PMC550APROFIBUS规约V61140121PMC630A.docx
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PMC550APROFIBUS规约V61140121PMC630A
PMC-550A低压电动机保护控制器
PROFIBUS通信规约V6.1
深圳市中电电力技术有限公司
目录
1简介1
2PROFIBUS通信协议说明1
2.1物理层1
2.2数据链路层2
2.3用户接口定义4
3通讯数据包5
3.1组态模块定义5
3.2电能寄存器10
3.3设备参数寄存器10
3.4保护参数寄存器13
3.5可编程逻辑设置参数寄存器17
3.6事件记录寄存器18
3.7起动报告记录19
3.8起动录波寄存器20
3.9时间寄存器21
3.10继器电遥控操作寄存器21
3.11装置信息寄存器22
4CRC-16算法25
5附表27
表1SOE事件定义27
附录A规约变更记录30
1简介
本规约详细地描述了PMC-550A装置在PROFIBUS通讯模式下的输入和输出命令、信息和数据,以便于第三方开发和使用。
本协议使信息和数据在上位机主站和子站之间有效地传递,它包括:
1)允许主站访问和设定子站的全部设置参数;
2)允许主站访问子站的所有测量数据。
2PROFIBUS通信协议说明
2.1物理层
PROFIBUS采用一种两头有终端的总线拓扑,确保在运行期间接入和断开一个或多个站而不影响其他站(即使在本质安全区亦如此)允许三种不同的物理层选择:
·RS485:
主要用于DP和FMS
·EC1158-2:
主要用于PA
·光纤:
主要用于DP和FMS
RS485(H2)
·异步NRZ传输编码,适合RS485
·波特率从9.6kBit/s到12MBit/s分步可选
·屏蔽双绞电缆
·每段32个站,最多允许127个站
·距离取决于波特率
·12MBit/s=100m;1.5MBit/s=400m;<=187.5kBit/s=1000m
·用中继器可延长距离到10公里
·9针D型连接器
EC1158-2(H1)
·同步曼彻斯特传输编码,31.25kBit/s,电流方式
·本质安全(可选)和通过总线对站点供电
·屏蔽或非屏蔽双绞电缆
·每段距离1900米,用中继器可延长到10公里
·最多允许127个站,每段10-32个站(取决于EX类型和电耗)
异步传输连接器
1.RS-485的三线端子
由于PROFIBUS-DP的底层实际上是RS-485的传输介质,因此其通信接口可以选用RS-485通信接口,3个端子的定义分别是DG/A/B。
2.DB9连接器
每个站均经由一个9针D型连接器与介质相连。
插座固定在站上,而插头安装在总线电缆上。
其机械和电特性按IEC60807-3中的规定。
连接器的引脚分配见下表。
引脚号
RS-485
信号名称
含义
1
-
SHIELD(见注1)
屏蔽,保护地
2
-
M24V(见注1)
负24V输出电压
3
B/B′
RxD/TxD-P
接收/发送数据-P
4
-
CNTR-P(见注1)
控制-P
5
C/C′
DGND
数据地
6
-
VP(见注2)
电压-正
7
-
P24V(见注1)
正24V输出电压
8
A/A′
RxD/TxD-N(见注1)
接收/发送数据-N
9
-
CNTR-N(见注1)
控制-N
注1:
信号是可选的。
注2:
信号仅在总线电缆终端的站才有必要。
2.2数据链路层
PROFIBUS数据链路层服务定义
Profibus的FDL服务主要有SDA、SDN、SRD以及CSRD。
服务
功能
DP
PA
FMS
SDA
发送需确认的数据
√
SDN
发送不要求确认的数据
√
√
√
SRD
发送并请求回答的数据
√
√
√
CSRD
周期性的发送并请求回答的数据
√
其中Profibus-DP只支持SDN、SRD两种报文类型
报文格式
SYN
SD
DA
SA
FC
DU
FCS
ED
SYN――同步位
对于PROFIBUS,每个握手报文前必须保持33位长的空闲状态(二进制”1”信号)
SD――启动字节
规定了有关的报文类型。
PROFIBUS区别对待一下几种报文:
不带数据域的信息域长度固定格式SD1(代码:
10H)
信息域长度可变格式SD2(代码:
68H)
带数据域的信息域长度固定格式SD3(代码:
A2H)
令牌报文SD4(代码:
DCH)
短确认SD5(代码:
E5H)
DA――目的地址字节(目的地址)
SA――源地址字节(源地址)
FC――控制字节(帧控制)
此字段定义报文类型,例如SDN,SDA和SRD分别作为握手报文、确认报文和响应报文。
此字段还包括防止信息丢失或重复的控制信息。
CSRD不能通过总线辨识(对应于SRD)。
DU――数据域
此字段包含要传输的LINK_PDU。
数据域有固定长度(=8字节)和可变长度(<246字节)。
数据域还包括SSAP和DSAP。
FCS――校验字节(帧校验序列)
在PROFIBUS中,所有报文(除令牌和短确认外)用校验和存储。
ED――中止字节(结束符)
此字段标志着报文结束,而且对于可变长度格式的报文,为了得到海明距离HD=4,这些报文的实际长度也必须传输。
此时,报文开始处的长度值是加倍的。
PROFIBUS数据链路层几种报文格式(异步传输)
每个字节由11位组成:
1个起始位,8个数据位,1个奇偶校验位(偶校验)和1个停止位。
1.不带数据域的信息域长度固定的报文
启动符(SD1:
10H)
目的地址DA
源地址SA
功能码FC
校验序列FCS
结束符ED(16H)
2.信息域长度可变格式
启动符(SD2:
68H)
长度LE
重复长度LEr
启动符(SD2:
68H)
目的地址DA
源地址SA
功能码FC
数据域DU
(包含DSAP和SSAP)
(<246字节)
校验序列FCS
结束符ED(16H)
3.带数据域的信息域长度固定的报文
启动符(SD3:
A2H)
目的地址DA
源地址SA
功能码FC
数据域DU
(包含DSAP和SSAP)
(8字节)
校验序列FCS
结束符ED(16H)
4.令牌报文(限主站之间)
启动符(SD4:
DCH)
目的地址DA
源地址SA
5.短确认报文
启动符(SD5:
E5H)
2.3用户接口定义
PROFIBUS通过服务访问接点完成主从站之间的数据交互,常见的服务访问点如下:
1)Default-SAP:
用户数据交换
Data_Exchange
此功能循环地与指定给它的DP从站进行输入和输出数据的交换。
2)SAP55:
设定/更改从地址
Set_Slave_Add
此功能允许DP主站(2类)分配一个新的总线地址给一个DP从站。
当然,此从站是支持这种地址定义方法的。
3)SAP56:
读输入(DPM2)与SAP57:
读输出(DPM2)
在与1类DP主站进行数据通信的同时,用这些功能可读取DP从站的输入和输出数据。
4)SAP58:
控制命令
Global_Control
DP主站使用此控制命令将它的运行状态告知各DP从站。
此外,还可以将控制命令发送给个别从站或规定的DP从站组,以实现输入输出数据的同步(Sync和Freeze命令)。
5)SAP59:
读组态数据(DPM2)
用此功能读取DP从站的当前组态数据。
6)SAP60:
读诊断数据
在启动期间或循环的用户数据交换期间,用此功能读取DP从站的诊断信息。
7)SAP61:
设定参数化数据
参数集包括预定给DP从站的重要的本地和全局参数、特征和功能。
为了规定和组态从站参数,通常使用装有组态工具的DP主站来进行。
使用直接组态方法,则需填写由组态软件的图形用户接口提供的对话框。
使用间接组态方法,则要用组态工具存取当前的参数和有关DP从站的GSD数据。
参数报文的结构包括EN50170标准规定的部分,必要时还包括DP从站和制造商特指的部分。
参数报文的长度不能超过244个字节。
以下列出了最重要的参数报文的内容。
·StationStatus
StationStatus包括与从站有关的功能和设定。
例如,它规定定时监视器(Watchdog)是否要被激活。
它还规定了启用不启用由其他DP主站存取此DP从站,如果在组态时规定有,那么Sync或Freeze控制命令是否与此从站一道被使用。
·Watchdog
Watchdog(定时监视器,“看门狗”)检查DP主站的故障。
如果定时监视器被启用,且DP从站检查了DP主站有故障,则本地输出数据被删除或进入规定的安全状态。
在总线上运行的一个DP从站,可以带定时监视器也可以不带。
·Ident_Number
DP从站的标识号(identnumber)是由PNO在认证时指定的。
DP从站的标识号存放在此设备的主要文件中。
只有当参数报文中的标识号与此DP从站本身的标识号相一致时,此DP从站才接收此参数报文。
·Group_Ident
Group_Ident可将DP从站分组组合,以便使用Sync和Freeze控制命令。
最多可允许组成八组。
·User_Prm_Data
DP从站参数数据为DP从站规定了有关应用数据。
例如,这可能包括缺省设定或控制器参数。
8)SAP62:
检查组态数据
在组态数据报文中,DP主站发送标识符格式给从站。
这些标识符格式告知DP从站要被交换的输入/输出区域的范围和结构。
这些区域(也称“模块”)是按DP主站和DP从站约定的字节或字结构(标识符格式)形式定义的。
标识符格式允许指定输入或输出区域,或各模块的输入和输出区域。
这些数据区域的大小最多可以有16个字节/字。
当定义组态报文时,必须依据DP从站设备类型考虑下列特性:
·DP从站有固定的输入和输出区域
·依据配置,DP从站有动态的输入/输出区域
·DP从站的输入/输出区域由此DP从站及其制造商特指的标识符格式来规定
3通讯数据包
在PMC-550A中,其功能实现主要是通过SAP62与Default-SAP两个数据访问点实现的。
SAP62的Chk_Cfg组态数据报文告知DP从站要被交换的输入/输出区域的范围和结构,Default-SAP完成主站与从站之间的输入输出数据的交换。
组态报文配置请见550A.GSD。
3.1组态模块定义
模块1:
"寄存器操作,8输入8输出"
模块1
描述
数据格式
单位/范围
备注
控制域
UINT16
地址域
UINT16
数据域
UINT32/INT32
模块1可用于访问3.2~3.8章节的所有寄存器。
1)主站请求报文(输出8字节)
每个请求报文包由4部分组成:
寄存器控制域、寄存器地址域、寄存器数据域,共计8字节。
寄存器控制域2个字节,代表寄存器访问的功能(读还是写)。
寄存器地址域有2个字节,代表待读写的寄存器地址。
寄存器数据域有4个字节,写寄存器时用来向从站写入一个参数,或某个控制功能。
读寄存器时,该域无效。
2)从站响应报文(输入8字节)
每个响应报文包由4部分组成:
寄存器控制域、寄存器地址域、寄存器数据域,其中控制域、寄存器域、数据域总计固定为8字节。
控制域、寄存器地址域、寄存器数据域的含义如下:
1)控制域2个字节,代表寄存器访问的功能(读还是写)。
读:
0x6301
写:
0x6302
若控制域写入错误,则控制域、寄存器域、数据域全部返回0xFFFFFFFFFFFFFFFF。
2)寄存器地址域有2个字节,代表待读写的寄存器地址。
该模块所能访问的详细寄存器地址见3.2~3.8节说明。
3)寄存器数据域有4个字节,可用于传递请求的一个数据,或作为写寄存器的确认值,也可以用来返回异常值。
读寄存器
若寄存器地址有效,则返回对应寄存器数据的值。
若寄存器地址无效,则返回值为0xFFFFFFFFFFFFFFFF。
写寄存器
若成功写入参数值。
则返回原写参数报文。
若寄存器地址无效或写入数据超出允许范围,则返回0xFFFFFFFFFFFFFFFF。
对16位寄存器,写入时只有数据域中低两个字节有效。
备注;对只读寄存器进行写操作,0xFFFFFFFFFFFFFFFF。
模块2:
"DIDO状态,2输入"
Byte.bit
描述
0.0~1.0
DI1~DI9(DI1~DI9的输入状态)
1.1~1.6
DO1~DO6(DO1~DO6的输出状态)
1.7
保留
模块3:
"三相电流,12输入"
Byte.bit
描述
0.0~3.7
A相电流(单位A,扩大1000倍)
4.0~7.7
B相电流(单位A,扩大1000倍)
8.0~11.7
C相电流(单位A,扩大1000倍)
模块4:
“三相电压,12输入"
Byte.bit
描述
0.0~3.7
AB相电压(单位V,扩大100倍)
4.0~7.7
BC相电压(单位V,扩大100倍)
8.0~11.7
CA相电压(单位V,扩大100倍)
模块5:
"三相功率,14输入"
Byte.bit
描述
0.0~3.7
三相有功功率(单位W)
4.0~7.7
三相无功功率(单位var)
8.0~11.7
三相视在功率(单位VA)
12.0~13.7
平均功率因数(扩大1000倍)
模块6:
"电能,16输入"
Byte.bit
描述
0.0~3.7
正向有功电能(单位kWh,X100)
4.0~7.7
反向有功电能(单位kWh,X100)
8.0~11.7
正向无功电能(单位kvarh,X100)
12.0~15.7
反向无功电能(单位kvarh,X100)
模块7:
"输出控制模块,2输出"
Byte.bit
描述
0.0~0.5
DO1~DO6(直接控制DO1~DO6动作。
)
0.6~0.7
0.6断路器合闸DO,0.7断路器跳闸DO
1.0~1.7
保留
3.2电能寄存器
40900
RW
正向有功电能
UINT32
×100,kWh
0~999999999
40902
RW
正向无功电能
UINT32
×100,kvarh
0~999999999
40904
RW
反向有功电能
UINT32
×100,kWh
0~999999999
40906
RW
反向无功电能
UINT32
×100,kvarh
0~999999999
3.3设备参数寄存器
寄存器地址
类型
描述
数据格式
单位/范围
备注
41000
RW
串口1仪表地址
UINT16
1~125
41001
RW
串口1波特率
UINT16
0~4
0-12001-24002-48003-96004-19200
41002
RW
串口1校验方式
UINT16
0~5
0~5分别对应:
8N2,8O1,8E1,8N1,8O2,8E2;
41003
RW
串口2仪表地址
UINT16
1~125
[注5.1]
41004
RW
串口2波特率
UINT16
0~4
0-12001-24002-48003-96004-19200
41005
RW
串口2校验方式
UINT16
0~5
0~5分别对应:
8N2,8O1,8E1,8N1,8O2,8E2;
41006
RW
MTA规格
UINT16
[注5.2]
41007
RW
三相TA变比
UINT16
[注5.3]
41008
RW
保留
UINT32
41010
RW
保留
UINT16
41011
RW
一次侧额定电压
UINT16
100V~800V,步长1V,ULL
线电压
41012
RW
AO_key
UINT16
0~4
AO项目选择Ia(0)/Ib
(1)/Ic
(2)/Iavg(3)/∑kW(4)
41013
RW
AO_zero
INT32
-999999~999999
41015
RW
AO_full
UINT32
0~999999
41017
RW
保留
UINT32
41019
RW
保留
UINT32
41021
RW
保留
UINT16
41022
RW
保留
UINT16
41023
RW
保留
UINT16
41024
RW
二次侧额定电压
UINT16
100V~800V,步长1V,Um
线电压
41025
RW
保留
UINT16
41026
RW
DI激励方式
UINT16
00000000000~
11111111111
[注5.4]
41027
RW
电能脉冲使能
UINT16
0~3
0:
禁止1:
有功,
2:
无功3:
有功+无功
41028
WO
清除SOE
UINT16
写入0xFF00有效
SOE总指针清零
41029
WO
清除电能
UINT16
写入0xFF00有效
[注5.1]对于带PROFIBUS通信接口的PROFIBUS装置,串口2波特率与奇偶校验方式位无意义。
串口2ID指PROFIBUSID,范围为1-125。
[注5.2]数据值为0~12分别对应MTA规格:
1A/5A/10A/15A/25A/50A/75A/100A/150A/200A/300A/400A/800A
[注5.3]当MTA=1A,TA变比范围1~5000;当MTA=5A,TA变比范围1~1000;当MTA=其他规格时,TA变比=1;
[注5.4]DI采样类型寄存器的每一bit位对应一个DI,其对应关系如下表:
bit15~bit11
Bit10
bit9
bit8
bit7
bit6
bit5
bit4
bit3
bit2
bit1
bit0
保留
DI11
DI10
DI9
DI8
DI7
DI6
DI5
DI4
DI3
DI2
DI1
其中当bit位为1时表示对应的DI为交流采样,为0时表示对应的DI为直流采样。
例如:
寄存器值为23(00000010111)表示DI1、DI2、DI3和DI5为交流采样,其他DI为直流采样;
3.4保护参数寄存器
寄存器地址
类型
描述
数据格式
单位/范围
备注
41200
RW
R1出口展宽
UINT16
0.0-99.9s,步长0.1s,
×10
[注6.1]
41201
RW
R2出口展宽
UINT16
0.0-99.9s,步长0.1s,×10
[注6.1]
41202
RW
R3出口展宽
UINT16
0.0-99.9s,步长0.1s,×10
[注6.1]
41203
RW
手动合闸延时
UINT16
0.0-99.9s,步长0.1s,×10
41204
RW
手动跳闸延时
UINT16
0.0-99.9s,步长0.1s,×10
[注6.1]出口展宽设置为0时,出口动作后需要按复归键或者发送复归命令手动返回,设置其他值时保护返回后开始计时,出口展宽时间到后自动返回。
3.5事件记录寄存器
PMC630A共有64组事件记录。
寄存器地址
类型
描述
数据格式
范围/备注
42000~42020
RO
事件1
42021~42041
RO
事件2
42042~42062
RO
事件3
42063~42083
RO
事件4
42084~42104
RO
事件5
42105~42125
RO
事件6
………
43323~43343
RO
事件64
[注7.1]SOELOG定义如下,每条事件占用21个寄存器地址:
+0RO在SOE缓冲区的存储位置(0~63)
+1RO事件类型
+2RO事件代码
+3(Hi)RO事件发生年(00~99表示2000~2099)
+3(Lo)RO事件发生月(1~12)
+4(Hi)RO事件发生的日(1~31)
+4(Lo)RO事件发生小时(0~23)
+5(Hi)RO事件发生的分(0~59)
+5(Lo)RO事件发生的秒(0~59)
+6RO事件发生的毫秒(0~999)
+7~8RO事件记录的有关数值value_1,如果不需要,此项为0(INT32)
+9~10RO事件记录的有关数值value_2,如果不需要,此项为0(INT32)
+11~12RO事件记录的有关数值value_3,如果不需要,此项为0(INT32)
+13~14RO事件记录的有关数值value_4,如果不需要,此项为0(INT32)
+15~16RO事件记录的有关数值value_5,如果不需要,此项为0(INT32)
+17~18RO事件记录的有关数值value_6,如果不需要,此项为0(INT32)
+19~20RO事件记录的有关数值value_7,如果不需要,此项为0(INT32)
对于事件记录有关的数值,对于不同的事件其定义不同。
对于开入开出变位事件,只有value_1有效,记录的是变位值。
对于AD自检事件,value_1的低16位记录AD自检出错时采样的最大值,value_1的BIT16~BIT21分别记录AD自检的采样出错通道,记录顺序为UAB,UBC,IA,IB,IC,IN(IR)。
对于AD自检以外的自检,value_1~value_7均无效。
每条SOE的完整信息包括21个寄存器。
任何位置的SOE均可读,无论该位置是否真正有SOE信息,所以应判断SOE的有效性。
可判断每条SOE中的第2个寄存器(事件类型),若为0FFH,则表示该SOE为空(该位置从来没保存过SOE,或SOE已被清除),若类型与所有的事件定义均不符,则表示该SOE填写错误。
SOE事件定义见附录表1。
3.6时间寄存器
寄存器地址
类型
描述
数据格式
范围/备注
60000
RO
Hi:
年(-2000)
Lo:
月
UINT16
年:
0~99
月:
1~12
60001
RO
Hi:
日
Lo:
时
UINT16
日:
1~31
时:
0~23
60002
RO
Hi:
分
Lo:
秒
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