DP-5502用户手册

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5通道隔离数字量输入5通道继电器输出模块

DP_5502

Profibus-dp

使用手册

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1、主要用途

用于现场总线（FCS）,可编程控制器（PLC）、DCS、PCS、计算机等控制、数据采集系统的开关量输入扩展，采用Profibus专用芯片，支持所有Profibus-dp现场总线系统。 ? 主要特点

? Profibus-dp通讯方式，支持多种组态软件，PLC系统。 ? 2路隔离数字量输出、带2路输出状态LED指示；5路差分模 拟量输入。

? 9.6Kbps~6Mbps自适应波特率选择。 ? 数字量输入、输出回路与通讯回路电隔离。 ? 电源极性保护。 ? 主要参数（表1）

工作电压 通讯接口 通讯速率 兼容性 传送距离 输入接口 输出接口 隔离方式 适用范围 工作温度 安装方式 工作湿度 +9V~+30VDC带电源极性保护 标准Profibus接口（模块地址<126有效） 9.6Kbps~6Mbps自适应波特率选择 与Profibus 系统完全兼容 Profibus专用线<1.2KM中继器、光纤器可扩展距离 模拟量输入：5路差分。 数字量输出：2路。 输入/输出与通讯回路隔离电压2500V。 所有Profibus主站设备（PLC、PC、DCS）可连接。 -20℃～+85℃ 标准DIN导轨安装 35~85%（不结露） 产品用户手册 Quanzhou Jinjiang Airport Electronic Intelligent Technology Co.,Ltd

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主要技术指标

设置

技术规范内容：

? 通讯速率：9.6Kbps、19.2Kbps、93.75Kbps、187.5Kbps、500Kbps、1.5Mbps、3Mbps、6Mbps、12Mbps。

? 连接数量：最多为126个。

? 用户参数设置：模块需要手动地址设置，通过编码器进行地址手动设置，取编码器的箭 头指向的数值，比如两个编码器上的箭头都指向1，表示为0X11，转化十进制为17，表示地址为17。

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1. DP-5502功能简介

DP-5502是RTD温度采集模块，可以同时对5路的RTD进行测量。适用于采集工业现场的温度值。模块还具有2路的数字开关量输出，可以设置为用户控制输出。

1.1 主要技术指标

1.1.1 模拟量输入 ? 输入路数： ? 输入类型：

5路差分 Pt、Cu系列RTD

? 热电阻类型和温度范围：

Pt系列（Pt10、Pt100、Pt200、Pt500、Pt1000）： -200oC 到 850 oC Cu系列（Cu50、Cu100）： -50oC 到 150 oC ? RTD接线方式： 2线或3线制 ? 温度分辩率： ? 精度：

? 采样速率： ? 输入阻抗： ? 端子反接保护 1.1.2 数字量输出 ? 输出路数： ? 输出类型：

2路

集电极开漏输出 0.1℃ ±0.05％ 8采样点/秒 1.5MΩ

? 周期性自校准功能

? 最大负载电压： 50V ? 最大负载电流： 50mA ? 具有控制安全输出功能 1.1.3 系统参数 ? CPU：

32位RISC ARM 实时操作系统 2500 VDC

+10~+30VDC，电源反接保护 1.2W@24VDC -25℃～+85℃

隔离电压2500 VDC，ESD、过压、过流保护

? 操作系统： ? 隔离耐压： ? 供电电压： ? 功耗：

? 工作温度： ? 通讯接口：

? 塑料外壳，标准DIN导轨安装

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1.2 原理框图

DP-5502模块的原理框图如图 1.2所示。模块主要由电源、隔离电路、A/D转换电路、数字量输出电路、RS-485隔离通讯接口以及MCU等组成。模块的微控制器采用32位RISC的ARM芯片，具有非常快速的数据处理能力，并采用了看门狗电路，可以在出现意外时将系统重新启动，使得系统稳定可靠。

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DP-5502是针对工业应用而设计的，其内部输入输出单元与控制单元之间采用光电隔离，并对输入信号进行了滤波处理，大大地降低了工业现场的干扰对模块正常运行的影响，使模块具有很高的可靠性，其带隔离的RS-485通信接口，避免了工业现场信号对微控制器通讯接口的影响。模块具有很高的抗ESD打击能力以及过压、过流保护功能。

图 1.2 DP-5502原理框图

1.3 信号指示灯

DP系列模块具有电源指示灯和DP-NET状态指示灯，两指示灯均在上面板，需要打开外壳才能看到，此灯亮，表示DP模块供电正常。工作状态指示灯用于指示模块的工作状态。

表 1.3 正常功能状态DP-NET指示灯状态

DP-NET指示灯状态 红灯常亮 红灯不亮 模块的工作及通信状态 主、从站握手成功 主、从站握手失败

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图 1.4 电源和通讯线的连接

模块的电源和RS-485通讯线的连接示意图，如上图 1.4所示。

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2. DP-5502的RTD测温功能

2.1 RTD类型

很多过程控制、仪器应用以及其它的测量系统，都需要对温度进行测量，因此温度传感器的使用非常广泛。在工业现场，最常用的温度传感器是热电阻和热电偶。热电阻温度探测器(RTD)实际上是一根特殊的导体，它的电阻值随温度变化而变化。热电阻成本较低，线性良好，但在使用时需要施加外部激励，测温范围较热电偶小。目前应用得较多的热电阻材料铜、铂、镍以及镍铁合金等。

? 铂电阻

采用铂制成的RTD具有最佳的线性、可重复性和稳定性。工业铂电阻的测温的范围 -200~+850℃，铂电阻阻值与温度的关系可近似用下式表示： 在0~+850℃内，Rt＝R0（1＋At＋Bt2）

在-200~0℃内，Rt＝R0（1＋At＋Bt2＋Ct3（t－100）） 式中R0、Rt――分别为铂电阻在0℃和t℃时的电阻值；

A、B、C――分别是三个常系数（A＝3.9083×10－3/℃，B＝-5.775×10－7/℃，C＝-4.183×10－12/℃）。

铂电阻的允许误差为：A级为Δt＝±（0.15＋2×10－3t） B级为Δt＝±（0.3＋5×10－3t） ? 铜电阻

在一般的测量精度要求不高且温度较低的场合，普遍采用铜热电阻来测温，它的测量范围一般为-50~150℃。

铜电阻阻值和温度之间的关系可以近似用下式表示： Rt＝R0（1＋At＋Bt2＋Ct3 ）

式中的系数：A＝4.28899×10－3/℃，B＝-2.133×10－7/℃，C＝1.233×10－9/℃。 铜电阻的允许误差为：Δt＝±（0.3＋6×10－3t） ? 镍电阻

镍热电阻的基本误差是最大的。目前在国际上还没有公认的镍热电阻阻值与温度的分度表。镍热电阻阻值和温度之间的关系的一种表达式为：

Rt＝R0（1＋At＋Bt2＋Dt4+Ft6 ）

式中的系数：A＝5.485x10×10－3/℃，B＝6.650×10－7/℃，D＝2.805×10－11/℃，F＝-2.000×10－17/℃。

Pt系列的热电阻一般采用Pt10、Pt100、Pt200、Pt500、Pt1000；Cu系列的热电阻通常采用Cu50、Cu100。DP-5502支持这些热电阻类型。用户在使用该模块时需根据所使用的热电阻类型使用上位机软件对模块进行配置。

2.2 RTD测温原理

DP-5502模块通过对RTD阻值的测量，然后从分度表查找出对应的温度值来实现对温度的测量。恒流源流过RTD产生与电阻成正比的电压，电压信号通过抗混跌滤波器以防止采样产品用户手册 Quanzhou Jinjiang Airport Electronic Intelligent Technology Co.,Ltd

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后频谱的混跌，ADC对滤波后的电压信号进行采样，然后传送给MCU，MCU通过计算将电阻值计算出来。RTD测量电路的基本结构如图 2.1所示。

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图 2.1 RTD测量电路

2.3 RTD接线方式

DP-5502具有5路RTD输入通道。每个通道支持对2-wire和3-wire热电阻的测量。2-wire热电阻其接线方式如图 2.2所示，将RTD的两根线连接到RTD0+和RTD0-上，然后将RTD0-与COM短接；3-wire热电阻的3根线中有2根接头颜色相同（通常为蓝色），有1根颜色不同（通常为红色）。其接线方式如图 2.3所示。将RTD的红线接在RTD0+，将两根蓝线分别接在RTD0-和COM端上。

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图 2.2 2-wireRTD的接线方式

图 2.3 3-wireRTD接线方式

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2.4 数据类型

DP-5502将计算出来的温度转换成输出模拟量数据类型后存放于指定的16位寄存器中。DP-485主机可以通过命令读取指定通道的数据。 2.4.1 模拟量输出类型

类型代码为03时，DP-5502模块将温度值乘以10后采用补码方式存储在指定的寄存器上。用户从模块读取数据后，需要使用如下转换公式转换后才能显示出温度值：

Data_display?X 10其中Data_display为需要显示的数值；X为从模块读取的数值，当做有符号数来处理。 当用户将上、下限超限报警值配置到模块上时，需要使用如下转换公式将报警值转换，然后再强制类型转换成16-bit整型，才能发送给模块：

X?Alarm_Value?10

其中Alarm_Value为带符号的温度值；X为发送给模块的16-bit值。

2.5 RTD测量通道控制

DP-5502的5路RTD独立的差分输入通道的采样。

可以通过下拉菜单对每个通道的热电偶类型进行选择，如上图。

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3. DP-5502的数字量输出功能

DP-5502具有2路的数字开关量输出，可以设置为用户控制输出。

3.1 输出原理

DP-5502的数字量输出通道，采用集电极开漏输出方式，需要在输出端口连接负载以及上拉电源，最大负载电压50V，最大负载电流50mA。输出信号的内部等效电路如图 3.1所示。

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图 3.1 DO输出内部等效电路

当MCU内部GPIO控制位（bit1~bit0）写入“1”时，晶体管T1关闭，DOUT被外部上拉电阻拉为高电平；写入“0”时，T1导通，DOUT引脚输出为低电平。

3.2 DO接线方式

DP-5502模块的数字量输出端口在使用时必须连接上拉电阻。模块的DOn端子脚与用户提供的上拉电阻连接，DGND端子脚与用户提供的信号地相连接，如图 3.2所示（DGND是DO输出信号的公共地，与模块电源电压输入地GND是隔离的，接线时需要注意，不要混淆）。

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图 3.2 DO接线方式示意图

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图 3.3 DO驱动继电器接线示意图

DP-5502模块的输出信号驱动继电器接线方式，如图 3.3所示。连接固态继电器时，需要接一个限流电阻；连接普通继电器时，还需要接一个续流二极管，以保护内部电路不被损坏。

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3.3 数字量输出通道控制

DP-5502的2通道的数字量输出，可以设置为用户控制输出。 1. 设备版本信息

设备版本信息包括设备型号、设备代码、硬件版本、固件版本和设备备注信息。 2. 功能参数配置信息

DP模块的设备热电偶选型的修改在分配参数中，通过相应的下拉菜单选择需要的电偶类型，再确定；如错误！未找到引用源。图所示。

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上图为热电偶选型的软件界面

设备的功能参数配置信息包括设备支持的功能的配置参数，DP系列模块中不同的功能模块，功能参数配置信息不同，在任何状态下都可以直接通过软件配置功能参数。 3.3.2 功能操作

不同的DP系列产品，由于之间的功能不同，配置参数界面也不相同。在进行功能操作前，对需求的功能进行相应的参数配置。

DP-5502具有5路的模拟量输入通道和2路的数字量输出通道，在使用时选择需求功能进行配置。5路AI通道可同时采样5路差分信号输入，其测量的传感器类型可独立配置。 2路的DO通道可配置为用户输出控制模式。

1. 模拟量输入

AI通道的采样数据直接在数据采集区显示出来，测试软件提供单次和连续的读操作。 2. 数字量输出

在测试软件的数字量输出区，直接点击DO输出按钮，可以对对应的DO通道进行输出控制，对应输出位为“1”表示输出高电平，对应输出位为“0”表示输出低电平。

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4. DP-5502资源地址及通信协议

1. AI资源地址

DP-5502模块具有5路的RTD通道，其AI资源地址如表 5.2所示。

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表 5.2 DP-5502的AI资源地址 通道号 说明 通道AIN0 通道0的RTD所测的温度 通道AIN1 通道1的RTD所测的温度 通道AIN2 通道2的RTD所测的温度 通道AIN3 通道3的RTD所测的温度 通道AIN4 通道4的RTD所测的温度 AI通道采样值为当前通道所选择的RTD类型下所测的温度值。其值的数据格式为模拟量输出格式。

4.2 通信协议

? DP系列模块都可以选择为标准的Profibus-DP协议通信

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表 5.14 模拟量输入模块数据输出格式

数据格式 16进制数据 (模拟量) 数据上限 FFFF 数据下限 0000 说明 最高位为符号位，其余15位为数据位，固定4个有效字符 DP-5502的温度分辨率为0.1oC，在使用模拟量输出数据格式时，小数点后面只有一位小数(为读取到模拟数值的个位)。

PQB 0为DO输出值，1个字节，每1位代表1个DO 输出，5502只有2路DO输出，对应如表 5.15所示：

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表 5.15 DO输出代码对应表 PQB 0代码 0X00 0X01 0X02 0X03 DO1 DO0 0 0 1 1 0 1 0 1

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5. DP-5502应用示例

1、新建工程

为了测试模块是否能正确工作，我们可采用西门子S7-315-2DP进行系统调试

首先：双击打开 STEP7.运行STEP7编程软件并进入图（一）画面

按下一步进入下一步，出现图（二）

在图（二）中选择S700自带的PROFIBUS-DP的CPU315-2DP，按下一步进入下一步 图（三），添加OB1、OB82、OB100、OB122程序块，按下一步进入图（四）输入工程 名，按完成如图（五）

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图（二）

图（三）

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图（四）

图（五）

出现图（六）

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图（六）

选中图六中的 SIMATIC 300站点 ，再选择硬件，双击。出现图（七）

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七

图（七）

选中INDEX 1 单击右键，选择插入对象，出现图（八），选择PS 307 2A

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再双击 UR里的DP出现图（九），按图（九）的属性出现图（十）

图（九）

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图（十）

再选择图（十）中的网络设置出现图（十一），把图（十一）中传输率选择为187.5Kbps，配置文件选为DP。按确定，出现图（十二）。

图（十一）

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图（十二）

在图（十二）的DP主站系统中加入我们要测试的模块，比如DP5502，如图（十三）

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图（十三）

要测试模块的参数，如图（十四）

通过配置图（十四）块中PIB和把图（十三）中的设备测试模式使能。 编译—>下载—>测试。

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2、提供的测试模块的S7-315-2DP工程

首先：双击打开 STEP7.运行STEP7编程软件并进入下图画面

点击“文件菜单”出现下图

选择“打开”出现下图

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选择“浏览”选项，出现如下图窗口。

然后选取提供测试工程代码的路径“查找目录”如下图

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说明工程路径为“E:\\DP系列\\DP开发工程文件\\DP模块PLC测试工程\\DP5502”。找到后再选取执行文件。再点击“确定”出现如下图

双击“SINATIC 300 站点”后出现如下图所示界面。

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再点击“硬件”后出现下图所示。

这时就可以避免建立工程中出现的各种麻烦，PLC开发人员可以在此工程基础上进行的开发。

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GSD文件寄存器描述

详细请看GSD文件中的“警告”部分，里面有详细的注解。

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6. 免责声明

版权

本手册所陈述的产品文本及相关软件版权均属晋江机场电子科技有限公司所有，其产权受国家法律绝对保护，未经本公司授权，其它公司、单位、代理商及个人不得非法使用和拷贝，否则将受到国家法律的严厉制裁。

修改文档的权利

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/iq1.html