信息与通信LPIModbusv20用户手册.docx
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信息与通信LPIModbusv20用户手册
LPI-ModBus转换器
用户手册
10/10/2010Rev.:
A
1第一章LPI-ModBus简介3
1.1产品介绍3
1.1.1转换器特性3
1.1.2Modbus从机3
1.1.3Modbus主机3
1.2系统体系结构3
1.2.1系统应用实例3
1.2.2通信端口要求3
1.3环境要求3
1.4兼容设备3
2第二章LPI-ModBus转换器安装3
2.1安装所需设备3
2.2LPI-ModBus转换器安装概述3
2.2.1安装步骤3
2.2.2LPI-ModBus转换器印刷电路板布局3
2.3CAB-4机箱内安装LIP-ModBus转换器3
2.3.1安装CHS-4L支架3
2.3.2在支架上安装LPI-ModBus印刷电路板3
2.4远程安装3
2.4.1安装231576CH底盒3
2.4.2在231576CH盒里安装LPI-ModBus印刷电路板3
2.5LPI-ModBus转换器接线3
2.5.1连接转换器和SLC回路3
2.5.2连接转换器和第三方设备3
2.5.2.1RS485接线3
2.5.2.2RS232接线3
2.5.3电源连接3
3第三章LPI-ModBus转换器配置3
3.1LPI-ModBus转换器配置概述3
3.2跳线配置3
3.3DIP开关设置3
3.4连接转换器和PC3
3.5下载配置文件3
4第四章LPI-ModBus配置工具3
4.1配置工具使用流程3
4.2关于LPI-ModBus配置工具3
4.3配置工具操作描述3
4.4配置窗口3
4.4.1标题栏3
4.4.2菜单栏3
4.4.3工具栏3
4.4.4树形查看区3
4.4.5配置标签页3
4.5系统配置3
4.6ModBus寄存器配置3
4.6.1设备状态3
4.6.2设备类型3
4.7寄存器映射3
4.7.1SLC回路模块映射ModBus寄存器3
4.7.2SLC回路探测器映射ModBus寄存器3
4.7.2.1模拟设备3
4.7.2.1数字设备3
4.7.2.23
4.8ModBus转换器操作3
4.8.1ModBus模式3
4.8.2ModBus命令3
4.8.2.1ModBus主机3
4.8.2.2ModBus从机3
4.9ModBus寄存器映射表举例3
4.9.1几个单一状态设备映射一个ModBus寄存器3
4.9.2一个多状态设备映射一个ModBus寄存器3
4.9.3几个多状态设备映射一个ModBus寄存器3
4.9.4一个使用几位表示多状态的设备映射一个ModBus寄存器3
4.9.5一个使用几位表示单一状态的设备映射一个ModBus寄存器3
4.9.6模拟信号映射ModBus寄存器3
4.9.6.1一个模拟设备映射一个ModBus寄存器3
4.9.6.2多个模拟设备映射一个ModBus寄存器3
4.10通信端口状态映射ModBus寄存器3
4.10.1ModBusRTU端口状态映射ModBus寄存器3
4.10.2SLC链路状态映射ModBus寄存器3
图表
图11系统应用实例3
图21安装步骤流程图3
图22LPI-ModBus转换器印刷电路板3
图23安装CHS-4L支架3
图24在支架上安装印刷电路板3
图25231576CH底盒安装孔3
图26在231576CH盒里安装印刷电路板3
图27连接到SLC回路3
图28ModBusRTU端口(RS485)连接3
图29ModBusRTU端口(RS232)连接3
图210电源连接3
图31LPI-ModBus转换器配置过程流程图3
图32跳线设置3
图33DIP开关设置3
图34PC和LPI-ModBus转换器的串口连接3
图41配置工具使用流程图3
图42配置工具开始窗口3
图43配置窗口3
图44菜单栏3
图45工具栏3
图46ModBus寄存器映射3
图47系统配置界面3
图48LPI-ModBus转换器连接到控制器和远程主机或远程设备3
图49SLC回路模块映射ModBus寄存器3
图410模拟设备的SLC回路探测器映射ModBus寄存器3
Figure411数字设备的回路探测器映射ModBus寄存器3
图41216个单一状态设备映射一个ModBus寄存器3
图413一个多状态设备映射一个ModBus寄存器3
图414几个多状态的设备映射一个ModBus寄存器3
图415一个使用几位表示多状态的设备映射一个ModBus寄存器3
图416一个使用几位表示单一状态的设备映射一个ModBus寄存器3
图417一个模拟设备映射一个ModBus寄存器3
图418多个模拟设备映射一个ModBus寄存器3
图419ModBusRTU端口状态映射ModBus寄存器3
图SLC链路状态映射ModBus寄存器3
表21LED状态灯说明3
表22传输字节格式3
表31DIP开关设置3
表32DIP开关的LED说明3
表33配置工具端口设置3
表41LPI-ModBus设备类型定义3
表42ModBus数据帧3
表4316个单一状态设备映射一个ModBus寄存器3
表44一个多状态设备映射一个ModBus寄存器3
表45几个多状态设备映射一个ModBus寄存器3
表46一个使用几位表示多状态的设备映射一个ModBus寄存器3
表47一个使用几位表示单一状态的设备映射一个ModBus寄存器3
表48一个模拟设备映射一个ModBus寄存器3
Table49多个模拟设备映射一个ModBus寄存器3
表410SLC链路状态映射ModBus寄存器3
1第一章LPI-ModBus简介
1.1产品介绍
LPI-ModBus(LoopPeripheralsInterface)是一个SLC-ModBus转换器。
该转换器将SLC回路设备映射成ModBus寄存器,从而使得以Modbus/RTU通信协议进行通信的第三方系统可以接入Notifier的火灾报警控制器。
LPI-ModBus转换器通过一个RS485或RS232接口和第三方系统进行通信,并且支持ModBus主机模式或ModBus从机模式。
通信协议符合ModbusApplicationProtocolSpecificationV1.1b。
1.1.1转换器特性
▪DIP开关配置ModBus主机或ModBus从机;
▪灵活的ModBus寄存器映射表;
▪标准Modbus异常响应;
▪SLC回路故障监视;
▪ModBus链路故障监视;
▪ModBus链路端口参数可配;
▪可映射第三方系统的模拟设备;
▪ModBus/RTU接口支持RS485或RS232接口。
1.1.2Modbus从机
▪和标准的Modbus/RTU主机兼容;
▪可配的从机地址;
▪支持一个Modbus主机。
1.1.3Modbus主机
▪支持最多31个Modbus从机;
▪可配置的轮询时间以及通信超时时间。
1.2系统体系结构
1.2.1系统应用实例
图1-1显示了LPI-ModBus转换器的一个典型的应用实例。
在本例中,一共用了两个LPI-ModBus转换器。
其中一个工作在ModBus主机状态,另一个工作在ModBus从机状态。
图11系统应用实例
LPI-ModBus1#转换器工作在从机模式,用于将火灾报警系统集成到远程主机。
通常只有报警区或者预先定义的报警模式需要发送到远程主机。
在这种情况下,LPI-ModBus转换器把虚拟控制模块映射为ModBus寄存器。
远程主机实时监控这些ModBus寄存器,从而获取火灾报警控制器的报警状态。
LPI-ModBus2#转换器工作在主机模式,可接入31个第三方系统设备到火灾报警控制器。
LPI-ModBus转换器可以方便地把这些第三方系统(ModBus寄存器)映射为31个探测器或31个监控模块。
1.2.2通信端口要求
LPI-Modbus转换器有两个串行通信口,都可以配置为RS232或RS485。
通常一个接口为RS232,用于连接PC进行转换器软件升级、调试或者下载配置文件。
另一个接口用作ModBusRTU端口,可根据第三方设备的要求配置为RS232或RS485。
与火灾报警控制器的接口为SLC接口,支持CLIP协议,一个回路最多可以接10个LPI-ModBus转换器。
1.3环境要求
LPI-Modbus转换器必须安装在以下环境中:
▪室温:
0°C-49°C(32°F-120°F);
▪湿度:
93%相对湿度时,无结露。
本手册的内容非常重要,必须保存在硬件附近。
如果大楼更换业主,本手册和所有别的测试或者维护信息必须转交给新的设备管理员。
1.4兼容设备
以下是兼容的Notifier火灾报警控制器型号:
▪NFS-3030
▪NFS-640
▪NFS2-3030
▪NFS2-640
2第二章LPI-ModBus转换器安装
2.1安装所需设备
安装LPI-ModBus转换器需要以下设备:
LPI-ModBus转换器装配件
▪LPI-ModBus转换器印刷电路板;
▪RS-232电缆,用来连接LPI-ModBus转换器和PC进行软件配置。
机箱(单独销售)
▪CHS-4L安装支架,用于在火灾报警控制器的机箱内安装LPI-ModBus转换器;
▪231576CH安装盒,用于单独安装LPI-ModBus转换器。
客户自备设备
▪一台安装WindowsXP的PC,用来配置LPI-ModBus转换器。
2.2LPI-ModBus转换器安装概述
2.2.1安装步骤
图21安装步骤流程图
2.2.2LPI-ModBus转换器印刷电路板布局
图22LPI-ModBus转换器印刷电路板
表2-1是LED状态灯的描述:
表21LED状态灯说明
LED
颜色
参考值
描述
LED1
绿色
+3.3V
3.3VDC正常时亮。
LED2
绿色
+5V
5VDC伏正常时亮。
LED3
绿色
+24VDC
TB1上24VDC正常时亮。
LED4
绿色
ModBusRTU链路(TB2)发送数据时闪烁。
LED5
绿色
ModBusRTU链路(TB2)接收数据时闪烁。
LED6
绿色
控制台(J2)发送数据时闪烁。
LED7
绿色
控制台(J2)接收数据时闪烁。
LED8
红色
SLC回路故障时亮。
LED9
红色
ModBusRTU链路故障时亮。
LED10–LED15
未使用
LED34
绿色
CLIPTX
SLC回路发送数据时闪烁。
LED35
绿色
CLIPRX5V
SLC回路接收数据(5V)时闪烁。
LED36
绿色
CLIPRX24V
SLC回路接收数据(24V)时闪烁。
2.3CAB-4机箱内安装LIP-ModBus转换器
2.3.1安装CHS-4L支架
LPI-ModBus转换器安装于CHS-4L支架上,CHS-4L支架安装在CAB-4系列机箱内。
CHS-4L支架可以安装在CAB-4系列机箱内除底部以外的任意一排。
机箱底部用于安装电源并且没有PEM螺柱供安装CHS-4L支架。
请根据以下步骤把CHS-4L支架安装到CAB-4系列机箱里:
1.放置支架使机箱的PEM机箱螺柱与支架装配孔对准,并把支架装配至机箱;
2.使用支架自带的两个六角螺帽(PN36047)把支架锁紧到PEM螺柱上。
图23安装CHS-4L支架
2.3.2在支架上安装LPI-ModBus印刷电路板
把转换器印刷电路板安装到CHS-4L支架的装配螺栓上。
确保只用接地区旁边的装配孔。
图24在支架上安装印刷电路板
2.4远程安装
2.4.1安装231576CH底盒
LPI-ModBus转换器单独安装时安装在231576CH安装盒中。
每个安装盒可以装一个LPI-ModBus转换器。
用户应该为转换器选择一个温度适宜、干净、干燥并且无震动的安装场所。
该安装区域应该是易接近的而且有足够的空间以方便安装和维护。
图25231576CH底盒安装孔
2.4.2在231576CH盒里安装LPI-ModBus印刷电路板
如图2-6所示,背箱有四个支撑螺柱。
装配步骤如下:
3.把印刷电路板放在支撑座上使得孔排列整齐;
4.用231576CH盒提供的螺丝上紧所有的支撑座。
5.完成LPI-ModBus转换器接线。
参阅“2.5LPI-ModBus转换器接线”。
6.安装盒盖。
图26在231576CH盒里安装印刷电路板
2.5LPI-ModBus转换器接线
2.5.1连接转换器和SLC回路
安装完成后,把SLC回路接到转换器的TB4。
LPI-ModBus转换器只支持CLIP协议,具体接线要求和细节请参阅SLC回路手册。
图27连接到SLC回路
警告:
在连接LPI-ModBus转换器时必须切断所有电源。
2.5.2连接转换器和第三方设备
如表2-2所示,主机和从机之间的传输定义为11位的格式,完全符合ModBusRTU标准的要求。
波特率为9600bps,响应超时为1秒。
如有需要,可以改变这些参数以满足特定的需求。
表22传输字节格式
位名
位数
起始位
1
数据位
8
奇偶校验位
0
停止位
2
警告:
在连接LPI-ModBus转换器时必须切断所有电源。
2.5.2.1RS485接线
如图2-8所示,为RS485电路接线。
必须满足以下要求:
▪RS485总线不支持T-Tapped,必须用连续的方式接线以确保正确工作;
▪转换器和最后一个第三方系统之间最大距离是1000米(16AWG);
▪12AWG至18AWG的屏蔽双绞线,120欧姆,+/-20%阻抗;
▪总阻抗为100欧姆;
▪通讯线远离120/240伏的交流线路、驱动机械铃或者喇叭的有干扰的电路、超过25伏RMS的音频电路、动力控制电路或者SCR电源电路。
更不能将上述线路与RS485总线安装在同一管路中。
图28ModBusRTU端口(RS485)连接
注意:
有关如何把TB2配置为RS485,请参阅“3.2跳线配置”。
2.5.2.2RS232接线
如图2-9所示,自制一根电缆连接LPI-ModBus转换器和第三方系统。
电缆的长度最长不应该超过15米。
注意:
有关如何把TB2配置为RS232,请参阅“3.3跳线配置”。
图29ModBusRTU端口(RS232)连接
2.5.3电源连接
LPI-ModBus转换器的电源必须是不可复位的24伏直流电压。
警告:
连接24伏电源时必须切断所有电源。
图210电源连接
3第三章LPI-ModBus转换器配置
3.1LPI-ModBus转换器配置概述
图31LPI-ModBus转换器配置过程流程图
3.2跳线配置
如图3-2所示,JP4、JP5、JP6和JP7等跳线开关用于设置TB2为RS232或者RS485接口,出厂默认设置为RS485。
图32跳线设置
警告:
用户不能改变JP8(图中没有显示)。
注意:
TB2设置为RS232时,LPI-ModBus转换器只能接一个第三方系统。
3.3DIP开关设置
通过设置DIP开关,可以灵活设置LPI-ModBus转换器为ModBus主机或ModBus从机,并配置从机地址。
表3-1说明了如何设置LPI-ModBus转换器的DIP开关。
图33DIP开关设置
警告:
只有在断电的情况下才能改变DIP开关的设置。
表31DIP开关设置
DIP开关
ON
OFF
SW1toSW4
∙0000,ModBus主机。
∙非0值,ModBus从机,数值为从机的基地址。
∙ON=1,OFF=0
注意:
ModBus从机地址:
基地址+地址偏移量。
如果在系统配置文件中,地址偏移量设为0,那么基地址就是ModBus从机地址。
SW5
未使用
SW6
未使用
SW7
未使用
SW8
配置模式
正常模式
表32DIP开关的LED说明
LED
颜色
描述
LED16
绿色
SW1=ON时亮。
LED17
绿色
SW2=ON时亮。
LED18
绿色
SW3=ON时亮。
LED19
绿色
SW4=ON时亮。
LED20
未使用
LED21
LED22
LED23
绿色
SW8=ON时亮。
3.4连接转换器和PC
在配置模式时,连接PC和LPI-ModBus转换器的通信端口的设置如表3-3所示。
在一台装有WindowsXP系统的PC上,使用配置工具软件连接PC和LPI-ModBus并完成配置。
7.连接PC和LPI-ModBus转换器;
8.运行LPI-ModBus配置工具。
表33配置工具端口设置
位名
位数
波特率
115200
起始位
1
数据位
8
校验位
0
停止位
1
图34PC和LPI-ModBus转换器的串口连接
3.5下载配置文件
LPI-ModBus转换器需要两个设置文件,一个是系统配置文件,另一个是ModBus设备配置文件。
在配置LPI-ModBus前,这两个文件都要必须事先准备好。
LPI-ModBus配置工具可以用来生成并下载两个配置文件。
如果使用默认的系统配置,只需要下载ModBus设备配置文件。
4第四章LPI-ModBus配置工具
4.1配置工具使用流程
图41配置工具使用流程图
4.2关于LPI-ModBus配置工具
LPI-ModBus配置工具用来定义LPI-ModBus转换器的系统配置和ModBus寄存器映射表。
该工具可以很方便地产生系统配置文件和ModBus寄存器映射文件。
然后,使用该工具把这两个文件下载到转换器,完成LPI-ModBus转换器的配置。
4.3配置工具操作描述
运行配置工具后出现以下对话框,如图4-2所示。
选择ModBus模式:
主机或者从机。
然后点击“OK”按钮即可打开配置窗口,如图4-3所示。
图42配置工具开始窗口
4.4配置窗口
图4-3所示的配置窗口为操作窗口。
在这个窗口中,可以完成配置LPI-ModBus转换器,产生配置文件以及下载配置文件等所有的任务。
该窗口主要包括标题栏、菜单栏、工具栏、树形查看区、模块映射ModBus寄存器标签页、探测器映射ModBus寄存器标签页、系统配置标签页和一些操作按钮。
图43配置窗口
4.4.1标题栏
标题栏显示了窗口的名称:
“ModBusInterfaceConfiguration”。
名称显示在左上角。
4.4.2菜单栏
菜单栏显示了配置中可用的菜单。
配置窗口中只有一个可用菜单来操作配置文件。
具体请见图4-4。
图44菜单栏
4.4.3工具栏
工具栏在配置窗口中的菜单栏下面。
其中,“Port”和“BaudRate”下拉列表用来设置下载配置文件的通讯端口。
点击“Connect/Disconnect”按钮连接或者断开PC和LPI-ModBus的连接。
点击“Download”按钮下载系统配置文件和ModBus寄存器映射文件。
图45工具栏
4.4.4树形查看区
树形查看区的名称为“PointsinDatabase”。
该区域显示工程师定义的所有点。
根节点是“RegisterMapping”。
根节点下的每一个子节点代表一个回路设备。
回路设备的子节点定义了回路设备和ModBus寄存器的映射关系:
一个回路设备对应一个ModBus寄存器。
在选择了一个回路设备后,点击“DeleteaPoint”按钮可以删除选中的点和它的子节点。
只有回路设备可以被删除,它的子节点和根节点都不能被删除。
有关回路设备的子节点的具体信息,请见图4.6ModBus寄存器映射。
图46ModBus寄存器映射
4.4.5配置标签页
配置窗口中有三个标签页:
“SystemConfiguration”,“RegisterforModule”和“RegisterforDetecter”。
“SystemConfiguration”页用来配置LPI-ModBus转换器的系统参数;“RegisterforModule”页把回路模块映射到ModBus寄存器;“RegisterforDetecter”页把回路探测器映射到ModBus寄存器。
4.5系统配置
如图4-7所示,用户可以在配置窗口的“SystemConfiguration”标签页中创建以及编辑系统配置文件。
图47系统配置界面
参数的含义:
▪BaudRate、DataBits、StopBits(波特率、数据位和停止位):
ModBusRTU通信端口设置。
▪Polling(轮询):
ModBus转换器和某一第三方系统之间的轮询周期。
▪Response(响应):
转换器和某一第三方系统之间的通信超时时间。
这个时间用来决定转换器和该第三方系统之间是否存在通信错误。
▪Timeout(超时):
ModBusRTU链路端口的通信超时,用来决定转换器的RS232/RS485端口是否有断路故障。
▪Temperature(温度):
模拟信号分辨率,表示第三方系统感温探测器的温度。
▪SmokeDensity(烟雾浓度):
模拟信号分辨率,表示第三方烟雾探测器的烟雾浓度。
▪SlaveAddressOffset(从机偏移地址):
LPI-ModBus转换器从机的地址:
基地址+地址偏移量。
如果ModBusRTU链路上(RS485)从机地址不超过15,那么地址偏移量通常为0,基地址就是从机地址。
在配置了以上所有参数后,点击“SaveSystemConfiguration”或者“SystemConfigurationSaveAs”菜单以保存系统配置。
然后可以把系统配置文件下载到LPI-ModBus转换器。
注意:
如果使用系统默认配置(参数值如图4-7所示),用户无需创建和下载系统配置文件。
LPI-ModBus转换器通电时会自动使用默认配置初始化。
注意:
系统配置文件的扩展名必须是“.SCF”。
4.6ModBus寄存器配置
4.6.1设备状态
下列探测器状态可以映射到ModBus寄存器:
▪Normal(正常)
▪Alarm(火警)
▪Trouble(故障)
▪AnalogValue(模拟量)(智能探测器的温度或烟
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