编号	名称	型号	通道	信号类型	研发进度
1	Modbus-TCP I/O耦合器	BL200	/	Modbus TCP	已完成
2	分布式Profinet 总线耦合器	BL201	/	Profinet	已完成
3	分布式EtherCAT总线耦合器	BL202	/	EtherCAT	已完成
4	分布式Ethernet/IP总线耦合器	BL203	/	Ethernet/IP	已完成
5	OPC UA 边缘计算I/O控制器	BL205	/	OPC UA	已完成
6	MQTT边缘计算I/O控制器	BL206	/	MQTT	已完成
7	多协议边缘计算I/O控制器	BL206Pro	/	Modbus TCP MQTT OPC UA	已完成
8	分布式BACnet/IP总线耦合器	BL207	/	BACnet/IP	已完成
9	楼宇远程I/O耦合器	BL207Pro	/	BACnet/IP MQTT OPC UA	已完成

表 2：IO模块选型

编号	名称	型号	通道	信号类型	研发进度
1	8通道数字输入模块	M1081	8	NPN(低电平触发)	已完成
2	8通道数字输入模块	M1082	8	PNP（高电平触发）	已完成
3	16通道数字输入模块	M1161	16	NPN(低电平触发)	已完成
4	16通道数字输入模块	M1162	16	PNP（高电平触发）	已完成
5	8通道数字输出模块	M2081	8	PNP	已完成
6	8通道数字输出模块	M2082	8	NPN	已完成
7	16通道数字输出模块	M2161	16	PNP	已完成
8	16通道数字输出模块	M2162	16	NPN	已完成
9	4通道继电器输出模块	M2044	4	Relay	已完成
10	4通道模拟输入模块	M3041	4	0-20mA/4-20mA输入	已完成
11	4通道模拟输入模块	M3043	4	0-5V/0-10V单端输入	已完成
12	4通道模拟输入模块	M3044	4	0-5V/0-10V差分输入	已完成
13	4通道模拟输入模块	M3046	4	±5V/±10V差分输入	已完成
14	4通道模拟输出模块	M4041	4	0-20mA/4-20mA输出	已完成
15	4通道模拟输出模块	M4043	4	0-5V/0-10V输出	已完成
16	4通道模拟输出模块	M4046	4	±5V/±10V 输出	已完成
17	2通道RTD输入模块	M5021	2	三线制PT100	已完成
18	2通道RTD输入模块	M5022	2	三线制PT1000	已完成
19	2通道RTD输入模块	M5023	2	四线制PT100	已完成
20	2通道RTD输入模块	M5024	2	四线制PT1000	已完成
21	4通道TC输入模块	M5048	4	TC（B/E/J/K/N/R/S/T）	已完成
22	2通道串口通信模块	M6021	2	2*RS485	已完成
23	2通道串口通信模块	M6022	2	2*RS232	已完成
24	2通道串口通信模块	M6023	2	1RS485+1RS232	已完成
25	24V电源模块	M7011	/	/	已完成
26	终端模块	M8011	/	/	已完成

2 设备描述

2.1 视图

图 3：视图

2.2 尺寸

单位：mm

图 4：2D结构示意图

2.3 数据触点/内部总线

现场总线耦合器和I/O模块之间的通信，以及I/O模块的系统供电都是通过内部总线实现的。内部总线是由6 个数据触点组成，这些镀金触点在连接时可进行自清洁。

图 5：数据触点

2.4 电源跨接触点

该耦合器自带的电源模块有两个自清洁电源跨接触点，可为现场侧进行供电。该电源跨接触点的电流为10A，电流超出值会损坏触点。在对系统进行配置时须不超过上述电流值，如超出，则需插入一个电源扩展模块。

图 6：电源跨接触点

表 3：“电源跨接触点”描述

编号	类型	描述
1	弹簧触点	给现场侧供电24V
2	弹簧触点	给现场侧供电0V

2.5 接线点

图 7：接线点

表 4：“接线点”描述

名称	描述
24V	系统电源24VDC
0V	系统电源0VDC
+	现场24V电压
+	现场24V电压
-	现场0V电压
-	现场0V电压
PE	接地点
PE	接地点

2.6 原理方框图

图 8：原理方框图

3 产品安装

3.1 安装顺序

钡铼技术的所有分布式现场总线耦合器和 I/O 模块必须安装在标准DIN 35导轨上。

从现场总线耦合器开始，从左向右依次装配总线I/O模块，各个模块彼此相邻安装。所有 I/O 模块的右侧都有凹槽和电源跨接触点，为了避免装配错误，必须从右侧和顶部插入 I/O 模块，以免损坏模快。

利用簧片和凹槽系统形成可靠的装配和连接。通过自动锁闭功能，在完成安装后各个组件被安全地固定在导轨上。

不要忘记安装终端模块！始终将终端模块（例如 TERM）插入现场总线节点的末端，确保正确的数据传输。

3.2 安装耦合器

1．先将耦合器卡入 DIN 导轨；

2．然后使用螺丝刀等工具转动锁定凸轮，直到锁定凸轮与 DIN 导轨啮合。

图 9：锁定耦合器

3.3 移除耦合器

1．使用螺丝刀转动锁定盘凸轮，直到锁定凸轮不再与导轨啮合。

图 10：解锁耦合器

2. 拉动释放卡舌，从组件上拆下现场总线耦合器。

图 11：移除耦合器

移除现场总线耦合器/控制器时，数据或电源触点与相邻 I/O 模块的电气连接断开

3.4 插入模块

1．插入模块时，确认模块上的簧片对齐所连接的耦合器或者其他 I/O 模块的凹槽。

图 12：对准凹槽（示例）

2．将 I/O 模块压入装配位置，直到 I/O 模块卡入导轨。

图 13：将 I/O 模块卡入到位（示例）

将 I/O 模块安装好后，就通过数据触点和电源跳线触点建立好与现场总线耦合器（或一个I/O 模块）和后面 I/O 模块的电气连接了。

3.5 移除模块

向上提拉锁栓，从组件中移除 I/O 模块。

图 14：移除 I/O 模块（示例）

移除 I/O 模块后，数据或电源跳线触点的电气连接断开。

4 连接设备

4.1 连接导线

笼式弹簧连接适用于单股导线、多股导线和细多股导线。每个笼式弹簧只能连接一根导线，如果超过一根导线，则必须汇成一点后再接入。

l 1. 先将工具插入接线处上方的开口，打开笼式弹簧。

l 2. 将导线插入相应打开的连接端。

l 3. 移除工具后即可将笼式弹簧关闭，导线即被弹簧牢固地卡住。

图 15：连接导线

4.2 连接电源

系统和现场电压由供电模块提供。BL201耦合器的供电模块，是为耦合器和I/O 模块的内部电子设备供电。如有必要（I/O模块比较多，电流比较大），还可通过独立的供电模块提供。

现场总线接口（以太网接口）、系统和现场三者之间彼此电位隔离。

4.2.1 系统电源

BL201耦合器需要 24 V 直流系统电源，并从供电模块的接线端子接入。系统内部所需要的5V总线电压是通过24V系统电压转换而来。

供电模块仅具有适当的熔断器保护，请在外部提供适当的过流保护。

请注意匹配供电模块的输出功率和负载功率，避免负载电流过大的情况发生。

图 16：连接系统电源示意图

4.2.2 现场电源

供电模块在现场侧提供24 VDC电压，为传感器和执行器供电。

现场供电仅具有适当的熔断器保护。如果没有过流保护，电子设备可能会损坏。

图 17：连接现场电源示意图

在连接 I/O 模块时，现场侧电源自动从电源跨接触点输出。电源跨接触点的负载持续电流不得超过 10 A。

可以通过插入额外的电源模块，解决系统侧或现场侧负载功率过大的问题。在插入额外的电源模块后，现场侧可能会出现一个新的电压电位。

在不需要电气隔离的情况下，现场电源和系统电源可以使用同一路电源。

4.2.3 接地

在安装外壳机柜时，必须将机柜接地，导轨通过螺钉和机柜建立电气连接，实现导轨良好接地。接地可以增加抗电磁干扰能力。 I/O 系统中的某些组件具有导轨触点，可将电磁干扰消耗到导轨上。

图 18：DIN导轨触点

5 BL201分布式Profinet总线耦合器

5.1 BL201耦合器概述

BL201耦合器支持标准Profinet IO Device设备通讯。支持RT实时通讯，RT实时通讯小周期为1ms。耦合器支持输入1440字节，输出1440字节，支持的扩展IO模块数量为32个。

5.2 技术参数

表 5：BL201耦合器技术参数

名称	参数	描述
系统电源	供电电源(系统)：	24 VDC
	输入电流(系统)：	500 mA@24VDC
	电源效率	84%
	内部总线电压：	5VDC
	耦合器消耗电流：	300mA@5VDC
	I/O模块消耗电流：	1700mA@5VDC
	隔离保护：	500 V 系统/供电
现场电源	供电电源(现场)：	24 VDC
现场电源	电源跨接触点电流：	10 ADC
以太网	数量：	2 X RJ45
	传输介质	双绞线，STP 100 Ω Cat 5
	线缆长度	100m
	速率	10/100 Mbit/s
	隔离保护	ESD接触：8KV ，浪涌：4KV（10/1000us）
系统	操作系统	Linux
	主频	300MHz
	RAM	64MB
	Flash	128MB
	I/O模块数量	32
	协议	Profinet
	过程数据区	输入1440字节，输出1440字节
	RT	支持，小周期1ms
接线方式	连接技术：	笼式弹簧连接技术
	导线直径	0.08 mm² ⋯ 2.5 mm², AWG 28 ⋯ 14
	剥线长度	8 mm ⋯ 9 mm / 0.33 in
环境	工作温度：	0 ⋯ 55 °C
	储存温度：	-40 ⋯ 70 °C
	相对湿度：	5 ⋯ 95% 无凝结
	工作海拔：	0 ⋯ 2000 m
	防护类型：	IP20
几何尺寸	宽度：	48mm
	长度：	100mm
	高度：	69mm
材料	颜色：	浅灰色
	外壳材料：	聚碳酸酯,尼龙6.6
	火灾荷载：	1.239 MJ
	重量：	180 g
机械	安装方式	DIN-35型导轨
认证	EMC	EN 55022: 2006/A1: 2007 (CE &RE) Class B
		IEC 61000-4-2 (ESD) Level 4
		IEC 61000-4-3 (RS) Level 4
		IEC 61000-4-4 (EFT) Level 4
		IEC 61000-4-5 (Surge)Level 3
		IEC 61000-4-6 (CS)Level 4
		IEC 61000-4-8 (M/S) Level 4

5.3 硬件接口

5.3.1 LED指示灯

图 19：BL201耦合器LED指示灯

表 6：“BL201耦合器LED指示灯”描述

编号	描述	颜色	状态	功能
PWR	电源指示灯	红色	亮	连电源正常
			灭	没有电源
SYS	系统指示灯	绿色	亮	系统不正常
			灭	系统正常运行
RUN	运行指示灯	绿色	闪烁	系统正常运行
			灭	系统不正常
ERR	错误指示灯	红色	亮	Profinet连接失败
			灭	没有错误
I/O RUN	I/O模块运行指示灯	绿色	闪烁	IO模块运行正常
			灭	没有插入节点
I/O ERR	I/O模块错误指示灯	红色	亮	有IO模块通讯错误
			灭	没有错误

图 20：BL201耦合器电源模块LED指示灯

表 7：“BL201耦合器电源模块LED指示灯”描述

编号	描述	颜色	状态	功能
S	系统24V电源指示灯	绿色	亮	电源正常
			灭	没有电源
F	现场24V电源指示灯	绿色	亮	电源正常
			灭	没有电源

5.3.2 以太网接口

ETH1和ETH2为Profinet通讯端口，支持交换机功能，10M/100M自适应。

图 21：BL201耦合器以太网接口

5.3.3 IP地址选择开关

在BL201耦合器上不起作用。

图 22：IP地址选择开关

5.4 过程数据定义

BL201暂时不支持串口模块采集的数据，I/O模块的数据点地址由Profinet主站决定，AI和AO的数据映射到0-65535中。

表 8：AO映射对应表

AO 0-5V/0-10V输出的数据值

电压（0-5V）	电压（0-10V）	十进制	十六进制
5	10	65535	0xFFFF
.	.	.	.
.	.	.	.
2.5	5	32767	0x7FFF
.	.	.	.
.	.	.	.
0	0	0	0x0000

举例：要AO输出3V，则下发数值为：量程0-5V时，3*65535/5=39321。量程0-10V时，3*65535/10=19660.5，因AO是整数则下发19660。

AO -5-5V/-10-10V输出的数据值

电压（-5-5V）	电压（-10-10V）	十进制	十六进制
5	10	32767	0x7FFF
.	.	.	.
2.5	5	16383	0x3FFF
.	.	.	.
-2.5	-5	-16383	0xC001
	.	.	.
-5	-10	-32767	0x8001

举例：要AO输出3V，则下发数值为：量程-5-5V时，3*65534/10=19660.2，因AO是整数则下发19660。量程-10-10V时，3*65534/20=9830.1，因AO是整数则下发9830。

AO 0-20mA/4-20mA输出的数据值

电流（0-20mA）	电流（4-20mA）	十进制	十六进制
20	20	65535	0xFFFF
.	.	.	.
.	.	.	.
10	12	32767	0x7FFF
.	.	.	.
.	.	.	.
0	4	0	0x0000

举例：要AO输出17mA，则下发数值为：量程0-20mA时，17*65535/20=55704.75，因AO是整数则下发55705。量程4-20mA时，（17-4）*65535/16=53247.19，因AO是整数则下发53247。

表 9：AI映射对应表

AI 0-20mA/4-20mA输入的数据值

电流（0-20mA）	电流（4-20mA）	十进制	十六进制
20	20	65535	0xFFFF
.	.	.	.
.	.	.	.
10	12	32767	0x7FFF
.	.	.	.
.	.	.	.
0	4	0	0x0000

举例：在主站中AI显示的数值为56789，则量程0-20mA时，AI理论值为：56789/65535*20=17.33089mA。量程4-20mA时，AI理论值为：56789/65535*16+4=17.86471 mA。

AI 0-5V/0-10V输入的数据值

电压（0-5V）	电压（0-10V）	十进制	十六进制
5	10	65535	0xFFFF
.	.	.	.
.	.	.	.
2.5	5	32767	0x7FFF
.	.	.	.
.	.	.	.
0	0	0	0x0000

举例：在主站中AI显示的数值为56789，则量程0-5V时，AI理论值为：56789/65535*5=4.33V。量程0-10V时，AI理论值为：56789/65535*10=8.67V。

AI -5-5V/-10-10V输入的数据值

电压（-5-5V）	电压（-10-10V）	十进制	十六进制
5	10	32767	0x7FFF
.	.	.	.
2.5	5	16383	0x3FFF
.	.	.	.
-2.5	-5	-16383	0xC001
	.	.	.
-5	-10	-32767	0x8001

举例：在主站中AI显示的数值为23456，则量程-5-5V时，AI理论值为：23456/65534*10=3.579V。量程-10-10V时，AI理论值为：23456/65534*20=7.158V。

5.5 耦合器连接

BL201耦合器作Profinet从站，ETH1和ETH2网口都可以直连Profinet主站，或通过交换机连接Profinet主站。BL201耦合器没有单独的网页配置界面。

图 23：BL201耦合器连接Profinet主站

6 BL201耦合器通信示例

6.1 西门子S7-200SMART与BL201通信示例

1、准备IO模块：耦合器BL201、数字量输出模块M2082、数字量输入M1081、模拟量输入模块M3401、模拟量输出M4043。模块的组装、接线参考3产品安装、4连接设备操作。

2、BL201、S7-200SMART、PC要同一局域网。将BL201和S7-200SMART上电，打开西门子STEP 7-MicroWIN SMART软件。点击GSDML管理，在弹出的窗口，点击浏览找到BL201的GSD文件点击打开，点击打开，完成GSD文件的安装。

图 24：安装GSD文件

3、点击工具，点击查找PROFINET设备，点击查找设备，找到BL201，分配BL201耦合器名称为BL201s。（在组态时需要和这个名称一致。）

图 25：查找BL201设备

4、点击工具，点击PROFINET。选择控制器，点击下一步。

图 26：S7-200SMART Profinet设置

5、在硬件目录找到BL201，点击添加，添加到设备列表，修改耦合器名称为BL201s（通讯关键参数），同时分配给耦合器192.168.5.10的IP地址。分配给耦合器的IP地址要与PLC的IP地址在同一局域网，在这个界面也可以修改PLC的IP地址，修改完成后点击下一步。

图 27：S7-200SMART组态BL201

6、根据BL201后面所挂IO模块型号，组态IO模块。点击生成。要按BL201后面挂的IO模块顺序，添加模块。电源模块、扩展电源模块、终端模块不用组态，不参与排序。

图 28：IO模块添加

M2082对应地址QW128，M1081对应地址IW128，M3401对应地址IW129-IW136，M4043对应地址QW129-QW136。

7、点击PLC，点击下载，在弹出的窗口查找PLC，点击确定。点击下载。

图 29：PLC编程软件查找PLC

图 30：PLC编程软件下载程序

8、下载成功后，打开状态图表，监控IO模块通道值。

图 31：PLC监视IO模块数值

参考5.4过程数据定义量程4-20mA时，AI路IW129理论值输入为：22958/65535*16+4=9.60507 mA。量程0-5V时，AO 路QW129输出为：65535/65535*5=5V。

6.2 西门子S7-1200与BL201通信示例

2、BL201、S7-1200、PC要同一局域网。将BL201和S7-1200上电，打开西门子TIA V13软件，新建项目“BL201”。

图 32：博途创建项目

3、点击设备与网络，点击添加新设备，选择控制器，选择S7-1200对应CPU，点击添加。

图 33：博途添加设备

4、点击“选项”——“管理通用站描述文件GSD”，在弹出的界面，点击“源路径”，在源路径中查找存放GSD文件的目标文件夹，选择文件，点击“确定”，选中GSD文件，点击安装，安装完成后，会自动更新硬件目录。

图 34：博途安装GSD文件

图 35：GSD文件安装

图 36：GSD文件安装完成

5、双击“设备和网络”，在网络视图右侧目录下，查找上述安装的GSD文件产品型号，路径如图所示，如图所示(其它现场设备->PROFINETIO->I/O->Beilai->BL200 IO System->BL201)，拖动或双击BL201至“网络视图”。

图 37：博途组态BL201

6、在“网络视图”中，点击BL201耦合器上的“未分配（蓝色字体）”，选择“PLC_1.PROFINET接口_1”。

图 38：分配BL201网口连接

图 39：S7-1200与BL201组态

7、双击耦合器图标进入“设备视图”，在“设备概览”添加扩展IO模块，在右侧目录-模块下找到对应的IO模块，双击图标，模块顺序要按BL201后面挂的IO模块顺序，电源模块、扩展电源模块、终端模块不用组态，不参与排序。

图 40：博途配置IO模块

8、点击耦合器网口，点击属性，选择以太网地址，修改耦合器以太网参数，IP地址要与S7-1200同一网段，耦合器的PROFINET设备名称为“BL201s”。

图 41：配置BL201属性

BL201耦合器默认的名称是“BL201s”，如果填写不是这个名称，要点击耦合器，右键选择分配名称。

图 42：分配BL201名称

点击“PROFINET设备名称”后边的下拉菜单，选择边已分配的设备的名称，“PG/PC接口的类型”选择“PN/IE”；“PG/PC接口”选择自己的网络设备器；点击“更新列表”，等待“在线状态信息”中提示“搜索完成。选择BL201耦合器，点击下方的“分配名称”完成分配耦合器名称，点击“关闭”，关闭该页。