2024年1月1日发(作者：)

HOLLiASSM220主控制器模块基本功能嵌入式32位处理器，主频333MHz128MBDDR2SDRAM16MBNORFLASH电子盘1MBSRAM，掉电保护主、从双机冗余配置系统网冗余配置控制网冗余配置支持掉电保护功能Profibus-DP主站协议支持热插拔功能兼容FM系列I/O模块概述SM2201是SM系列控制系统硬件产品中的主控制器模块，采用嵌入式无风扇设计，超低功耗运行。模块通过96针欧式连接器与SM150主控机笼底板连接输入DC24V工作电源，主要实现对I/O模块的数据采集和运算，以及与通讯控制器或上位机的数据交换。SM220采用双机冗余配置，模块内部具有硬件构成的冗余切换电路和故障自检电路，可实现在线无扰切换，是实施各种控制策略的平台，也是系统网络和控制网络之间的枢纽。SM220采用模块化设计，整体结构为盒式插件结构，机笼安装，螺栓紧固。如图1所示。图1SM220模块外观图1SM220主控制器暂时仅限与SM150主控机笼配套使用！1

HOLLiASSM220原理概述SM220主控制器模块是现场控制站内的核心设备，SM220模块的硬件原理框图如图2所示。SM220模块提供冗余工业以太网接口，把现场控制站的所有数据上传到系统服务器，同时，接收工程师/操作员站的组态指令。SM220模块提供具备冗余Profibus-DP总线接口，实现对现场控制站内I/O模块的数据采集、处理、运算及交换。静态存储器(SRAM)用于掉电保护电路，保存实时数据。SM220电源模块通过96针欧式连接器引入DC24V工作电源用于给整个模块供电。使用说明状态指示灯SM220模块上电后，其面板上的10个LED状态指示灯显示当前的工作和通讯状态。具体状态及含义如表1所示。表1控制器指示灯定义符号RUN颜色绿定义快闪灭亮快闪灭亮灭注1注1说正常运行停止运行主控单元为从（双机）主控单元为单机主控单元为主明STANDBY黄ERROR红主控单元运行错误（也表示初始上电正常）主控单元正常运行2

HOLLiAS亮PROJECT绿快闪灭亮SYNC黄快闪灭亮RNET黄闪注1注1注1SM220主控有工程工程下装或备份主控没有工程同步通路正常同步数据正常同步通路故障（单主控）双机冗余网链接正常双机冗余网链接正常并处于数据交换双机冗余网故障系统网1链接正常系统网1链接正常并处于数据交换系统网1故障系统网2链接正常系统网2链接正常并处于数据交换系统网2故障主机控制网A正常且处于侦听状态注1注1注2灭亮SNET1黄闪注1灭亮SNET2黄闪注1灭亮CNETA注3黄快闪慢闪灭亮快闪慢闪灭主机控制网A正常且处于工作状态从机控制网A正常主机或从机控制网A故障主机控制网B正常但处于侦听状态注1注1CNETB注3黄主机控制网B正常并处于工作状态从机控制网B正常主机或从机控制网B故障注：1.“快闪”频率为亮250ms，灭250ms；“慢闪”频率为亮100ms，灭900ms；“闪”频率未定义。、ATANDBY、ERROR、PROJECT、SYNC组态软件控制，其状态含义参见相关组态软件说明书。、CNETB指示灯状态详细定义见表2.表2CNETA、CNETB指示灯状态详细定义单机主机从是否双机单机单机单机单机单机单机单机单机单机单机单机单机单机机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机组态否否是是是是是是是是是是是网络类型工作网备份网工作网工作网工作网工作网工作网工作网工作网备份网备份网备份网备份网通信状况描述未组态，无数据通信未组态，无数据通信通信正常收发器故障从DP主卡出来的第一条DP线短路从DP主卡出来的第一条DP线断路部分已组态模块未连接部分模块插上错误的模块所有模块未连接或通信不上通信正常收发器故障从DP主卡出来的第一条DP线短路从DP主卡出来的第一条DP线断路状态灯指示灭灭快闪灭灭灭快闪快闪灭亮灭灭灭3

HOLLiAS单机单机单机双机双机双机双机双机双机双机双机双机双机双机双机双机双机双机双机双机双机双机双机双机双机双机双机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机从机从机从机从机从机从机从机从机是是是否否是是是是是是是是是是是是是是否是是是是是是是备份网备份网备份网工作网备份网工作网工作网工作网工作网工作网工作网工作网备份网备份网备份网备份网备份网备份网备份网备份网(注：从机网络的未组态，无数据通信状态全是备份网)SM220部分已组态模块未连接部分模块插上错误的模块所有模块未连接或通信不上未组态，无数据通信未组态，无数据通信通信正常收发器故障从DP主卡出来的第一条DP线短路从DP主卡出来的第一条DP线断路部分已组态模块未连接部分模块插上错误的模块所有模块未连接或通信不上通信正常收发器故障从DP主卡出来的第一条DP线短路从DP主卡出来的第一条DP线断路部分已组态模块未连接部分模块插上错误的模块所有模块未连接或通信不上亮亮灭灭灭快闪灭灭灭快闪快闪灭亮灭灭灭亮亮灭灭慢闪灭灭灭慢闪慢闪灭备份网备份网备份网备份网备份网备份网备份网通信正常收发器故障从DP主卡出来的第一条DP线短路从DP主卡出来的第一条DP线断路部分已组态模块未连接部分模块插上错误的模块所有模块未连接主控制器冗余SM220模块与SM150机笼底板之间依靠96针欧式连接器连接，通过冗余控制线，控制主、从控制器间的切换。主/从控制器间的控制总线通过光耦隔离，以保证插拔控制器模块时不会造成损坏。主控制器采用主备双模冗余配置，设计有硬件冗余切换和故障自检电路。两个主控制器进行热备份，采用主备运算同步方式，实现无扰切换。两个主控制器同时接收网络数据，同时做控制运算，并且控制运算保持同步，以保证双机的事件变量及积累运算值均相等，但只有一个输出运算结果。一旦工作主控发生故障，备份主控自动无扰切换到工作状态。主控制器设有独立的硬件看门狗电路，用于监视主控的运行状态。一旦有任何任务出现异常，将触发看门狗动作，此时，故障工作主机降为从机，同时原备份机升为主机。4

HOLLiASSM220图3SM220主控制器冗余工作原理框图系统网冗余系统网(SNET)完成操作员站/工程师站和主控单元之间的双向数据传输。SM220内置系统网络(SNET)接口，采用100BASE-TX以太网，符合IEEE802.3u标准，通讯速率为100Mbps，传输介质为双绞线（UTP5类线），标准RJ45接口信号定义如表2所示：表2系统网RJ45连接器信号定义针序号1236信号定义TData+TData-RData+RData-线色白橙橙白绿绿含义数据发送正数据发送负数据接收正数据接收负控制网冗余控制网(CNET)完成主控单元（主站）和I/O模块（从站）之间的双向数据传输。SM220内置控制网络(CNET)接口，采用Profibus-DP工业现场总线协议，采用主、从站间轮询的通讯方式，最大通讯速率1.5Mbps。机笼内部模块DP通讯通过机笼底板实现；机笼间模块DP通讯通过DB9连接器实现，信号定义如表3所示。表3控制网DB9连接器信号定义针序号358通讯网络冗余配置示例如图4所示。信号定义DP+GNDDP-含义DP通讯正端系统地DP通讯负端掉电保护主控单元在实时运行时，有一些重要数据需要保存，并且要求在系统掉电时这些数据仍能保持，所以模块内部底板上设有掉电保护电路。掉电保护功能由SM150主控机笼拨码开关“DN”的第7位手动控制。（详情敬请参阅《SM1504槽主控机笼使用说明书》中相关章节）当掉电保护拨码开关拨至“ON”时，掉电保护设置有效，主控模块掉电时数据保持不丢失。当掉电保护拨码开关拨至“OFF”时，掉电保护功能无效，主控模块掉电时数据清空。5

HOLLiASSM220掉电保护电路由低功耗的SRAM、供电电路、控制电路及备用电池组成。供电电路保证在系统正常时由电源给SRAM供电，系统掉电时自动转换到由备用电池给SRAM供电；控制电路保证在电源供电时SRAM正常读写，电池供电时SRAM处于保护状态，特别防止在系统上电/掉电过程中的瞬间干扰信号对SRAM芯片的写入而改变SRAM中的数据。图4通讯网络冗余配置图示6

HOLLiASSM220与FM系列I/O模块的兼容性SM220主控制器可以连接FM系列I/O模块，配置和操作的具体要求如下：1.为了保证主控制器的安全性，要求在SM220和FM系列I/O模块之间加入一个FM1201模块，进行电气隔离。图5与FM系列I/O模块的连接2.对于PROFIBUS-DP总线，SM系统采用双网冗余架构，FM系统则是单网。为了防止外部干扰，要求将SM220的双网都连接到FM1201。具体接线方法为：将SM220的CNETA、CNETB网同时连接到FM1201的DP接线端子（靠近主站一侧），FM1201的跳线器JP3、JP4设置为1和2短接。注：FM1201模块安装在底座FM1303上，接线端子和跳线器都位于底座；SM220主控制器安装在SM150机笼中，DP接口位于机笼底板，如图6所示。图6SM220与FM1201的连接FM1201的跳线器设置：JP3，JP4：跳线器的1脚和2脚相连，设置为TR1ON（接终端匹配电阻）；7

HOLLiASJP5，JP6：根据现场组网情况而定；其余跳线器：设置默认，已用短路丝焊接，不可更改。表4DP总线连接对应端子对照表FM1201SM220（DB9连接器）（接线端子）CNETACNETB序号定义针号定义针号定义3B13DP+图7不同的网络拓扑结构SM2208

220FM1201模块必须在MACS650中进行设备组态，否则会导致通讯故障。为保证通讯质量，推荐使用下述专用通讯连接套件。一套SM220系统的扩展连接需要2个DP表5通讯连接配件列表配件名称物料编码20100828规格PROFIBUS连接器，35度角出线，无编程口A类，4芯，2对双绞线扩展连接器以及2条DP线缆。专用DP扩展连接器专用DP线缆技术指标SM220主控单元模块技术指标运算速度CPU主频定点数运算速度浮点数运算速度存储器NORFLASHDDR2SDRAMSRAMEEPROM看门狗控制方式计数器计数间隔最大复位时间间隔复位复位方式掉电保护后备电源电池寿命电池容量电池电量报警掉电期间数据保持时间掉电保护使能通讯地址设定站地址读取由8位拨码开关（CN）设定，只使用前7位，第8位不用，主控站地址最大硬件物理站号可支持128个站；实际工程应用中由于都从10#站开始，所以最大支持118个站。A、B机槽位固定，不可更改9嵌入式32位处理器333MHz0.018μs/步0.02μs/步容量读/写速度容量工作频率容量读/写速度容量16MBytes2MBytes/s128MBytes（2片64MBytes）266MHz1MBytes（掉电保持）10MBytes/s256Bytes可以打开和关闭，系统上电默认为关闭100mS25.5S支持看门狗超时复位支持手动复位锂铔电池2年@-40℃~70℃1200mAh支持2年@25℃通过SM150主控机笼拨码开关“DN”中的第7位来设置（掉电保护开关拨到ON，表示掉电保护功能开启）

HOLLiAS域地址读取由8位拨码开关（DN）设定，只使用低5位，工程域设置最大硬件物理域号可支持到32个域；实际工程应用中当前组态软件限定最大支持16个域。系统网SNET以太网数量带宽吞吐率冗余同步双机冗余通讯以太网数量带宽吞吐率控制网CNET总线类型协议版本通讯速率总线冗余从站地址起始DP主卡与IECCPU通信方式双口RAMSRAM诊断信息DP收发器故障掉电保护电池容量不足供电电源输入电压功耗（max）热插拔物理特性安装方式模块尺寸(W*H*D)环境条件工作环境温度工作环境相对湿度储存环境温度储存环境相对湿度0℃~60℃5%~95%，无凝结-40℃~70℃5%~95%，无凝结机笼导轨安装40.45mm×162mm×132.39mm24V10%Max.6W@24V支持支持支持容量读/写速度容量读/写速度Profibus-DPDPV1100BASE-TX1路100Mbps7MBytes/s100BASE-TX2路100Mbps10MBytes/s支持SM2209.6Kbps、19.2Kbps、31.25Kbps、45.45Kbps、93.75Kbps、187.5Kbps、500Kbps、1.5Mbps可选支持IO模块站地址从8开始站地址2～7预留双口RAM8KBytes5MBytes/s512KBytes10MBytes/s10