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摘 要:Dupline是一种现场及安装总线，通常用作远程I/O系统，在现场装置和中央监测控制器如PLC或Dupline控制器之间建立连接。原煤及配煤的皮带系统就采用了Dupline总线设备。该系统通过安装在现场的各个总线开关将皮带堵料，撕裂等数字信号通过普通双芯线缆传输达数公里距离，操作原理简单。
关键词: Dupline；远程I/O系统；总线开关
Abstract:Dupline is a field and installation bus, usually used as a remote I / O system. It can establish a connection between field devices and central monitoring controller such as a PLC or Dupline controller. The belt system of the coal and coal blending region on the use of the Dupline bus devices. The system transmit the digital signal, such as the blockade and slit signal up to a distance of several kilometers through the bus switch installed in the field and twisted pair and Easy to operate.
Key words: DuplineRemote I / O systemBus switch
中圖分类号：C35文献标识码： A
1Dupline 总线
1.1Dupline 总线技术特点
Dupline通常用作远程I/O系统，在现场装置（如传感器、接触器、阀门和按钮等）和中央监测控制器（PLC、个人计算机或Dupline控制器）之间建立连接。但是信号通过点对点的方式传输，不需要控制器或其它智能装置时，Dupline还可用作简单的接线替代系统。Dupline信号不仅可以通过铜线传输，也可通过光缆、无线电调制调解器、租赁电话线或GSM调制调解器传输。自1986年以来，Dupline已在全球安装了超过10万个系统，为其出色的性能提供了强有力的佐证。虽然现在有了最新的ASIC技术，但新式Dupline模块仍然可与17年前安装的系统兼容。
1.2 Dupline 通讯原理及寻址
Dupline信号传输基于时分复用原理，相对传统的面向信息的方法而言，能使简单信号的传输更加有效。因此，Dupline运行的的载波频率可低至1 kHz，这也是Dupline传输距离远、抗扰性高和稳定性高的关键所在。控制器产生的方波信号有一个8ms同步期，随后是128个长度为1ms的脉冲。这条136ms的脉冲串不断重复。每个脉冲定义一个时隙，分配到具体脉冲号的模块则可传输和接收信息。因此，实际上I/O模块是共用（交替使用）两条线。不论网络的节点数量和主要信号如何，Dupline系统的响应时间通常低于272ms。
每个输入和输出都需要分配128个地址中的一个。地址规定了I/O点应该使用Dupline脉冲串中的哪个脉冲号来传输或接收信息。128个地址分为16个组(A-P)，每组8个地址(1-8)，因此，每个地址代号由字母和数字组成，如B3。
2Dupline设备介绍
2.1 Dupline Profibus-DP网关
图1
如图1所示，为迁安中化原备煤区域用到的Dupline Profibus-DP网关，网关把Dupline数据转换成现场总线协议，反之亦然。PLC的现场总线通信端口对Dupline连接非常有用，因为它们为PLC（主）和Dupline现场总线网关（从）之间的自动数据传输提供了一种标准化方法。PLC程序员不需再进行串行协议工作，因为PLC操作系统自动处理通信。另一个优点是可以把若干网关连接到同一PLC现场总线端口，因此系统可设计成千上万的I/O点，但更新时间则小于一个Dupline周期。
如图右上角的拨码，左数第一组拨码是选择Dupline的通道数，原备煤所使用的设备拨码选择在P档位上，表示16的地址组（A-P），128个通道。左数第二组拨码1#拨码设置Dupline的操作模式，“OFF”状态表示正常（点对点）模式，“ON”均分I/O模式。2#拨码设置Dupline数据传输模式，“OFF”状态表示队列模式，“ON”表示位模式。3#拨码设置模拟量协议，“OFF”状态表示模拟量模式，“ON”状态表示多工模式。4#拨码没有使用。我们使用的网关拨码全部是“OFF”状态。第三组拨码，组合设置Profibus DP 从站地址。00到01为备用地址，02到99是合法的从站地址，因此我们设置的从站地址，必须是在02到99之间的数值。
图2
如图2所示为网关左下角状态指示灯标识，从左到右依次为电源指示，“ONLINE”指示和“FAULT”指示。正常工作状态下，电源指示灯为绿色，“ONLINE”指示灯为橘黄色，“FAULT”指示灯不亮。出现故障时，“FAULT”指示灯会亮红灯。
图3
如图3所示，原备煤使用的网关的供电为交流230V，具体的接线方式是，将22和23两个端子短接，然后将市电接到21和24两个端子。Dupline总线的两根线分别接在如图所示的1和2两个端子，分别为D+和D-。
2.2 Dupline供电单输入模块
图4
如图4所示，该模块为现场安装的信号模块，每个模块的输出信号对应于PLC的一个I点。它不需要外部供电，由Dupline网络供电。现场限位的信号线接入其“IN”端的两个端子，信号经过该模块后，由另一端连接到总线上，接线时应注意，区分D+和D-，不能接反。
原备煤区域一共使用60个供电单输入模块，其中原煤区域从3M-3到3M-8，6条皮带，3M-1和3M-2两皮带没有安装模块。配煤区域从3M-9到3M-12，4条皮带，3M-13A和3M-13B两条皮带没有安装模块。其中每条皮带使用6个模块，分别对应于“堵料（DL）”，“打滑（DH）”，“头部跑偏（TPP）”“中部跑偏（ZPP）”，“尾部跑偏（WPP）”，“撕裂（SL）”等六个限位，其中堵料（DL）和撕裂（SL）是皮带的联锁停机点。
2.4 Dupline网关的硬件组态配置
图6
如图6所示为原备煤程序的部分硬件组态。原煤和配煤的两个网关为硬件组态中的两个子站，原煤网关地址为13，配煤网关地址为12。打开硬件组态，可分别分别查看两个子站的对应输入点的地址范围。原煤网关对应的输入点的地址范围为44-59，配煤网关对应的输入点的地址范围为0-15。
右键点击图6地址栏，选择“Monitor/Modify”选项，即可查看，现场各个单供电输入模块对应的地址。如图7所示，为3M-5皮带各点对应的地址。从I45.2到I45.7分别对应的是：“3M-5撕裂（SL）”，“3M-5头部跑偏（TPP）”，“3M-5打滑（DH）”，“3M-5堵料（DL）”，“3M-5中部跑偏（ZPP）”，“3M-5尾部跑偏（WPP）”。上下拉动滚动条即可查看原煤其他皮带的各点对应地址。配煤各皮带的各点对应地址用相同方法查看配煤网关即可。
图7
3Dupline设备使用注意事项及故障处理方法
3.1 Dupline Profibus-DP网关常见故障及处理方法
网关常见的故障有三类，包括网关丢失，供电故障，信号线短路，信号线接地。供电故障容易发现和查找原因，出现供电故障时，可以先用万用表测量电源端电压是否达到230V，若过低或者无电压，则要检查供电来源，查找出电源问题，处理即可。若电源无故障，则可以检查信号线是否短路或接地。
Dupline总线接入网关的两端D+和D-两条线间应该有600欧姆左右的电阻，是不能短路或接地的，短路或接地都会使网关报错。用万用表测量D+和D-的线间电阻，若比600欧姆小太多，则需要检查两根线是否有破损短接的地方。这是个困难的过程。配煤总线就是两条线，而原煤区域，进入网关之前，现场过来4组总线，若从网关两端测量有短路，在排除进入网关的两根线短路的情况下，需要进一步检查是从现场过来的4组总线的，哪一组或那几组有短路的地方。一般来说，若有短路情况，可以先去现场检查供电单输入模块的D+和D-端的接线是否脱落短接。若排除是短路问题，则要检查信号线是否有接地。
用万用表分别测量D+和D-两根信号线对地的电阻，若对地电阻很小，则可以判断信号线有接地的地方。同样，对于原煤区域来说，若排除進入网关的信号线有接地，则需要依次测量现场过来的4组总线是否有接地。同样，若有短路情况，可以先去现场检查供电单输入模块的D+和D-端的接线是否脱落接地。
当排除信号线短路或者接地问题后，由于现场故障点短路或者接地时间过长，就会导致网关报错，导致先前出现的报警还会继续存在，将网关断电，重新上电，网关正常后，报警就会消除。
监控硬件组态时，如果网关丢失，可以首先检查丢失网关的DP插头是否松动或者插头内部DP线是否松动。若以上检查均没问题，则需要更换新DP头查看问题是否解决。若更换DP插头都为解决问题，则需要更换新的网关。更换新的网关以后，新网关地址要与旧网关一致。
3.2 Dupline 供电单输入模块常见故障及处理方法
一般某一个限位信号出问题时，需要到现场检查对应的供电单输入模块。一般情况下，由于现场环境如粉尘或水的影响，模块会损坏或者无法正常工作。到现场后，可以先将模块做仔细的清理，清除粉尘或水。在做清理时，需要将两端的信号线摘除，摘下的信号线要用胶布包好，尤其是D+和D-的两根线，千万不能让其短路或接地。若处理完以后仍无法正常工作，那就需要更换模块。在更换模块前，应先用手持式编码装置将模块的地址读取出来，做好记录。更换新模块后要按记录的地址给新模块编址。
4结论
通过本次论文的编写，进一步了解并熟悉了Dupline总线设备的一些技术特点，初步掌握了三期原备煤所使用的Dupline总线设备的工作特点和常见设备故障的简单处理方法，为以后能更好的处理问题奠定了一定的基础。
参考文献：
【1】Dupline总线中文介绍.[J]:22-26.
关键词: Dupline；远程I/O系统；总线开关
Abstract:Dupline is a field and installation bus, usually used as a remote I / O system. It can establish a connection between field devices and central monitoring controller such as a PLC or Dupline controller. The belt system of the coal and coal blending region on the use of the Dupline bus devices. The system transmit the digital signal, such as the blockade and slit signal up to a distance of several kilometers through the bus switch installed in the field and twisted pair and Easy to operate.
Key words: DuplineRemote I / O systemBus switch
中圖分类号：C35文献标识码： A
1Dupline 总线
1.1Dupline 总线技术特点
Dupline通常用作远程I/O系统，在现场装置（如传感器、接触器、阀门和按钮等）和中央监测控制器（PLC、个人计算机或Dupline控制器）之间建立连接。但是信号通过点对点的方式传输，不需要控制器或其它智能装置时，Dupline还可用作简单的接线替代系统。Dupline信号不仅可以通过铜线传输，也可通过光缆、无线电调制调解器、租赁电话线或GSM调制调解器传输。自1986年以来，Dupline已在全球安装了超过10万个系统，为其出色的性能提供了强有力的佐证。虽然现在有了最新的ASIC技术，但新式Dupline模块仍然可与17年前安装的系统兼容。
1.2 Dupline 通讯原理及寻址
Dupline信号传输基于时分复用原理，相对传统的面向信息的方法而言，能使简单信号的传输更加有效。因此，Dupline运行的的载波频率可低至1 kHz，这也是Dupline传输距离远、抗扰性高和稳定性高的关键所在。控制器产生的方波信号有一个8ms同步期，随后是128个长度为1ms的脉冲。这条136ms的脉冲串不断重复。每个脉冲定义一个时隙，分配到具体脉冲号的模块则可传输和接收信息。因此，实际上I/O模块是共用（交替使用）两条线。不论网络的节点数量和主要信号如何，Dupline系统的响应时间通常低于272ms。
每个输入和输出都需要分配128个地址中的一个。地址规定了I/O点应该使用Dupline脉冲串中的哪个脉冲号来传输或接收信息。128个地址分为16个组(A-P)，每组8个地址(1-8)，因此，每个地址代号由字母和数字组成，如B3。
2Dupline设备介绍
2.1 Dupline Profibus-DP网关
图1
如图1所示，为迁安中化原备煤区域用到的Dupline Profibus-DP网关，网关把Dupline数据转换成现场总线协议，反之亦然。PLC的现场总线通信端口对Dupline连接非常有用，因为它们为PLC（主）和Dupline现场总线网关（从）之间的自动数据传输提供了一种标准化方法。PLC程序员不需再进行串行协议工作，因为PLC操作系统自动处理通信。另一个优点是可以把若干网关连接到同一PLC现场总线端口，因此系统可设计成千上万的I/O点，但更新时间则小于一个Dupline周期。
如图右上角的拨码，左数第一组拨码是选择Dupline的通道数，原备煤所使用的设备拨码选择在P档位上，表示16的地址组（A-P），128个通道。左数第二组拨码1#拨码设置Dupline的操作模式，“OFF”状态表示正常（点对点）模式，“ON”均分I/O模式。2#拨码设置Dupline数据传输模式，“OFF”状态表示队列模式，“ON”表示位模式。3#拨码设置模拟量协议，“OFF”状态表示模拟量模式，“ON”状态表示多工模式。4#拨码没有使用。我们使用的网关拨码全部是“OFF”状态。第三组拨码，组合设置Profibus DP 从站地址。00到01为备用地址，02到99是合法的从站地址，因此我们设置的从站地址，必须是在02到99之间的数值。
图2
如图2所示为网关左下角状态指示灯标识，从左到右依次为电源指示，“ONLINE”指示和“FAULT”指示。正常工作状态下，电源指示灯为绿色，“ONLINE”指示灯为橘黄色，“FAULT”指示灯不亮。出现故障时，“FAULT”指示灯会亮红灯。
图3
如图3所示，原备煤使用的网关的供电为交流230V，具体的接线方式是，将22和23两个端子短接，然后将市电接到21和24两个端子。Dupline总线的两根线分别接在如图所示的1和2两个端子，分别为D+和D-。
2.2 Dupline供电单输入模块
图4
如图4所示，该模块为现场安装的信号模块，每个模块的输出信号对应于PLC的一个I点。它不需要外部供电，由Dupline网络供电。现场限位的信号线接入其“IN”端的两个端子，信号经过该模块后，由另一端连接到总线上，接线时应注意，区分D+和D-，不能接反。
原备煤区域一共使用60个供电单输入模块，其中原煤区域从3M-3到3M-8，6条皮带，3M-1和3M-2两皮带没有安装模块。配煤区域从3M-9到3M-12，4条皮带，3M-13A和3M-13B两条皮带没有安装模块。其中每条皮带使用6个模块，分别对应于“堵料（DL）”，“打滑（DH）”，“头部跑偏（TPP）”“中部跑偏（ZPP）”，“尾部跑偏（WPP）”，“撕裂（SL）”等六个限位，其中堵料（DL）和撕裂（SL）是皮带的联锁停机点。
2.4 Dupline网关的硬件组态配置
图6
如图6所示为原备煤程序的部分硬件组态。原煤和配煤的两个网关为硬件组态中的两个子站，原煤网关地址为13，配煤网关地址为12。打开硬件组态，可分别分别查看两个子站的对应输入点的地址范围。原煤网关对应的输入点的地址范围为44-59，配煤网关对应的输入点的地址范围为0-15。
右键点击图6地址栏，选择“Monitor/Modify”选项，即可查看，现场各个单供电输入模块对应的地址。如图7所示，为3M-5皮带各点对应的地址。从I45.2到I45.7分别对应的是：“3M-5撕裂（SL）”，“3M-5头部跑偏（TPP）”，“3M-5打滑（DH）”，“3M-5堵料（DL）”，“3M-5中部跑偏（ZPP）”，“3M-5尾部跑偏（WPP）”。上下拉动滚动条即可查看原煤其他皮带的各点对应地址。配煤各皮带的各点对应地址用相同方法查看配煤网关即可。
图7
3Dupline设备使用注意事项及故障处理方法
3.1 Dupline Profibus-DP网关常见故障及处理方法
网关常见的故障有三类，包括网关丢失，供电故障，信号线短路，信号线接地。供电故障容易发现和查找原因，出现供电故障时，可以先用万用表测量电源端电压是否达到230V，若过低或者无电压，则要检查供电来源，查找出电源问题，处理即可。若电源无故障，则可以检查信号线是否短路或接地。
Dupline总线接入网关的两端D+和D-两条线间应该有600欧姆左右的电阻，是不能短路或接地的，短路或接地都会使网关报错。用万用表测量D+和D-的线间电阻，若比600欧姆小太多，则需要检查两根线是否有破损短接的地方。这是个困难的过程。配煤总线就是两条线，而原煤区域，进入网关之前，现场过来4组总线，若从网关两端测量有短路，在排除进入网关的两根线短路的情况下，需要进一步检查是从现场过来的4组总线的，哪一组或那几组有短路的地方。一般来说，若有短路情况，可以先去现场检查供电单输入模块的D+和D-端的接线是否脱落短接。若排除是短路问题，则要检查信号线是否有接地。
用万用表分别测量D+和D-两根信号线对地的电阻，若对地电阻很小，则可以判断信号线有接地的地方。同样，对于原煤区域来说，若排除進入网关的信号线有接地，则需要依次测量现场过来的4组总线是否有接地。同样，若有短路情况，可以先去现场检查供电单输入模块的D+和D-端的接线是否脱落接地。
当排除信号线短路或者接地问题后，由于现场故障点短路或者接地时间过长，就会导致网关报错，导致先前出现的报警还会继续存在，将网关断电，重新上电，网关正常后，报警就会消除。
监控硬件组态时，如果网关丢失，可以首先检查丢失网关的DP插头是否松动或者插头内部DP线是否松动。若以上检查均没问题，则需要更换新DP头查看问题是否解决。若更换DP插头都为解决问题，则需要更换新的网关。更换新的网关以后，新网关地址要与旧网关一致。
3.2 Dupline 供电单输入模块常见故障及处理方法
一般某一个限位信号出问题时，需要到现场检查对应的供电单输入模块。一般情况下，由于现场环境如粉尘或水的影响，模块会损坏或者无法正常工作。到现场后，可以先将模块做仔细的清理，清除粉尘或水。在做清理时，需要将两端的信号线摘除，摘下的信号线要用胶布包好，尤其是D+和D-的两根线，千万不能让其短路或接地。若处理完以后仍无法正常工作，那就需要更换模块。在更换模块前，应先用手持式编码装置将模块的地址读取出来，做好记录。更换新模块后要按记录的地址给新模块编址。
4结论
通过本次论文的编写，进一步了解并熟悉了Dupline总线设备的一些技术特点，初步掌握了三期原备煤所使用的Dupline总线设备的工作特点和常见设备故障的简单处理方法，为以后能更好的处理问题奠定了一定的基础。
参考文献：
【1】Dupline总线中文介绍.[J]:22-26.