 警告图标：表示存在风险，可能会导致安全隐患。 提示图标：表示操作建议，例如，如何设定你的工程或者如何使用特定的功能。 和利时公司版权所有 I 目目 录录 1. 概述概述 . 1 2. 接口说明接口说明 . 3
2、2.1 模块单元示意图模块单元示意图 . 3 2.2 现场信号接线说明现场信号接线说明 . 4 2.3 模块地址跳线模块地址跳线 . 7 2.4 模块的防混淆设计模块的防混淆设计 . 7 2.5 IO-BUS . 7 3. 状态灯说明状态灯说明 . 7 4. 其他特殊功能说明其他特殊功能说明 . 9 4.1 抗抗 AC220V 功能 功能 9 4.2 诊断功能诊断功能 . 9 4.3 输出故障安全输出故障安全 . 10 4.4 冗余功能冗余功能 . 11 5. 工程应用工程应用 . 12 5.1 底座选型说明底座选型说明 . 12 5.2 应用注意事项应用注意事项 . 13 6. 尺寸图尺寸图
3、 . 14 7. 技术指标技术指标 . 14 K-AO01 8通道模拟量电流输出模块使用说明书 B 修订日期2014-4-30 和利时公司版权所有 第 1 页 共 15 页 K-AO01 8 通道模拟量输出模块通道模拟量输出模块 1.1. 概述 概述 K-AO01 为 K 系列硬件 8 通道模拟量通道隔离输出模块， 最大输出范围 022.7mA 模拟信号 （默 认出厂量程 420mA） 。 K-AO01 可按 1：1 冗余配置使用，实现冗余 AO 输出，最大增加系统的可用性。 K-AO01 模块具备强大的过流过压保护功能，误接30VDC 和过电流都不会损坏。同时，配合 增强型底座还可以做到现场
4、误接 AC220V 不损坏。 K-AO01 模块具备完善故障硬件诊断功能， 面板设计有丰富的 LED 指示灯， 除可显示模块电源、 故障、通讯信息外，每个通道也有指示灯，可以方便指示各通道的诊断信息。 K-AO01 模块每个输出通道单独进行故障输出组态，可在主控模块通讯中断或发生通道输出故 障时，保持上一拍数据或输出预设安全值，以适应不同的现场需求。 如图 1-1(a), (b), (c)所示，分别为模块非冗余配置和冗余配置的外观结构图。 K-AO01 8通道模拟量电流输出模块使用说明书 B 修订日期2014-4-30 和利时公司版权所有 第 2 页 共 15 页 （a） 非冗余接线端子底座
5、（b）非冗余DB37底座（c）冗余底座 （a） 非冗余接线端子底座 （b）非冗余DB37底座（c）冗余底座 图 1-1 K-AO01 模块非冗余底座和冗余底座示意图 完整的模块单元在系统机柜中的安装位置如图 1-2 所示。 K-AO01 8通道模拟量电流输出模块使用说明书 B 修订日期2014-4-30 和利时公司版权所有 第 3 页 共 15 页 机柜正面 K-AO01模块 （安装在K-DOT01底座上） K-AO01模块 （安装在K-DOT01底座上） 图 1-2 模块单元安装位置图 2.2. 接口说明 接口说明 2.1 模块单元示意图模块单元示意图 K-AO01 模块是否能正常通信、能正
6、常处理数据，都跟模块接口有直接的联系。如图 2-1 所示 为 K-AO01 模块的外观接口示意图，图 2-1 中包括 IO-BUS 接口插头、现场信号接线端子、模块地 址设置开关和保险丝仓，下面将分别介绍各接口。 K-AO01 8通道模拟量电流输出模块使用说明书 B 修订日期2014-4-30 和利时公司版权所有 第 4 页 共 15 页 1 3 2 1 1 1 4 7 5 6 1. DB37电缆接口 （可以是接线端子） 2. 辅助电源接线端子 3. 模块地址设置仓 4. IO-BUS A 5. IO-BUS B 6. K-AO01模块 7. 保险丝仓 1 3 2 1 1 1 4 7 5 6
7、1. DB37电缆接口 （可以是接线端子） 2. 辅助电源接线端子 3. 模块地址设置仓 4. IO-BUS A 5. IO-BUS B 6. K-AO01模块 7. 保险丝仓 图 2-1 K-AO01 模块外观接口图 2.2 现场信号接线说明现场信号接线说明 K-AO01 每通道预留 4 位接线端子接入现场信号，使用其中 2 位端子连接现场设备，如图 2-2 所示，其端子接线示意图如图 2-3 所示，表 1 为底座端子接线定义。 K-AO01 8通道模拟量电流输出模块使用说明书 B 修订日期2014-4-30 和利时公司版权所有 第 5 页 共 15 页 An Bn D/A 底座K-AO01
8、 V/I 保护 现场电源系统电源 系统系统 电 流 负 载 保险（可选）保险（可选） 图 2-2 K-AO01 接口电路原理示意图 A1C1 B1D1 A2C2 B2 A3C3 B3 A4C4 B4D2D3D4 A5C5 B5D5 机柜内通道线缆屏 蔽层接地汇流条 现场负载设备 线缆屏蔽层 负 载 图 2-3 端子接线端子示意图 表 1 底座接线端子定义 通道号通道号 接线端子标识接线端子标识 AO 信号定义信号定义 通道 1 A1 通道 1 电流输出正端 K-AO01 8通道模拟量电流输出模块使用说明书 B 修订日期2014-4-30 和利时公司版权所有 第 6 页 共 15 页 B1 通道
9、 1 电流输出负端 C1 NC D1 通道 1 电流测试端，禁止接线 通道 2 A2 通道 2 电流输出正端 B2 通道 2 电流输出负端 C2 NC D2 通道 2 电流测试端，禁止接线 通道 3 A3 通道 3 电流输出正端 B3 通道 3 电流输出负端 C3 NC D3 通道 3 电流测试端，禁止接线 通道 4 A4 通道 4 电流输出正端 B4 通道 4 电流输出负端 C4 NC D4 通道 4 电流测试端，禁止接线 通道 5 A5 通道 5 电流输出正端 B5 通道 5 电流输出负端 C5 NC D5 通道 5 电流测试端，禁止接线 通道 6 A6 通道 6 电流输出正端 B6 通道
10、 6 电流输出负端 C6 NC D6 通道 6 电流测试端，禁止接线 通道 7 A7 通道 7 电流输出正端 B7 通道 7 电流输出负端 C7 NC D7 通道 7 电流测试端，禁止接线 通道 8 A8 通道 8 电流输出正端 B8 通道 8 电流输出负端 C8 NC D8 通道 8 电流测试端，禁止接线 现场电源 NC 无连接，禁止接线 NC 无连接，禁止接线 VT+ 测试端，现场电源正端，禁止接线 K-AO01 8通道模拟量电流输出模块使用说明书 B 修订日期2014-4-30 和利时公司版权所有 第 7 页 共 15 页 VT- 测试端，现场电源地，禁止接线 K-AO01模块配套使用的
11、底座上，每通道都提供现场测试端子，且不会影响现场负载的正常运行， 方便您现场排查故障。用万用表电流测量档，万用表正端表笔接底座Dn端子，万用表负端表笔接 底座An端子。 为了方便现场信号线缆的查找和校验，K-AOH01 模块的接线底座上提供了透明小便贴塑料盖， 如图 2-4 所示。 透明塑料盖板 标签纸 图 2-4 透明小便贴塑料盖标注示意图 2.3 模块地址跳线模块地址跳线 请参见K-AI01 8 通道模拟量输入模块使用说明书 。 2.4 模块的防混淆设计模块的防混淆设计 请参见K-AI01 8 通道模拟量输入模块使用说明书 。 2.5 IO-BUS 请参见K-AI01 8 通道模拟量输入模
12、块使用说明书 。 3.3. 状态灯说明 状态灯说明 K-AO01 模块面板提供了丰富的状态指示灯，用来显示模块电源情况和现场设备通讯、通道的 工作状态，以增强维护工作的效率。图 3-1 所示为该模块的外观图，表 2 为各个指示灯的状态和含 义。 K-AO01 8通道模拟量电流输出模块使用说明书 B 修订日期2014-4-30 和利时公司版权所有 第 8 页 共 15 页 图 3-1 K-AO01 模块的外观示意图 表 2 状态指示灯说明 名称名称 颜色颜色 状态状态 含义含义 PWR 系统电源灯 绿 亮 主模块系统电源工作正常 闪亮 从模块系统电源工作正常 灭 系统电源工作不正常 COM IO
13、-BUS 通讯灯 绿 亮 IO-BUS 通讯正常 闪亮 模块硬件自检正常，但组态配置不正常 灭 IO-BUS 通讯异常，主控未扫描到模块 ERR 故障灯 红 亮 模块硬件自检不正常或模块板级故障 灭 模块工作正常 CH18 第 18 通道灯 黄 亮 主模块通道回路正常 灭 主模块通道被禁用或从模块 快闪 主模块通道故障 在冗余模式下，主模块的通道灯指示通道回路的信号状态，从模块的通道灯全部熄灭。 如果发生通道故障，主模块和从模块进行切换，主模块降为从模块。切换后，若通道故障仍然 存在，新主模块的故障通道灯，保持快闪状态，但不再进行切换。对于同一通道故障，只进行一次 K-AO01 8通道模拟量电
14、流输出模块使用说明书 B 修订日期2014-4-30 和利时公司版权所有 第 9 页 共 15 页 切换。 状态灯有三种闪烁状态，不同的闪烁状态表示不同的含义，请注意区分： 闪亮：1.5s 亮，0.5s 灭 慢闪：0.5s 亮，1.5s 灭 快闪：0.5s 亮，0.5s 灭 4.4. 其他特殊功能说明其他特殊功能说明 4.1 抗抗 AC220V 功能功能 抗 AC220V 功能，通过增强型底座上的保险电路实现。 K-AT11、K-AT21 是增强型底座，设有保险丝仓，内有 8 对保险，分别对应通道 1通道 8 的 A、 B 输出端。 K-AO01 模块安装在 K-AT11、K-AT21 底座上
15、，具有抗 AC220V 功能。在现场侧误接 AC220V 时，为 K-AO01 模块提供通道保护。 若需更换保险，严禁徒手操作，要求使用厂家提供的专用工具（尖嘴钳）开启仓盖并更换厂家 提供的专用保险。具体的图示如图 4-1 所示。 通道1 通道2 通道3 通道4 通道5 通道6 通道7 通道8 AB Cn An Bn A B T T 二线制二线制 变送器变送器 四线制四线制 变送器变送器 保险丝保险丝 保险丝保险丝 +24V 现场现场底座底座模块模块 (a) 保险丝仓内部(b) 保险丝应用示意 应用一应用二 保护 图 4-1 底座的保险丝仓 4.2 诊断功能诊断功能 模块上报的故障诊断分为设备
16、诊断和通道诊断。 设备诊断上报模块当前状态。K-AO01 模块的设备故障类型包括：现场电源是否故障、冗余网 络是否故障、模块主/从状态、模块通道是否故障。 K-AO01 8通道模拟量电流输出模块使用说明书 B 修订日期2014-4-30 和利时公司版权所有 第 10 页 共 15 页 通道诊断上报故障通道号和故障类型。K-AO01 模块的通道故障类型只有一种：断线故障，且 上报输出开路故障。 是否进行通道诊断报警，通过组态设定，默认为通道使能且进行诊断。模块只在故障发生和故 障恢复时，上报一次诊断信息。每个通道可单独组态为： 通道使能，即通道有效且进行诊断（默认） ； 通道不使能，即通道无效，
17、上报数据码值 0 且无诊断信息； 未使用的模块通道，建议组态为“通道不使能”模式。 当发生模块内部故障或通道故障时，模块会上报诊断信息，同时点亮相关 LED 指示灯（详见状 态灯说明） 。故障恢复后，熄灭故障灯，同时上报故障恢复信息。 冗余模式下，当主模块发生内部故障或通道故障时，主模块上报诊断信息，同时点亮相关 LED 指示灯，并进行冗余切换。 冗余配置时， 完成一次主/从切换之后， 上报一次设备诊断； 所有通道诊断数据均由主模块上报， 从模块也上报诊断数据。 4.3 输出故障安全输出故障安全 正常工作时，模块通过 IO-BUS 接收主控模块下发的数据信号，并输出。如图 4-2 所示。当模
18、块发生通讯故障，与主控模块的通讯中断时，模块自动进入输出故障状态，输出组态设定的故障安 全值，同时通讯灯闪烁，指示发生通讯故障。 故障恢复后，与主控模块重新建立通讯连接，模块退出输出故障状态，重新接收并执行主控模 块下发的数据信号，通讯灯常亮。 故障输出安全值，组态可选两种状态。 故障时输出保持正常时最后一刻的值(默认)。 故障时输出保持组态预设的故障安全值（022.7mA 可选，默认 3.6mA） 。 K-AO01 8通道模拟量电流输出模块使用说明书 B 修订日期2014-4-30 和利时公司版权所有 第 11 页 共 15 页 图 4-2 通道故障输出流程示意图 4.4 冗余功能冗余功能
19、K-AO01 模块按 1：1 配置时具备冗余功能，当主模块检测到本模块故障或信号通道故障，会发 生模块冗余切换，原来主模块降为从模块，从模块会升为主模块接替工作。 冗余切换对现场无扰动，旧故障不会触发乒乓切换，且同一个故障只会触发一次切换，同一个 故障频繁故障也不会触发频繁切换。冗余切换后只有再发生新故障才会触发下一次切换。 两个冗余模块，顺序上电，先上电的模块分配为主模块；同时上电，系统分配。上电后，可根 据两个模块指示灯的不同显示状态，区分主模块和从模块。 若模块需要冗余配置，则必须配置 K-AT21 增强冗余底座；当模块冗余配置时，如果出现通道 故障，模块会发生切换，如果切换后主模块和从
20、模块的相同通道灯都闪烁，则是外部线路故障，如 果切换后只有从模块通道灯闪烁，主模块通道灯不闪烁，则是从模块的内部线路故障。通道故障识 别并恢复后，插拔从模块，以便清除故障记忆。 主从切换场景： 电源故障（系统电源、现场电源，掉电、电压跌落过低、短路） 模块插板指示故障（模块没有插好） 通讯双网故障（双网均故障，断线、短路） ADC 故障（损坏、与 CPU 通讯异常、晶振停振，复位信号长低） 内存致命故障，程序跳转到不可能跑到的分支 CPU 故障（晶振停振、CPU 损坏、复位信号长低故障、不喂看门狗） 有新的通道故障（通道外部线路故障或内部电路器件损坏） K-AO01 8通道模拟量电流输出模块使
21、用说明书 B 修订日期2014-4-30 和利时公司版权所有 第 12 页 共 15 页 冗余信号线路故障（印制线或链路器件损坏） 主模块有新故障或拔掉主模块。 5.5. 工程应用工程应用 5.1 底座选型说明底座选型说明 K-AO01 可以配合 4 种端子模块使用，分别是 K-AT01（8 通道 AI 与 AO 底座） ，K-AT11（8 通 道 AI 与 AO 增强底座） ，K-AT21（8 通道 AI 与 AO 增强冗余底座）和 K-DOT01（DB37 专用电缆 连接底座兼 16 通道 DO 底座） 。组合后功能如表 3 所示。 表 3 不同底座功能组合 模块类型模块类型 端子模块端子
22、模块 抗抗 AC220V 功能功能 冗余功能冗余功能 DB37 电缆连接电缆连接 K-AO01 K-AT01 标准 无 无 无 K-AT11 增强 有 无 无 K-AT21 增强冗余 有 有 有 K-DOT01 DB37 预制电 缆通用底座 无 无 有 当 K-AO01 模块配合 K-DOT01 底座使用时， 需要用 DB37 预制电缆连接跨机柜的安全栅， 这种 连接方式通常应用于现场本安防爆场合。如图 5-1 所示。 K-AO01 8通道模拟量电流输出模块使用说明书 B 修订日期2014-4-30 和利时公司版权所有 第 13 页 共 15 页 1 电源指示灯 2 电源端子 3 安全栅插槽
23、4 DB37插座 5 现场信号电缆 安全栅底座模块 图 5-1 DB37 电缆连接安全栅示意图 5.2 应用注意事项应用注意事项 在使用 K-AO01 模块之前，用户需要了解以下内容，以帮助您提高工作效率： 禁止将超过30VDC 电压接入接线端子，否则将造成模块损坏。 如需要防AC220V电压损坏， 必须配置K-AT11或K-AT21增强型底座。 K-AT01和K-DOT01 不具备防 AC220V 电压损坏功能。 K-AO01 只支持电流信号输出，不支持电压信号输出，如需要输出电压信号。 对于模块中不用的备用通道，建议在组态中禁用，这样就不会诊断断路而报警，通道指示 灯也不会报警闪烁。 当输
24、入信号超出组态量程且小于模块最大量程时，可以继续测量并上报采集数据，但当输 入信号超出模块最大量程时，会限幅保持最大量程上报值。 K-AO01 8通道模拟量电流输出模块使用说明书 B 修订日期2014-4-30 和利时公司版权所有 第 14 页 共 15 页 6.6. 尺寸图尺寸图 图 6-1 K-AO01 尺寸图 7.7. 技术技术指标指标 K-AO01 8 通道模拟量输出模块通道模拟量输出模块 通道数目 8 输出信号类型 420mA 电流 满量程范围 022.7mA 精度 420mA 范围内 0.20% F.S.(1045) 420mA 范围内 0.35% F.S.（-2060） 稳定度
25、420mA 范围内 0.05% F.S.（-2060） 非线性度 420mA 范围内 0.05% F.S.（-2060） DAC 分辨率 12 位 K-AO01 8通道模拟量电流输出模块使用说明书 B 修订日期2014-4-30 和利时公司版权所有 第 15 页 共 15 页 通道带负载能力（阻性） Max. 70021.6VDC F.S.（-2060） Max. 80024VDC F.S.（-2060） 输出阶跃响应时间 5ms（DAC 接收到码值在 10%与 90% F.S.之间阶跃跳 变， 从码值跳变到输出电流达到目标值精度范围内之间 的时间） 通道防护 30VDC，220VAC（增强型底座） ，不损坏 通道故障诊断 通道开路 冗余切换时间 10ms 故障安全输出 输出保持故障前有效值或者组态的“安全预设值”， 单通 道可用户配置 编码销编号 1 模块尺寸(宽 高 深) 30mm110mm 120mm 重量（不含包装） 约 200g 典型配用底座 K-AT01 不冗余，普通 高 120mm K-AT11 不冗余，增强 高 120mm K-AT21 冗余，增强 高 240mm