8路模拟信号转RS-485/232,数据采集A/D转换模块
产品特点:
● 八路模拟信号采集,隔离转换 RS-485/232输出
● 采用24位AD转换器,测量精度优于0.05%
● 通过RS-485/232接口可以程控校准模块精度
● 信号输入 / 输出之间隔离耐压3000VDC
●宽电源供电范围:8 ~ 32VDC
● 可靠性高,编程方便,易于应用
● 标准DIN35导轨安装,方便集中布线
● 用户可编程设置模块地址、波特率等
● 支持Modbus RTU 通讯协议
● 低成本、小体积模块化设计
典型应用:
● 信号测量、监测和控制
● RS-485远程I/O,数据采集
● 智能楼宇控制、安防工程等应用系统
● RS-232/485总线工业自动化控制系统
● 工业现场信号隔离及长线传输
● 设备运行监测
● 传感器信号的测量
● 工业现场数据的获取与记录
● 医疗、工控产品开发
● 4-20mA或0-5V信号采集
产品概述:
产品实现传感器和主机之间的信号采集,用来检测模拟信号。产品可应用在 RS-232/485总线工业自动化控制系统,4-20mA / 0-5V信号测量、监测和控制,0-75mV,0-100mV等小信号的测量以及工业现场信号隔离及长线传输等等。
产品包括电源隔离,信号隔离、线性化,A/D转换和RS-485串行通信。每个串口最多可接255只模块,通讯方式采用ASCII码通讯协议或MODBUS RTU通讯协议,其指令集兼容于ADAM模块,波特率可由代码设置,能与其他厂家的控制模块挂在同一RS-485总线上,便于计算机编程。
图1 模块内部框图
产品是基于单片机的智能监测和控制系统,所有的用户设定的校准值,地址,波特率,数据格式,校验和状态等配置信息都储存在非易失性存储器EEPROM里。
产品按工业标准设计、制造,信号输入 / 输出之间隔离,可承受3000VDC隔离电压,抗干扰能力强,可靠性高。工作温度范围- 45℃~+85℃。
功能简介:
信号隔离采集模块,可以用来测量八路电压或电流信号。
24位采集精度,8路模拟信号输入。产品出厂前所有信号输入范围已全部校准。在使用时,用户也可以很方便的自行编程校准。具体电流或电压输入量程请看产品选型。
通讯接口: 1路标准的RS-485通讯接口或1路标准的RS-232通讯接口,订货选型时注明。
通讯协议:支持两种协议,命令集定义的字符协议和MODBUS RTU通讯协议。可通过编程设定使用那种通讯协议,能实现与多种品牌的PLC、RTU或计算机监控系统进行网络通讯。
数据格式:10位。1位起始位,8位数据位,1位停止位。
通讯地址(0~255)和波特率(2400、4800、9600、19200、38400bps)均可设定;通讯网络最长距离可达1200米,通过双绞屏蔽电缆连接。
通讯接口高抗干扰设计,
±15KV ESD保护,通信响应时间小于100mS。
3、 抗干扰
可根据需要设置校验和。模块内部有瞬态抑制二极管,可以有效抑制各种浪涌脉冲,保护模块,内部的数字滤波,也可以很好的抑制来自电网的工频干扰。
产品选型:
IBF8 - U(A)□ - □
输入电压或电流信号值 通讯接口
U1:0-5V A1:0-1mA 485: 输出为RS-485接口
U2:0-10V A2:0-10mA 232: 输出为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:用户自定义 A8:用户自定义
选型举例1: 型号:IBF8-A4-485 表示8路4-20mA信号输入,输出为RS-485接口
选型举例2: 型号:IBF8-U1-232 表示8路0-5V信号输入,输出为RS-232接口
选型举例3: 型号:IBF8-U2-485 表示8路0-10V信号输入,输出为RS-485接口
IBF8通用参数:
(typical @ +25℃,Vs为24VDC)
输入类型: 电流输入 / 电压输入
精 度: 0.05%
温度漂移: ±30 ppm/℃ (±50 ppm/℃, 最大)
100Ω (0-10mA/0-±10mA电流输入)
1KΩ (0-1mA/0-±1mA电流输入)
大于200K(5V/10V电压输入)
大于1MΩ(2.5V以下电压输入)
带 宽: -3 dB 10 Hz
转换速率: 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)
输入端保护: 过压保护,过流保护
通 讯: 协议 RS-485 或 RS-232 标准字符协议 和 MODBUS RTU通讯协议
波特率(2400、4800、9600、19200、38400bps)可软件选择
地址(0~255)可软件选择
通讯响应时间:100 ms 最大
工作电源: +8 ~ 32VDC宽供电范围,内部有防反接和过压保护电路
功率消耗: 小于1W
工作温度: - 45 ~ +80℃
工作湿度: 10 ~ 90% (无凝露)
存储温度: - 45 ~ +80℃
存储湿度: 10 ~ 95% (无凝露)
隔离耐压: 输入 / 输出 之间: 3KVDC,1分钟,漏电流 1mA
其中RS-232 / RS-485输出和电源共地。
耐冲击电压: 3KVAC, 1.2/50us(峰值)
外形尺寸: 120 mm x 70 mm x 43mm
引脚定义:
引脚
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名 称
|
描 述
|
引脚
|
名 称
|
描 述
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1
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IN5+
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通道5模拟信号输入正端
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11
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IN0-
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通道0模拟信号输入负端
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2
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IN5-
|
通道5模拟信号输入负端
|
12
|
IN0+
|
通道0模拟信号输入正端
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3
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IN6+
|
通道6模拟信号输入正端
|
13
|
IN1-
|
通道1模拟信号输入负端
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4
|
IN6-
|
通道6模拟信号输入负端
|
14
|
IN1+
|
通道1模拟信号输入正端
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5
|
IN7+
|
通道7模拟信号输入正端
|
15
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IN2-
|
通道2模拟信号输入负端
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6
|
IN7-
|
通道7模拟信号输入负端
|
16
|
IN2+
|
通道2模拟信号输入正端
|
7
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DATA+
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RS-485信号正端
|
17
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IN3-
|
通道3模拟信号输入负端
|
8
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DATA-
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RS-485信号负端
|
18
|
IN3+
|
通道3模拟信号输入正端
|
9
|
PW+
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电源正端
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19
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IN4-
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通道4模拟信号输入负端
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10
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GND
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电源负端,数字信号输出地
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20
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IN4+
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通道4模拟信号输入正端
|
表1 引脚定义
图2 模块接线图
初始化IBF8模块:
所有的IBF8模块,如果使用 RS-485网络,必须分配一个独一无二的地址代码,地址代码取值为16进制数在00和FF之间。但是,所有全新的IBF8模块都使用一个工厂的初始设置,如下所示:
地址代码为01
波特率9600 bps
禁止校验和
由于新模块的地址代码都是一样的,他们的地址将会和其他模块矛盾,所以当你组建系统时,你必须重新配置每一个IBF8模块地址。可以在接好IBF8模块电源线和RS485通讯线后,通过配置命令来修改IBF8模块的地址。波特率,校验和状态,通讯协议也需要根据用户的要求而调整。而在修改波特率,校验和状态,通讯协议之前,必须让模块先进入缺省状态,否则无法修改。
让模块进入缺省状态的方法:
IBF8模块边上都有一个INIT的开关,在模块的侧面位置。将INIT开关拨到INIT位置,再接通电源,此时模块进入缺省状态。在这个状态时,模块的配置如下:
地址代码为00
波特率9600 bps
禁止校验和
这时,可以通过配置命令来修改IBF8模块的波特率,校验和状态等参数,通过设置模块的通讯协议命令来选择通讯协议。在不确定某个模块的具体配置时,也可以将INIT开关拨到INIT位置,使模块进入缺省状态,再对模块进行重新配置。如果用户需要将模块设置为MODBUS RTU通讯协议,请看MODBUS通讯协议章节的有关说明。
注:正常使用时请将INIT开关拨到NORMAL位置。
IBF8字符协议命令集:
命令由一系列字符组成,如首码、地址ID,变量、可选校验和字节和一个用以显示命令结束符(cr)。主机除了带通配符地址“**”的同步的命令之外,一次只指挥一个IBF8模块。
命令格式:(Leading Code)(Addr)(Command)[data][checksum](cr)
(Leading code)首码是命令中的第一个字母。所有命令都需要一个命令首码,如%,$,#,@,...等。 1- 字符
(Addr) 模块的地址代码, 如果下面没有指定,取值范围从 00~FF (十六进制)。 2- 字符
(Command)显示的是命令代码或变量值。 变量长度
[data] 一些输出命令需要的数据。 变量长度
[checksum]括号中的Checksum(校验和)显示的是可选参数,只有在启用校验和时,才需要此选项。2- 字符
(cr) 识别用的一个控制代码符,(cr)作为回车结束符,它的值为0x0D。 1- 字符
当启用校验和(checksum)时,就需要[Checksum]。它占2-字符。命令和应答都必须附加校验和特性。校验和用来检查所有输入命令,来帮助你发现主机到模块命令错误和模块到主机响应的错误。校验和字符放置在命令或响应字符之后,回车符之前。
计算方法:两个字符,十六进制数,为之前所发所有字符的ASCII码数值之和,然后与十六进制数0xFF相与所得。
应用举例:禁止校验和(checksum)
用户命令 $002(cr)
模块应答 !00020600 (cr)
启用校验和(checksum)
用户命令 $002B6 (cr)
模块应答 !00020600 A9 (cr)
‘$’ = 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
命令的应答:
应答信息取决于各种各样的命令。应答也由几个字符组成,包括首代码,变量和结束标识符。应答信号的首代码有两种, ‘!’或 ‘>’表示有效的命令而‘?’ 则代表无效。通过检查应答信息,可以监测命令是否有效
注意:1、在一些情况下,许多命令用相同的命令格式。要确保你用的地址在一个命令中是正确的,假如你用错误的地址,而这个地址代表着另一个模块,那么命令会在另一个模块生效,因此产生错误。
2、必须用大写字母输入命令。
1、读测量数据命令
说 明:以当前配置的数据格式,从模块中读回所有通道模拟输入端的测量数据。
命令格式:#AA(cr)
参数说明:# 分界符。十六进制为23H
AA 模块地址,取值范围 00~FF(十六进制)。出厂地址为01,转换成十六进制为每个字符的ASCII码。如地址01换成十六进制为30H和31H。
(cr) 结束符,上位机回车键,十六进制为0DH。
应答格式:>(data)(cr) 命令有效。
?AA(cr) 命令无效或非法操作。
参数说明:> 分界符。十六进制为3EH
(data) 代表读回的数据。数据格式可以是工程单位,FSR的百分比,16进制补码。详细说明见命令集第2条。十六进制为每个字符的ASCII码。
(cr) 结束符,上位机回车键,十六进制为0DH。
其他说明:假如格式错误或通讯错误或地址不存在,模块不响应。
如果某个通道已经被关闭,那么读出的数据显示为空格字符。
如果你使用的串口通讯软件输入不了回车键字符,请切换到十六进制格式进行通讯。
应用举例: 用户命令(字符格式) #01(cr)
模块应答(字符格式) >+12.000+16.000+16.000+16.000+16.000+16.000+16.000+18.168 (cr)
(十六进制格式):3E2B31322E3030302B31362E3030302B31362E3030302B31362E303030
2B31362E3030302B31362E3030302B31362E3030302B31382E3136380D
说 明:在地址01H模块上输入是(数据格式是工程单位):
通道0:+12.000mA 通道1:+16.000mA 通道2:+16.000mA 通道3:+16.000mA
通道4:+16.000mA 通道5:+16.000mA 通道6:+16.000mA 通道7:+18.168mA
2、读通道N模拟输入模块数据命令
说 明:以当前配置的数据格式,从模块中读回通道N的模拟输入数据。
命令格式:#AAN(cr)
参数说明:# 分界符。
AA 模块地址,取值范围 00~FF(十六进制)。出厂地址为01,转换成十六进制为每个字符的ASCII码。如地址01换成十六进制为30H和31H。
N 通道代号 0~7,十六进制为30H~ 37H
(cr) 结束符,上位机回车键(0DH)。
应答格式:>(data)(cr) 命令有效。
?AA(cr) 命令无效或非法操作或通道被关闭。
参数说明:> 分界符。
(data) 代表读回的通道N的数据。数据格式可以是工程单位,FSR的百分比,16进制补码,或者ohms。详细说明见命令集第3条。
(cr) 结束符,上位机回车键(0DH)。
其他说明:假如语法错误或通讯错误或地址不存在,模块不响应。
应用举例: 用户命令(字符格式) #010(cr)
(十六进制格式) 233031300D
模块应答(字符格式) >+18.000 (cr)
(十六进制格式):3E2B31382E3030300D
说 明:在地址01H模块上通道0的输入是(数据格式是工程单位):+18.000mA
3、配置IBF8模块命令
说 明:对一个IBF8模块设置地址,输入范围,波特率,数据格式,校验和状态。配置信息储存在非易失性存储器EEPROM里。
命令格式:%AANNTTCCFF(cr)
参数说明:% 分界符。
AA 模块地址,取值范围 00~FF(十六进制)。出厂地址为01,转换成十六进制为每个字符的ASCII码。如地址01换成十六进制为30H和31H。
NN 代表新的模块16进制地址,数值NN的范围从00到FF。转换成十六进制为每个字符的ASCII码。如地址18换成十六进制为31H和38H。
TT 用16进制代表类型编码。 IBF8产品必须设置为00。
CC 用16进制代表波特率编码。
波特率代码
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波特率
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04
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2400 baud
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05
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4800 baud
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06
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9600 baud
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07
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19200 baud
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08
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38400 baud
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表2 波特率代码