4-20mA轉RS-485/232，數據采集A/D轉換模塊 

模擬信號4-20mA轉RS-485/232，數據采集A/D轉換模塊

產品特點：

● 采用12位AD轉換器，測量精度優于0.1%

● 通過RS-485/232接口可以程控校準模塊精度

● 信號輸入 / 輸出之間隔離耐壓3000VDC

● 寬電源供電范圍：8 ~ 32VDC

● 可靠性高，編程方便，易于應用

● 標準DIN35導軌安裝，方便集中布線

● 用戶可編程設置模塊地址、波特率等

● 支持Modbus RTU 通訊協議

● 低成本、小體積模塊化設計

典型應用：

● 信號測量、監測和控制

●  RS-485遠程I/O，數據采集

● 智能樓宇控制、安防工程等應用系統

●  RS-232/485總線工業自動化控制系統

● 工業現場信號隔離及長線傳輸

● 設備運行監測

● 傳感器信號的測量                                         圖1   模塊外觀圖

● 工業現場數據的獲取與記錄

● 醫療、工控產品開發

●  4-20mA或0-5V信號采集

 

產品概述：

產品實現傳感器和主機之間的信號采集，用來檢測模擬信號。IBF系列產品可應用在 RS-232/485總線工業自動化控制系統，4-20mA / 0-5V信號測量、監測和控制，0-75mV，0-100mV等小信號的測量以及工業現場信號隔離及長線傳輸等等。

產品包括電源隔離，信號隔離、線性化，A/D轉換和RS-485串行通信。每個串口最多可接255只模塊，通訊方式采用ASCII碼通訊協議或MODBUS RTU通訊協議，其指令集兼容于ADAM模塊，波特率可由代碼設置，能與其他廠家的控制模塊掛在同一RS-485總線上，便于計算機編程。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

圖2  模塊內部框圖

 

IBF系列產品是基于單片機的智能監測和控制系統，所有的用戶設定的校準值，地址，波特率，數據格式，校驗和狀態等配置信息都儲存在非易失性存儲器EEPROM里。

產品按工業標準設計、制造，信號輸入 / 輸出之間隔離，可承受3000VDC隔離電壓，抗干擾能力強，可靠性高。工作溫度范圍-45℃～+85℃。

 

功能簡介：

信號隔離采集模塊，可以用來測量一路電壓或電流信號，

1、  模擬信號輸入

12位采集精度，產品出廠前所有信號輸入范圍已全部校準。在使用時，用戶也可以很方便的自行編程校準。

具體電流或電壓輸入量程請看產品選型。

2、  通訊協議

通訊接口： 1路標準的RS-485通訊接口或1路標準的RS-232通訊接口，訂貨選型時注明。

通訊協議：支持兩種協議，命令集定義的字符協議和MODBUS  RTU通訊協議。可通過編程設定使用那種通訊協議，能實現與多種品牌的PLC、RTU或計算機監控系統進行網絡通訊。

數據格式：10位。1位起始位，8位數據位，1位停止位。

通訊地址（0～255）和波特率（2400、4800、9600、19200、38400bps）均可設定；通訊網絡最長距離可達1200米，通過雙絞屏蔽電纜連接。

通訊接口高抗干擾設計，±15KV ESD保護，通信響應時間小于100mS。       

3、  抗干擾

可根據需要設置校驗和。模塊內部有瞬態抑制二極管，可以有效抑制各種浪涌脈沖，保護模塊，內部的數字濾波，也可以很好的抑制來自電網的工頻干擾。

 

產品選型：

IBF - U(A)□ – □

輸入電壓或電流信號值                           通訊接口

U1：0-5V           A1：0-1mA                  485： 輸出為RS-485接口  

   U2：0-10V          A2：0-10mA                 232： 輸出為RS-232接口

U3：0-75mV         A3：0-20mA            

  U4：0-2.5V          A4：4-20mA                         

   U5：0-±5V          A5：0-±1mA                         

   U6：0-±10V         A6：0-±10mA                          

   U7：0-±100mV       A7：0-±20mA

   U8：用戶自定義     A8：用戶自定義

         

選型舉例1： 型號：IBF A4-485   表示4-20mA信號輸入，輸出為RS-485接口

選型舉例2： 型號：IBF U1-232   表示0-5V信號輸入，輸出為RS-232接口

 

通用參數：

(typical @ +25℃，Vs為24VDC)

輸入類型：  電流輸入 / 電壓輸入

精    度：  0.1%

溫度漂移：  ±30 ppm/℃ (±50 ppm/℃, 最大)

輸入電阻：  50Ω (4-20mA/0-20mA/0-±20mA電流輸入) 

            100Ω (0-10mA/0-±10mA電流輸入)

            1KΩ (0-1mA/0-±1mA電流輸入)

            大于1MΩ(電壓輸入)       

帶    寬：  -3 dB 10 Hz

轉換速率：  10 Sps

共模抑制(CMR)： 120 dB（1kΩ Source Imbalance @ 50/60 Hz）

常模抑制(NMR)： 60 dB （1kΩ Source Imbalance @ 50/60 Hz）

輸入端保護： 過壓保護，過流保護

通    訊：   協議  RS-485 或 RS-232   標準字符協議 和 MODBUS RTU通訊協議

             波特率（2400、4800、9600、19200、38400bps）可軟件選擇

地址（0～255）可軟件選擇

通訊響應時間：100 ms 最大

工作電源：    +8 ~ 32VDC寬供電范圍，內部有防反接和過壓保護電路               

功率消耗：    小于1W

工作溫度：    - 45 ~ +80℃         

工作濕度：   10 ~ 90% (無凝露)

存儲溫度：   - 45 ~ +80℃              

存儲濕度：   10 ~ 95% (無凝露)                                    

隔離耐壓：   輸入 / 輸出  之間：  3KVDC，1分鐘，漏電流 1mA

             其中輸出和電源共地。

耐沖擊電壓： 3KVAC， 1.2/50us(峰值)

外形尺寸：  106.7 mm  x 79 mm  x 25mm

 

引腳定義：                                                                                        

引腳	名 稱	描   述	引腳	名 稱	描   述
1	PW+	電源正端	7	IN+	模擬信號輸入正端
2	GND	電源負端	8	IN-	模擬信號輸入負端
3	INIT	初始狀態設置	9	NC	空腳
4	D+	RS-485信號正端	10	NC	空腳
5	D-	RS-485信號負端	11	NC	空腳
6	GND	電源負端，數字信號輸出地	12	NC	空腳

表1  引腳定義

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

圖3  模塊接線圖

 

初始化模塊：

所有的模塊，如果使用 RS-485網絡，必須分配一個獨一無二的地址代碼，地址代碼取值為16進制數在00和FF之間。但是，所有全新的模塊都使用一個工廠的初始設置，如下所示：

地址代碼為01

波特率9600 bps

禁止校驗和

由于新模塊的地址代碼都是一樣的，他們的地址將會和其他模塊矛盾，所以當你組建系統時，你必須重新配置每一個模塊地址�？梢栽诮雍媚�塊電源線和RS485通訊線后，通過配置命令來修改模塊的地址。波特率，校驗和狀態，通訊協議也需要根據用戶的要求而調整。而在修改波特率，校驗和狀態，通訊協議之前，必須讓模塊先進入缺省狀態，否則無法修改。

讓模塊進入缺省狀態的方法：

模塊都有一個特殊的標為INIT的管腳。將INIT管腳短路接到地線(GND管腳)后，再接通電源，此時模塊進入缺省狀態。在這個狀態時，模塊的配置如下：

地址代碼為00

波特率9600 bps

禁止校驗和

這時，可以通過配置命令來修改模塊的波特率，校驗和狀態等參數，通過設置模塊的通訊協議命令來選擇通訊協議。在不確定某個模塊的具體配置時，也可以通過安裝配置跳線，使模塊進入缺省狀態，再對模塊進行重新配置。如果用戶需要將模塊設置為MODBUS RTU通訊協議，請看MODBUS通訊協議章節的有關說明。

 

字符協議命令集：

    命令由一系列字符組成，如首碼、地址ID，變量、可選校驗和字節和一個用以顯示命令結束符(cr)。主機除了帶通配符地址“**”的同步的命令之外，一次只指揮一個模塊。

命令格式：(Leading Code)(Addr)(Command)[data][checksum](cr)

(Leading code) 首碼是命令中的第一個字母。所有命令都需要一個命令首碼，如%,$,#,@,...等。        1- 字符

(Addr)      模塊的地址代碼, 如果下面沒有指定，取值范圍從 00～FF (十六進制)。                2- 字符

(Command) 顯示的是命令代碼或變量值。                                                    變量長度

[data]      一些輸出命令需要的數據。                                                      變量長度

[checksum] 括號中的Checksum（校驗和）顯示的是可選參數，只有在啟用校驗和時，才需要此選項。 2- 字符

(cr)        識別用的一個控制代碼符，(cr)作為回車結束符，它的值為0x0D。                      1- 字符

 

當啟用校驗和(checksum)時，就需要[Checksum]。它占2-字符。命令和應答都必須附加校驗和特性。校驗和用來檢查所有輸入命令，來幫助你發現主機到模塊命令錯誤和模塊到主機響應的錯誤。校驗和字符放置在命令或響應字符之后，回車符之前。

計算方法：兩個字符，十六進制數，為之前所發所有字符的ASCII碼數值之和，然后與十六進制數0xFF相與所得。

 

應用舉例：禁止校驗和(checksum)

       用戶命令    $002(cr)

       模塊應答    !00020600 (cr)

 啟用校驗和(checksum)

用戶命令    $002B6 (cr)

       模塊應答    !00020600 A9 (cr)

       ‘$’ = 0x24   ‘0’= 0x30   ‘2’= 0x32

  B6=(0x24+0x30+0x30+0x32) AND 0xFF

       ‘!’ = 0x21   ‘0’= 0x30   ‘2’= 0x32   ‘6’= 0x36

  A9=(0x21+0x30+0x30+0x30+0x32+0x30+0x36+0x30+0x30) AND 0xFF

命令的應答 ：

應答信息取決于各種各樣的命令。應答也由幾個字符組成，包括首代碼，變量和結束標識符。應答信號的首代碼有兩種， ‘!’或 ‘>’表示有效的命令而‘?’ 則代表無效。通過檢查應答信息，可以監測命令是否有效

注意：1、在一些情況下，許多命令用相同的命令格式。要確保你用的地址在一個命令中是正確的，假如你用錯誤的地址，而這個地址代表著另一個模塊，那么命令會在另一個模塊生效，因此產生錯誤。

2、必須用大寫字母輸入命令。

     

1、讀測量數據命令

說    明：以當前配置的數據格式，從模塊中讀回模擬輸入端的測量數據。

命令格式：#AA(cr)

參數說明：#     分界符。十六進制為23H

          AA   模塊地址，取值范圍 00～FF(十六進制)。出廠地址為01，轉換成十六進制為每個字符的ASCII碼。如地址01換成十六進制為30H和31H。

          (cr)   結束符，上位機回車鍵，十六進制為0DH。

應答格式：>(data)(cr)     命令有效。

          ?AA(cr)       命令無效或非法操作。

參數說明：>     分界符。十六進制為3EH

          (data) 代表讀回的數據。數據格式可以是工程單位，FSR的百分比，16進制補碼。詳細說明見命令集第2條。十六進制為每個字符的ASCII碼。

          (cr)   結束符，上位機回車鍵，十六進制為0DH。

其他說明：假如格式錯誤或通訊錯誤或地址不存在，模塊不響應。如果你使用的串口通訊軟件輸入不了回車鍵字符，請切換到十六進制格式進行通訊。

應用舉例：  用戶命令（字符格式）      #01(cr)

                    （十六進制格式）  2330310D

            模塊應答（字符格式）      >+16.000 (cr)

（十六進制格式） 3E2B31362E3030300D

說    明：在地址01H模塊上輸入是（數據格式是工程單位）：+16.000mA

2、配置模塊命令

說    明：對一個模塊設置地址，輸入范圍，波特率，數據格式，校驗和狀態。配置信息儲存在非易失性存儲器EEPROM里。

命令格式：%AANNTTCCFF(cr)

參數說明：%    分界符。

AA   模塊地址，取值范圍 00～FF(十六進制)。

          NN   代表新的模塊16進制地址，數值NN的范圍從00到FF。

          TT   用16進制代表類型編碼。 產品必須設置為00。

CC   用16進制代表波特率編碼。 

波特率代碼	波特率
04	2400 baud
05	4800 baud
06	9600 baud
07	19200 baud
08	38400 baud

 

 

 

 

 

 

                                     

             表2  波特率代碼

 

 

         FF    用16進制的8位代表數據格式，校驗和。注意從bits2 到bits5不用必須設置為零。

Bit7

Bit 6

Bit 5

Bit 4

Bit 3

Bit2

Bit 1

Bit 0

 

         

          表3   數據格式，校驗和代碼

                  Bit7：保留位，必須設置為零                                  

                  Bit6：校驗和狀態，為0：禁止； 為1：允許

                  Bit5-bit2：不用，必須設置為零。

                  Bit1-bit0：數據格式位。 00：工程單位(Engineering Units)

                                         

                        可以安裝在標準DIN35導軌上

 

 

保修：

本產品自售出之日起兩年內，凡用戶遵守貯存、運輸及使用要求，而產品質量低于技術指標的，可以返廠免費維修。因違反操作規定和要求而造成損壞的，需交納器件費用和維修費。

 

版權：

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                                                                        版本號：V1.1

                                                                        日期：2011年10月

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