GB T 25110.2-2010 工业自动化系统与集成 工业应用中的分布式安装 第2部分 混合通信总线.pdf
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1、ICS 25.040.01 N 10 道昌国家标准和国-tI: -、中华人民G/T 25110.2-201 O/ISO 23570-2: 2005 工业自动化系统与集成工业应用中的分布式安装第2部分:混合通信总线Industrial automation systems and integration Distributed installation in industrial application Part 2 : Hybrid communication bus CISO 23570-2: 2005 , IDT) 2010-09-02发布2010-12-01实施数码防伪中华人民共和国国家
2、质量监督检验检茂总局中国国家标准化管理委员会发布GB/T 25110.2-201 O/ISO 23570-2: 2005 目次Inu-14142223456761 1iq 范规范计规设计的设器的接器连接缆连电缆色合电颜相比式统考吁绞原参光双F-统缆)件u系电录录录Eu的式附附附配义纤绞性性性引定u光双uu料范范H性性和则于于块源啧规规围致范语求通基基模电气、们范一规术要4言言12345录录录引前引12345丘5.5.旦旦附附附索GB/T 25110.2-201 O/ISO 23570-2: 2005 剧昌GB/T 25110(工业自动化系统与集成工业应用中的分布式安装包含下列部分:第1部分:传
3、感器和执行器;第2部分:混合通信总线;第3部分:配电总线。本部分是GB/T25110的第2部分。本部分等同采用IS023570-2: 2005(工业自动化系统与集成工业应用中的分布式安装第2部分:混合通信总线)(英文版),采用等同翻译法起草。本部分的技术内容和组成结构与IS023570-2: 2005(工业自动化系统与集成工业应用中的分布式安装第2部分:混合通信总线)(英文版)相一致。本部分只做了以下编辑性修改:将IS023570改为GB/T25110飞把IS023570-2改成GB/T25110第2部分或GB/T 25110.2或GB/T25110的本部分气删除了IS023570-2: 20
4、05的前言,并根据我国国家标准编制要求重新起草了前言;一一一本标准中出现的国际标准已转化为国家标准的,将其编号改为国家标准编号,未转化的国际标准保留。本部分的附录A是资料性附录,附录B、附录C是规范性附录。本部分由中国机械工业联合会提出。本部分由全国自动化系统与集成标准化技术委员会(SAC/TC159)归口。本部分负责起草单位:北京机械工业自动化研究所。本部分参加起草单位:北京机床研究所。本部分主要起草人:赖维德、梁若琼。I GB/T 25110.2-201 O/ISO 23570-2: 2005 51 用于离散的零部件制造工业中的现代机床是复杂的系统,它包括材料制备(金属切除、材料成型等)、
5、材料搬运、装夹和把苓部件从一个站移到另一个站的传送线的分系统。每个分系统本身又是一个复杂的系统,它含有许多传感器、执行器和控制元件,它们接收及传送电信号和/或需要电源。为减少故障情况下的停机时间,它们中的大多数使用可快速更换的电缆组件。系统作为一个整体,其恰当操作需要各分系统的协调,这需要更多的电缆和连接器。由于这种复杂性,恰当地操作这样一种机床就需要大量的电缆和连接器。增加传感器、执行器及控制元件的数量导致这种电缆组件种类的增加。由于其复杂性,电缆组件种类的增加又会导致增加维护成本、大量备品库存和增加维护人员培训11成本。说明:1一一具有集成的电子元件的电机(例如步进电机); 2一一具有分离
6、的电机控制器的固定转速电机;3一一配电控制柜;4一一具有相连的电机控制器的固定转速电机;5 具有集成的I/O模块和设置在一起的传感器及执行器的可变转速电机;6一一具有一组传感器的1/0模块;7一一具有集成的电子元件的电机(例如步进电机); 8一一连接于一组传感器和含液压/气动阀的执行器的1/0模块;9-一遥控终端。图1GB/T 25110中表述的系统部件GB/T 25110规定了对电缆、连接器和在这些元件范围内选择参数的一组要求,如果完全得到满足,这将大大地减小线路复杂性和这种机器系统的维护成本。对于这种系统的制造商将以降低复杂性成本这种方式获利,而对于这种系统的用户,由于减少零部件库存和简化
7、维护培训将以减少停机时间方式获利。GB/T 25110中描述的技术对其他工业及工艺具有适用性;对于离散的零部件制造,不限制它的适用性。H GB/T 25110.2-2010/ISO 23570-2 :2005 在GB/T25110中表述了3个重要方面:传感器及执行器与系统架构的互连;含有信息通路(现场总线)及供给现场装置的电源的混合系统架构;能为系统中的所有辅助电机提供电力的电力中继线。GB/T 25110未涵盖诸如金属切削用的主轴电机的大功率装置。GB/T 25110中描述的机床受到国家及国际安全标准的约束。GB/T25110打算详细说明支持符合这种标准的系统元件。在图1中,实心电缆代表为电
8、机提供3相交流电的配电总线。空心电缆代表含有现场总线通信通道及低压电的混合通信总线。图1中间的(3)显示用于3组配电总线的控制柜。这个柜含有现场总线通信的前端部、低压电源及3相电源。控制柜左方的(1)是具有集成的电子元件的电机,而(2)是具有分离的电机控制器的固定转速电机。两个单元通过通信总线及配电总线连接于控制柜。控制柜右方的(4)是具有连接的电机控制器的固定转速电机,(5)是具有连接于若干传感器及执行器的集成的1/0模块的可变转速电机,而(6)是连接于若干传感器及包含液压/气动阀的执行器的另一个1/0模块。1/0模块(6)仅通过混合通信总线连接于控制柜。控制柜前方还有3个单元,(7)是具有
9、集成的电子元件的电机,(8)是连接于若干传感器及包含液压/气动阔的执行器的另一个1/0模块,而(的是遥控终端。图1用来解释可能用到GB/T25110的各种部件的互连。GB/T 25110. 1提供了对于支持这个系统要求的传感器、执行器及1/0模块的要求。GB/T25110 的本部分提供了对于共享的通信及低电压配电系统的要求。GB/T25110. 3提供了对于小功率电机系统的配电的要求。虽然通过单独使用本标准的某一部分,或许可以显著减少维护及操作成本,但是要获取最大利益,只有执行本标准的所有部分。GB/T 25110的本部分提供了对于支持这个系统要求的共享通信及低电压配电系统的要求。E GB/T
10、 25110.2一2010/ISO23570-2: 2005 1 范围工业自动化系统与集成工业应用中的分布式安装第2部分:混合通信总线GB/T 25110的本部分规定了机床以及工业自动化领域里的类似大型设备中的控制系统元件之间的互连。这个规范包含:电缆类型、尺寸和护套颜色、连接器类型及接触件赋值以及适用于传感器及执行器的诊断功能。GB/T 25110的本部分规定了现场总线通信的布线和这个通信总线上的模块的功率分布。GB/T 25110的本部分没有表述这种设备操作的有关安全问题。这种要求应咨询相应的安全标准。2 一致性如果模块、连接器、电缆及电缆组件满足包含5.2或5.3的第5条的要求,其生产商
11、就可声明符合GB/T 25110的本部分。3 规范性引用文件下列文件中的条款通过GB/T25110的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本部分。GB 42082008 外壳保护等级(IP代码)(IEC 60529: 2001 , IDT) GB 5226. 1 2008机械电气安全机械电气设备第1部分:通用技术条件(lEC60204-1: 2005 , IDT) GB/T 12357. 42004 通信用多
12、模光纤第4部分:A4类多模光纤特性(lEC60793-2-40: 2002 , MOD) IEC 61076-2-104:2008 电子设备用连接器产品要求第2-104部分:圆形连接器带M8螺纹锁紧或咬接锁紧的圆形连接器用详细规范(Connectorsfor electronic equipmentProduct requirements Part 2-104: Circular connectors一-Detail specification for circular connectors with M8 screw-locking or snap-locking) 4 术语和定义下列术语和
13、定义适用于GB/T25110的本部分。4.1 IP代码IP code 对系统进行编码,以指示由外壳提供的抵御有害物件进入、固体异物侵入、水浸入的防护等级,并给出与这种防护相关联的附加信息。GB 42082008J 1 GB/T 25110.2-201 O/ISO 23570-2: 2005 4.2 模块module 能够在通信总线上进行通信的网络单元。4.3 网络单元network unit 混合通信总线上具有的单元,它从该总线的一个电源电路引出其电惊。4.4 如:112满足IEC61076-2-101要求的连接器,其直径为12mmo 4.5 如:I12X1连接器的连接螺纹为12mm,螺距为1
14、mm。4.6 POF 塑料光学纤维。4. 7 LED 发光二极管。5 要求5. 1 通则由GB/T25110的本部分规定的混合电缆系统,它能支持现场总线通信和能为总线上的部件提供辅助电源。提供了通到通信通道的两个途径,一个基于光纤,而另一个基于双绞式导线。GB/T 25110的本部分还要求该系统支持两个独立的24VDC电源系统。注:规定这些双电源系统的背后意图是为系统设计者提供便利,利用这种便利,相关装置的安全问题可彼此独立地被分开。对于GB/T25110的本部分,双电源将被标注为八及B。电源A设定为不断开的电源;电源B设定为可被切换。由GB/T25110的本部分支持的网络技术是菊链式的多压降
15、系统的技术。这些网络元件可被结合人星形技术中;但是星形技术网络的要求不在GB/T25110本部分的范围内。网络上的每个单元应装设两个连接器,一个朝向电源的上游,另一个朝向下游。GB/T 25110规定的所有部件应列为GB4208-2008定义的IP65及IP67等级。GB/T 25110中未另外规定的所有低电压控制电缆的护套将是灰色的。5.2 基于光纤的系统5.2.1 电缆及电缆组件每根电缆应含有两个POF波导管,一个用于传输,而另一个用于接收。光纤器件应具有GB/T 12357.4-2004中A4型纤维给出的公称规格。每根电缆应含有4股铜导线,其横截面积为1.5 mm22. 5 mm20电缆
16、护套应能抗御所有的普通工业润滑剂及冷却剂。电缆组件的供货商应提供与电缆相适应的润滑剂及冷却剂的清单。护套颜色应是紫色。注:为进一步精确决定颜色规格,见附录Ao满足5.2.2要求的网络连接器应终结于电缆组件的每一个端部。电缆组件的一个端部应有用于铜线路的阳连接件,另一个端部应有铜线路的阴连接件。光纤通道的连接器在电缆组件的两个端部应是2 GB/T 25110.2-201 O/ISO 23570-2: 2005 阴连接器。诸如应用于牵引链作业的某些用途的这种电缆,可能要求经常弯曲。所述电缆的特点应是不论是否这样一种作业都适用。5.2.2 连接器连接器应规定极性,以避免不正确的接配。铜连接器的每个接
17、触件应具有5A或更大的电流承载量。注:附录B提供了满足这些要求的连接器的其他技术规范。连接器的接触件14应被用于传输表1规定的电源电压。表1基于光纤的混合电缆的接触件赋值接触件电路接触件1电源A十24V(dc) 接触件2电源A0 V 接触件3电源B0 V 接触件4电源B十24V(dc) 接触件下R光纤通道5.2.3 网络单元每个网络单元应设置两个固定的连接器,每个连接器满足5.2. 2的要求。一个是用于铜电路的阳连接器,而另一个应是用于铜电路的阴连接器。在光纤通路上的两个连接器应是阴连接器。每个连接器应带有一个接收器和一个发送器作为有效的光纤元件。注:意图是网络单元将置于混合总线中,使得电力被
18、供输至网络单元的铜电路的阳连接器。严格遵守GB/T25110 的本部分提供的对于网络单元、电缆组件和电源的要求,将能保证做到这点。在某些应用中,可能要求为了节约而使网络单元能从网络中去除而不中断网络或电源的工作。为满足这种要求,网络单元应设置两个分离的部件,一个可被中断,而一个保持网络连接。如何实现这点的细节不在GB/T25110的本部分的范围内。网络单元的特点应是不论是否这样一种作业都应能适应。5.2.4 网络终揣在网络下游插头上,网络的最后节点应有外罩,以满足环境上的要求。5.3 基于双绞式电缆的系统5.3. 1 电缆与电缆组件每根电缆应含用于网络通信的屏蔽的双绞式导线。该导线应适于所使用
19、的总线技术。每根电缆应含4根铜导线,其横截面积为1.5mm22.5 mm2之间,以传送电力。电缆护套应能抵御所有的普通工业润滑剂及冷却剂。电缆组件的供应商应提供与电缆相适应的润滑剂及冷却剂的清单。护套颜色应是紫色。注:为进一步精确决定颜色规格,可参见附录Ao满足5.3. 2要求的网络连接器将终结于电缆组件的每个端部。电缆组件的一个端部应具有阳连接器;而另一个端部应具有阴连接器。诸如应用于牵引链作业的某些用途的这种电缆可能要求经常弯曲。该电缆的特点应是不论是否这样一种作业都适用。5.3.2 连接器连接器应具有有效藕合的方便性,闭合或打开时既不要工具也不要简单的手动工具。连接器应规定极性,以避免不
20、正确的接配。动力导线接头的每个接触件应具有5A或更大的电流承载量。注1:附录C提供了满足这些要求的连接器的其他技术规范。3 GB/T 25110.2-201 O/ISO 23570-2: 2005 连接器的接触件14应被用于传输电源电压,而接触件A及B应如表2规定的将提供对双绞式通信导线的连接。独立的接触件应为通至双绞导线的屏蔽线提供连接。这个接触件应通过把连接器分隔成两部分的金属板来实现,一个部分用于电源,另一个部分用于信号。注2:这样一种接触件在图C.l中用厚度尺寸B表示。在阴连接器中的相应接触件,在图C.4中以尺寸CV表示,和在图C.5及图C.6中以三角形接触件表示。表2基于双绞式的混合
21、电缆的接触件赋值接触件电路接触件1电源A十24VCdc) 接触件2电源A0 V 接触件3电源B0 V 接触件4电源B十24VCdc) 接触件A-B屏蔽的双饺式电缆5.3.3 网络单元每个网络单元应设置两个固定的连接器,每个连接器满足5.2.2要求。一个连接器应是阳的,而另一个应是阴的。注:意图是网络单元将置于混合总线中,使得电力被供输至网络单元的铜电路的阳连接器。严格遵守GB/T25110 的本部分提供的对于网络单元、电缆组件及电源的要求,将保证能做到这点。在某些应用中,可能要求为了节约而能从网络中去除网络单元而不中断网络或电源的工作。为满足这种要求,网络单元应设置两个分离的部件,一个可被中断
22、,而一个保持网络连接。如何实现这点的细节不在GB/T25110的本部分的范围内。网络单元的特点应是不论是否这样一种作业都能适应。5.3.4 网络终端在网络下游插头上,网络的最后节点应有适合于所使用的总线技术的网络终端连接器。5.4 模块5.4. 1 通则每个模块应含有按5.2或5.3规定的两个连接器。示例:摸块含有连接现场总线上的传感器及致动器的I/O模块。模块还含有电机控制器和能够在现场总线上通信的其他辅助设备。每个模块应能由电源A向自身的工作提供电能。每个模块应设置M12X 18接触式阴连接器,后者应与1EC61076-2-104:2008中规定的M12X18 接触式阳连接器相配合,它将被
23、用于规定在现场总线上的7位的模块地址。5.4.2 地址插头为在现场总线上的寻址模块中提供透明度,GB/T25110的本部分要求应用可编程插头去识别5.4中规定的模块。上述插头应含有:如1EC61076-2-104:2008中规定的M12X18接触式阳连接器和用于接地的装置。对于所选择的每个位,插头的相应接触件(l7)应接地和连接于接触件80接触件1应对应于地址的最低有效位(LSB);接触件7应对应于最高有效位(MSB)。接地的电路应被解释为1,开放电路应被解释为0。地址插头应有安装环,使得它可以临时连接于它所识别的系统部件(非模块)。注:意图是为保持对系统部件的现场总线识别提供便利(如图1中所
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