(一) 多功能控制器KMD-5210

(一) 多功能控制器KMD-5210

  KMC多功能控制器针对不同的工程应用环境,提供三种型号供用户选择:

  KMD-5210普及型多功能控制器
  KMD-5210-001带Ethernet接口的BACnet多功能控制器
  KMD-5210-002带MS/TP接口的BACnet多功能控制器

1、KMD-5210产品简介

  KMDIGITAL系统是由管理级网络和现场控制级网络组成的集散式(DCS)计算机监控与管理网络系统。KMD-5210 多功能直接数字控制器是一种可编程的网络型多功能直接数字控制器。它是用于设备监控与管理,并具有网络通信功能的多功能控制器。该多功能控制器KMD-5210 既可以独立使用,实现HAVC等设备的智能监测和控制;也可以兼起整个数字网络系统的网关作用,构建DCS的两级网路系统。

  KMD-5210构建以太网并组成管理级网络时,最多可连接32个多功能控制器,相互之间均具有点对点通信的功能;也可通过KMD-5210主网RS485(MAIN RS485)接口以RS-485的通信方式组网,但不能与以太网通讯方式同时使用,最多也可有32个多功能控制器组网。

  KMD-5210具有A、B两个RS-485现场控制级网络接口,每一个现场控制级接口最多可连接124个现场控制器,现场控制器相互之间均采用点对点方式通信。

  KMD-5210可通过调制解调器接口和/或两个RS-232接口,实现与PC机的互连及远程控制。控制器中提供的firmware高级可编程语言,编程快速、易学,确保可靠性,是KMC的KMDIGITAL系统软件的重要组成部分。

2、BACnet 接口功能介绍

  KMD-5210按接口不同,分为KMD-5210-001与KMD-5210-002两种型号。MD-5210-001提供1个BACnet接口, 该控制器符合的是BACnet802.3协议,可以实现与其它完全符合BACnet协议的设备直接进行通信。

  KMD-5210-002提供1个MS/TP接口, 最多可以连接127个符合BACnet协议的现场控制器,以及2个RS485(LAN A和LAN B)用于连接现场控制级网络的接口, 每一个网络接口最多可连接124个符合KMDigital协议的现场控制器。

3、技术参数

  处理器Motorola 68360, 32位, 33 MHz

  内存

  Flash 2 M, 存贮非易失性运行程序和数据

  RAM 2 M, 具有72小时电容记忆

  输入/输出点

  最多可连接128个通用输入/输出点,每16个一组

  特点:软件定义每一个点是数字或模拟量,量程范围与单位由用户自定义

  连接方式

  LAN网接口:一个RS-485通信接口带可插拔接线端子排, 12–22 AWG型双绞屏蔽线,线间电容小于等于50皮法拉/英尺
   SUB LAN网接口:两个RS-485( LANA、LANB)通信接口带可插拔接线端子排, 12–22 AWG型双绞屏蔽线,线间电容小于等于50皮法拉/英尺

  PC 接口:二个RS-232接口带可插拔的接线端子, 12–22 AWG型双绞屏蔽线,线间电容小于等于50皮法拉/英尺

  Ethernet网接口:10BaseT, 10 Mbps, IEEE802.3

  BACnet接口:使用Ethernet RJ-485 接线口

  输入/输出卡接口:8个 16针连接插口

  Modem 9针, 串口

  供电电源
   KMD-5563型国际通用的变流器,输入电压:120/240 VAC;输出电压:5VDC,±15VDC

  输入16–位A/D转换

  输出12–位D/A转换

  通信:

  LAN网,最多可支持32个网络控制器地址

  RS-232,最大可达38.4 Kbps

  Ethernet 10baseT, 10 Mbps, 最多可支持32个网络控制器

  BACnet (KMD-5210-001): 以太网口10baseT (BACnet 802.3)

  BACnet (KMD-5210-002): RS485接口MS/TP

  环境温度

  工作温度:–18°– 49°C

  贮运温度:–40°– 60°C

  湿度: 0–95% 相对湿度,不结露

  重量0.8 kg

  尺寸:267 mm x 165 mm x 25 mm

  功能特性

  128 个用户编程空间

  从现场控制器可调用512个参数,从管理级网络控制器可调用127个参数。

  64 个参数可被现场控制器调用,64个参数可被管理级网络控制器调用。

  64 个PID 控制回路

  256 个程序变量由软件定义为模拟或数字量、量程范围与单位由用户自定义、手动或自动

  5个自定义传感器单位的表格

  趋势图: 96 个趋势记录,每一个记录可调用6个模拟点或变量点,每个点的数值均可在WINCONTROL中以三维曲线方式显示。

  运行记录:128个运行时间/日期和运行时间累计值的记录

  计划

  周计划:32 个带有优先级的周计划表

  年计划:16个用于节假日的计划表

  报警信息:可支持128个报警记录

  可发布50条报警信息

  每条报警内容最多为68个英文字节

  每条维护信息内容最多为68个英文字节

  掉电保护:具有自动重启功能, 控制器上有一个电容可在断电的情况下支持时钟72个小时

  安全级别:6级操作密码,256个用户自定义密码

  界面图形:64 个控制系统界面,可实时显示控制器所选的160个点的图像或数值

  安检认证:UL(美国和加拿大)

  可选件:

  KMD-5220型输入卡

  KMD-5221型输出卡

  附件:电缆

  KMD-5660,为输入/输出卡与控制器相连的6英寸扁平电缆

  KMD-5668,为输入/输出卡与控制器相连的9英寸扁平电缆

  KMD-5661,为输入/输出卡与控制器相连的14英寸扁平电缆

  KMD-5662,为输入/输出卡与控制器相连的19英寸扁平电缆

  KMD-5663,为输入/输出卡与控制器相连的24英寸扁平电缆

  KMD-5672,为PC 与控制器相连的电缆
  升级
  KMD-5696 Flash 升级工具包
  外壳
  HCO-1035 控制器外壳 (20” x 24” x 6”)
  (50.8 cm x 60.96 cm x 15.24 cm)
  HCO-1036 控制器外壳 (24” x 36” x 6”)
  (60.96 cm x 91.44 cm x 15.24 cm)

  KMD-5210的外型尺寸如下图所示:

4、控制器结构与接线端子

  在安装多功能直接数字控制器KMD-5210之前,要花一些时间熟悉控制器的结构及接线方法。KMD-5210的接口结构及分布如下图所示:

5、安全事项

  KMC 控制公司负责为您提供安全产品及安全使用该产品的指南。安全意味着需对所有安装、使用或维护人员及产品本身的保护作用。为了确保安全,我们在这本手册中使用多种危险警告与警示标签如下图所示。

危险
危险,象征着最严重的危险警示, 如果不遵循提示,易引起系统或产品的破损或毁坏。
警告
警告,象征着容易引起严重伤害或死机。
谨慎
谨慎,显示如果不遵照规定执行,有可能出现人员伤害、设备损坏或与财产的损失。
注意
注意,这里将提供很多重要的信息。
详解
详解,将提供程序技巧和快捷方式,以便节省时间。

  请遵循相关的技术指导文件及安全规定,务必防止误操作。

6、安装指南

  这一部分为安装KMD-5210多功能直接数字控制器提供重要的指导,请在安装前详细阅读该部分内容。

A、安装

  利用在该控制器两侧的安装槽孔,将其安装在一个符合UL标准的电控箱中。

注意:

  在电控箱中,应为电缆和连线提供足够的空间。在电控箱中该控制器与电控箱的上沿最小空间要留出7.6厘米,用以连接电源;同样,在控制器的底部也要为带状电缆留出足够的空间。KMD-5210多功能直接数字控制器的安装孔位置如下图所示:

B、网络连接

  在进行网络连接以前,首先要确定选用哪一种连接方式以及如何定义。KMD-5210多功能直接数字控制器的典型安装方式如下图所示。

在KMC的系统网络中,每一个KMD-5210都可以独立工作, 也可以与其它控制器以如下三种方式连网运行:

  a 以太网:按标准的10 BaseT 以太网方式运行,采用通信电缆CAT 5或相同标准的以太网电缆相连;

  b BACnet:按标准的10BaseT以太网方式运行,完全遵循BACnet即ISO-16484 国际标准协议,采用通信电缆CAT 5或相同标准的以太网电缆相连;

  c RS-485:按标准的RS485方式运行,采用双绞屏蔽通信线 AWG18-22相连,线间电容小于等于50皮法拉每英尺。

  在同一个以太网主干上,最多可以连接32个LAN Controllers,允许多台PC机通过以太网访问KMC系统。利用标准的10BaseT以太网时,该CAT 5电缆的一端连接到控制器的以太网或BACnet接口,电缆的另一端连接到HUB或路由器的接口上,其接线如下图所示:


注意:

  为保证可靠性,应使用CAT 5或其它满足以太网标准的电缆进行连接。KMD-5210 多功能直接数字控制器支持BACnet Ethernet 802.3 和 RS-485的通信方式。

a 以太网或BACnet方式组网

以太网集线器或路由器

  该控制器通过标准的10BaseT以太网电缆 CAT 5,可连到以太网或符合BACnet协议的高速网络,其电缆的一端接至控制器接口,另一端应连接到以太网集线器或路由器上。如果将这个以太网口定义成BACnet口,就不可以再连接为以太网。

特征
  BACnet 设备可以连接到BACnet的路由器上。 该路由器可以连接到用于连接控制器的以太网的构架中。

注意

  如果控制器采用以太网的方式构建管理级网络,则管理级网络不可再采用RS-485的通信模式,即主干网RS485(MAIN RS485)接口失效。但LAN A和LAN B 功能依然不变。LAN A和LAN B口只用于连接现场控制级网络,每一个网口最多可支持124个独立的现场控制器。

  为确保通信可靠性,建议使用Belden 82760线缆或类似的标准线缆(如AWG18屏蔽双绞线缆,线间电容不大于50皮法拉)用于整个网络连接(主干网,现场级网络LAN A和LAN B)。

b RS-485方式组网

连接规则

  将一个控制器连接到现场级网络中时,应采用推荐的屏蔽线缆,并遵循下述规则:

  在主干网中最多不可连接多于31个控制器或设备。

  在现场级网络中每一条子网最多不可连接多于124个KMC的现场控制器。

  相邻控制器中的A端之间相互连接;
  相邻控制器中的B端之间相互连接。

  每32个现场级控制器之后或超过1220米时,要加一个中继器KMD–5575,但每一条子网最多加7个中继器。

  在大厦的出口电缆上,加一个KMD–5567中继器,以提高抗干扰性能。

  将各控制器的屏蔽电缆连接在一起。将每条子网屏蔽线的其中一端接地(或接到底盘),相邻控制器之间的屏蔽线连接在一起向后弯并悬空,具体接线方法如下图所示:

  每个RS-485 连接端口有两个跳线端子,如下图所示。

  为确保网络正常运转,每个RS–485回路的终端需要正确连接一个终端电阻,以防止信号的失真和来自其它系统的电磁干扰。

  末端跳线是位于RS-485接线端子处端子两侧。如果控制器是在网络中的一端,则要将末端跳线插上。如果控制器在中间位置则可以将末端跳线拔掉或使跳线一支腿插上,如下图所示。

注意:

  RS485的通信模式下, 为保证系统可靠工作,建议用于主干网和现场级网络(LAN A和LAN B)中的通信电缆均采用Belden 82760线缆或类似的标准线缆,如AWG18屏蔽双绞线缆,线间电容不大于50皮法拉。

C、输入模块

  KMD-5210多功能数字控制器提供8个通用输入/输出口,通过它们可连接8个KMD-5220输入卡模块或KMD-5221输出卡模块。每一个输入或输出卡模块,都要通过扁平电缆与KMD-5210相连。

  每一个KMD-5220 输入模块可以接收16个不同的输入点,用户可以定义每一个输入点为数字量或模拟量,以及其特性参数;并可利用上拉电阻来定义输入信号为有源信号或是无源信号。具体做法请参阅WinControl XL Plus 用户手册。

  KMD-5220输入模块如下图所示。

  

输出端子与电源输出

  在KMD-5220 输入卡的右下方,为外接的变送器提供6个电压输入端子,6个输出端最大输出电流的总和不得超过1 A ,否则保险丝就会被烧断。

  电源的负极接到模拟地,以简化接线。KMD-5220输入模块的具体接线,如下图所示。

  对于一个2芯线的变送器输入信号,可直接将变送器的正极连接到6个电压输出端子之一,变送器的负极连接到输入卡的输入端子正极;对于一个3线输入信号,可通过6个电压输出端子之一为变送器提供电源,即将变送器输出端子的正极连接至输出端,将变送器端子的负极连接到输入卡输入端的负极,变送器输出信号(箭头指向的输出端)连接到输入卡输入端子正极。

注意

  在电控箱中,用模块的定位孔来为控制器定位和安装。

  KMD-5210控制器与输入卡,通过带状电缆连接,电缆有几种长度可选,电缆可以少量弯曲,并有几种长度可选。在选择电缆时,应估计所需长度,越短越好。输入卡与控制器相连时,最好置于左侧,并从左侧第一个接口开始。
当心:输入卡与控制器相连时,必须按插接件规定导槽方向,如果硬性反插,后果严重,可将控制器与输入模块损坏。

  带状连接电缆严禁折叠或受到扭力,合理安排电缆十分必要,只允许轻轻地折电缆来转变其方向,否则会将电缆折断或引起模块与控制器的通信不畅。

  将输入设备连接到输入卡上。

  根据输入信号特性与需要,定义输入跳线。

  连接该卡所需要的直流电源+15VDC与GROUND分别连接到右下角的INPUT+和15VDC-两个接线端子上。

D、输出模块

  KMD-5210 多功能直接数字控制器可通过输出卡KMD-5221来提供输出信号。每个KMD-5210多功能控制器通过I/O接口,最多可带输出模块与输入模块之和为8块,即最多可带8块输出模块,或最多带8块输入/输出模块,更多的信息请参阅WinControl XL Plus的用户手册。

  典型的输出卡的结构如下图所示。


◆ Bank1 输出1–4
◆ Bank2 输出 5–8
 ◆ Bank3 输出 9–12
 ◆ Bank4 输出 13–16

  输出卡与KMD-5210输入/输出卡插口从右向左,从第八号接口开始连接。每一个输出模块最多可接16个输出点,每一个输出点在12VDC时最大允许电流为 直流50 mA ,但每个模块的最大允许电流为直流800 mA。当被控对象需要更大的电流时,则需另加一个过载卡。

  过载卡可确保控制器和负载之间绝缘。KMD-5221输出模块提供了一个控制器与被控设备的接口。

过载卡

  当被控继电器或设备需要的电流较大并超出输出模块的带负载能力时,不能直接由输出模块的标准输出端子连到被控对象,你必须安装一个过载卡。该过载卡的主要作用是:提供多种可供选择的模拟输出信号,可增大输出电流,并有多种规格选择,且具有可显示输出状态的LED灯和手动/停/自动选择开关, KMC 公司提供的过载卡有如下不同规格:
  HPO-6701型,三态可控硅继电器, 最大电流1安培。
  HPO-6702型 0-10VDC模拟输出信号,带短路保护。
  HPO-6703型 常开式继电器输出,最大电流2安培,30VAC/VDC。
  HPO-6704型 直流4-20毫安模拟输出信号,最小100欧姆,最大500欧姆。
  HPO-6705型 常闭式继电器输出,最大电流2安培,30VAC/VDC。

注意

  输出卡必须将默认的模拟量输出的跳线移走后,才可以安装过载卡。该过载卡需要提供24 VAC电压。

  在电控箱中,用该模块的定位孔来为控制器定位和安装。

  KMD-5210控制器与输出卡通过带状电缆连接,电缆可以少量弯曲,并有几种长度可选。在选择电缆时,应估计所需长度,越短越好。输出卡与控制器相连时从右侧第一个接口开始,并且最好置于右侧。
当心:输出卡与KMD-5210多功能控制器相连时,必须按插接件规定导槽方向,如果硬性插倒,后果严重,可将控制器与输入模块损坏。

  带状连接电缆严禁折叠或受到扭力,合理安排电缆十分必要,只允许轻轻地折电缆来转变其方向,否则会将电缆折断或引起模块与控制器的通信不畅。

  将输出设备连接到输出卡上。

过载卡安装步骤

  将该卡中的输出端1-8,9-16号输出点的上档板移去。
  将该卡安装在插接件上的跳线移走。
  将该卡插到输出点的插针上。手动-关-自动选择开关靠近输出接线端。
  如果需要,在过载卡上设置开关的位置。
  将被控设备连接到输出模块上。
  连接所需的电源给输出模块

E、电源

  每一块KMD-5210 多功能控制器都需要一个KMD-5563电源模块进行供电。该电源模块置于电控箱中,将电源插到控制器上后,控制器自动上电。

  当心:KMD-5210 多功能控制器必须配置专用KMD-5563电源模块,否则,后果严重,很容易损坏控制器。

连接电脑

  电脑与控制器之间,有三种连接方法可供选择:调制解调器,以太网或RS-232,但控制软件均用KMC公司的WinControl。

注意

  以太网方式连接计算机时,只要在以太网上简单地定义与控制器相连计算机的IP地址,即可将这个计算机接入该以太网。

  在控制器上提供两个RS-232口,可以与计算机直接相连。第二个RS-232口是计算机与调制解调器共有的接口,但如果用了调制解调器就不可以再通过这个口连接电脑。 PC机与控制器间的连线方法如下图所示。

7、操作指南

  本章主要介绍 KMD-5210 多功能直接数字控制器的基本操作,包括具有熔断保护功能的多功能指示灯以及如何对控制器恢复出厂设置等。

A、具有熔断功能的多功能指示灯

  在KMD-5210多功能控制器上,提供多种显示状态的指示灯或发光二级管。在每个RS-485接口上,都有两个具有熔断保护功能的多功能指示灯。它的主要作用如下:

  当指示灯闪亮时,说明网络处在异常状态,有可能是网络存在电势差。这种异常电势差可能是电源极性接反,导致本地控制器的地电位高于相电压,或高于其它控制器的地电位。

  指示灯可以限制输入信号的峰值,从而达到保护控制器不受伤害的作用。如果电压或电流超过了安全范围,玻璃泡内的电阻丝就会熔断,使控制器与整个网络断开。

  如果将绝缘泡拔掉,就可以将该控制器从整个网络中断下来。

  多功能控制器具有熔断保护功能的指示灯位置,如下图所示。

B、控制器恢复出厂设置

  如果多功能直接数字控制器锁住或死机,可利用复位功能恢复到出厂状态。控制器被恢复后,一定要将删除的文件重新下载到控制器中。

  在控制器左上角的外壳内,有一个红色的按钮是复位键(Reset)。控制器复位按键位置如下图所示。

控制器复位操作的基本步骤如下:

  a 将多功能控制器断电,一定要将电源与控制器接口的连接线断开;
  b 将多功能控制器3个RS-485的端子排全部拨掉,同时将以太网的电缆、调制解调器电缆和与电脑的连线全部断开;
  c 不要带任何输入/输出卡;
  d 一直按住RESET键,直到对控制器恢复电源和MAIN, LAN A 和 LAN B 指示灯显示正常时为止;
  e 释放Reset键,并让控制器继续保持供电状态;
  f 切断多功能控制器电源;
  g 将所有的电缆或端子排恢复到各自的位置;
  h 再给多功能控制器恢复电源,使其恢复到正常的工作状态;
  i 新安装控制器时,一定要在应用前先定义。如果将控制器复位而不是替换它们,则可以用HCM软件来下载程序;
  j 接通控制器电源,建立新的操作参数。

C、设置

  第一次操作KMD-5210多功能直接数字控制器之前,或重新更换一块新的控制器之后。一定要先用HCM软件对该控制器进行地址、通信速率等参数进行设置。设置之后,控制器就可以自动运行。

D、编程事项

  KMD-5210多功能直接数字控制器,为用户提供了自身编程的空间,可适用各种不同的和特殊的需求,使其应用更广泛、更灵活。WinControl XL软件可以实现上述所有的功能,请参阅WinControl XL用户手册。