下载 - 隔离变送器

SUNYUAN SY Series Data Acquisition Isolation Transmitter
通道隔离型AD数据采集模块
数据采集输入通道隔离后不会产生地线环流和相互干扰
产品特点
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典型应用
各输入信号通道之间全隔离,隔离电压3000VDC
数据采集隔离转换成RS485/232支持Modbus RTU通讯协议
测量精度优于0.05%,可以程控校准模块精度
信号输入 / 输出之间隔离耐压3000VDC
低成本、小体积模块化设计方便桌面或导轨安装使用
宽电源供电范围:8 — 50VDC
可靠性高,编程方便,易于安装和布线
用户可编程设置目标模块地址、波特率等
可直接根据现场数据采集显示结果进行监控
第一章
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工业设备运行测量、监视和远程控制
智能楼宇控制、安防工程等自动化系统监控
RS232/485总线工业自动化系统远程监测
传感器信号隔离转换及长线传输
模拟信号A/D转换、调整及远程变送
工业现场多路运行数据的获取与记录
医疗、工控产品开发
模拟量 4-20mA/0-10V 采集隔离及变送
概述
Sunyuan ISO AD系列全隔离型模拟量转数字量产品(亚当模块)可实现多个传感器和主机之间的信号安全
隔离和高精度数据采集、隔离转换、监控与传输。产品广泛应用于RS-232/485总线工业自动化控制系统,4-20mA /
0-10V信号测量、监视和控制,小信号的测量以及工业现场信号隔离及长线传输等远程监控场合。通过软件的配置,
可接入多种传感器类型,包括电流输出型、电压输出型等等。
ISO AD系列产品按工业标准设计制造,各输入通道之间信号完全独立隔离(不共地)。每一路独立通道中信
号输入 / 输出之间也是隔离的,隔离电压3KVDC,抗干扰能力强,可靠性高。工作温度范围- 45℃~+80℃。
产品内部包括模拟信号隔离放大器、电源隔离,信号隔离、线性化,A/D转换和RS-485串行通信等模块。每个
串口最多可接256只ISO AD系列模块,通讯方式采用ASCII码字符通讯协议或MODBUS RTU通讯协议,其指令集兼容
于ADAM模块,波特率可由用户设置,能与其他厂家的控制模块挂在同一RS-485总线上,便于主机编程。
ISO AD系列AD产品是基于单片机的智能监测和控制系统,所有用户设定的校准值,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。
图1
ISO
AD 02A 两通道隔离型AD数据采集模块产品原理框图
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Page 1 of 15 SUNYUAN 图2 ISO
SY Series Data Acquisition Isolation Transmitter
AD 04A 四通道隔离型AD数据采集模块产品原理框图
ISO AD02/4A功能简介
ISO AD02/4A 通道隔离型 AD 数据采集模块,可用来测量输入回路完全独立的两路(或四路)的电流或电压信
号,各数据采集输入通道隔离后不会产生地线环流和相互干扰,满足工业现场过程控制高可靠性能需要。
模拟信号输入,24位采集精度,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,测量两路信号时两路输入选型必须相同。
1、 通讯协议
通讯接口: 1 路标准的 RS-485 通讯接口和 1 路标准的 RS-232 通讯接口。
通讯协议: 支持两种协议,ASCII 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:
(00H-FFH)和波特率(300、600、1200、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。
2、 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
ISO AD
02(4)A -U(A)□
通道间隔离方式 通道数
ISO:通道间隔离 02:两通道
SY:通道非隔离 04:四通道
(共地)
输入电压或电流信号值
U1:0-5V
A1:0-1mA
U2:0-10V
A2:0-10mA
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
备注:ISO表示通道隔离,SY表示通道非隔离;AD表示A/D采集转换模块。ISO AD模块同时支持RS23 和RS485
通讯接口输出,用户可根据使用环境选择对应通讯接口,但同一时刻两个接口只能有一个工作,否则会产生干扰。
选型举例 1: 型号: ISO AD 02A-A4
表示两通道,4-20mA 信号输入。
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Page 2 of 15 SUNYUAN 选型举例 2: 型号: ISO AD 04A-A7
选型举例 3: 型号: ISO AD 02A-U1
SY Series Data Acquisition Isolation Transmitter
表示四通道,0-±20mA 信号输入。
表示两通道,通道隔离,0-5V 信号输入。
通用参数
(typical @ +25℃,Vs为24VDC)
输入类型:
精
度:
输入失调:
温度漂移:
输入电阻:
电流输入 / 电压输入
0.05%
±0.1 uA/℃
±15 ppm/℃ (±30 ppm/℃, 最大)
50Ω (4-20mA/0-20mA/0-±20mA电流输入)
100Ω (0-10mA/0-±10mA电流输入)
1KΩ (0-1mA/0-±1mA电流输入)
大于1MΩ(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
ASCII码字符协议 和 MODBUS RTU通讯协议
波特率(300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400bps)可软件配置
地址(00H~FFH)可软件配置
通讯响应时间:100 ms 最大
工作电源:
+8 — 50 VDC 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:
- 55 — +85℃
存储湿度: 10 — 95% (无凝露)
隔离耐压:
输入 / 输出 或通道间 之间: 3KVDC,1 分钟,漏电流 1mA
其中输出和电源共地。
耐冲击电压: 3KVDC, 1.2/50us(峰值)
外形尺寸: 123 mm x 70 mm x 30mm
图3
ISO AD 02A/04A 通道模拟信号采集显示控制隔离变送器 产品图片
应用接线图:
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Page 3 of 15 SUNYUAN 图 4 模块供电电源接线图
图 6 RS232 接口接线图
SY Series Data Acquisition Isolation Transmitter
图 5 配置模式接线图
图 7 RS485 接口应用接线图
图 8 模块输入信号接线图
产品外形尺寸
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引脚定义
引 脚
名 称
1
IN0+
2
描
述
引 脚
名 称
描
述
输入通道 0 正端
11
VCC
电源正端
IN0-
输入通道 0 负端
12
GND
电源地
3
IN1+
输入通道 1 正端
13
485GND
RS485 接地端
4
IN1-
输入通道 1 负端
14
485-
RS485 负接线端
5
IN2+
输入通道 2 正端
15
485+
RS485 正接线端
6
IN2-
输入通道 2 负端
16
GND
RS232 串口接地线
7
IN3+
输入通道 3 正端
17
RXD
RS232 接收端
8
IN3-
输入通道 3 负端
18
TXD
RS232 发送端
9
NC
空脚,保留
19
CONFIG
配置引脚
空脚,保留
配置接地线
10
NC
20
GND
表 1 引脚定义
注:5、6、7、8 脚仅四通道产品为信号输入端,二通道产品为空脚。
初始化 ISO AD02/4A 模块
接入 RS-232/RS-485 网络时,必须为 ISO AD02/4A 模块分配一个独一无二的地址代码,地址代码为 16 进制数,
取值在 0x00 和 0xFF 之间。所有全新的 ISO AD02/4A 模块使用同一个工厂初始设置,如下所示:
地址代码为 01H
波特率 9600 bps
禁止校验和
ASCII 字符通讯协议
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
置每一个模块的地址。可以在接好 ISO AD02/4A 模块电源线和 RS485 通讯线后,通过配置命令来修改 ISO AD02/4A
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,必须让模块先进入配置状态,否则无法修改。
让模块进入配置状态的方法
ISO AD02/4A 模块都有一个特殊的标为 CONFIG 的管脚。将 CONFIG 管脚短路接到地线(GND 管脚)后,再接通电
源,此时模块进入配置状态。在这个状态时,模块的配置如下:
地址代码为 00H
波特率 9600 bps
禁止校验和
ASCII 字符通讯协议
这时,可以通过配置命令来修改 ISO AD02/4A 模块的波特率,校验和状态等参数,也可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,也可以通过安装配置跳线,使模块进入配置状态,
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。
第二章 模块校准
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校准必须在 ASCII 字符通讯协议下进行。Modbus 协议下不支持校准。
产品出厂时已经校准,用户无需校准即可直接使用。使用过程中,用户也可重新校准模块。在校准时,模块
需要输入合适的信号,不同的输入范围需要不同的输入信号。
为了提高校准精度,建议使用以下设备来校准:
1、一个输出稳定,噪声很低的直流电压/电流信号源
2、一个5位半或更高精度的电压/电流测量仪表监测输入信号的准确性
校准过程
1. 选择要校准的输入通道,按照模块的输入范围接上对应的输入信号。
2. 其中ISO AD02/4A模块零点在输入0时校准,满度在输入满度的120%时校准。例如4-20mA输入时,校准零点时
输入0mA,校准满度时输入24mA.(0-5V输入时,校准零点时输入0V,校准满度时输入6V)。
3. 给模拟输入模块需要校准的通道输入零点信号,通常为0mA或0V。
4. 待信号稳定后,向模拟输入模块发送 偏移校准 $AA1N 命令(N代表当前正在校准的通道代号,0或1)。
5. 给模拟输入模块需要校准的通道输入满度的120%的电流或电压信号。
6. 待信号稳定后,向模拟输入模块发送增益校准 $AA0N 命令(N代表当前正在校准的通道代号,0或1)。
7. 校准完成
第三章
ASCII 字符通讯协议
简介
当控制器以ASCII字符通讯协议进行通讯时,一个信息中的每8Bit作为2个ASCII字符传输(如传送数字34,将
分别传送3和4对应的ASCII码0x33和0x34),这种模式的主要优点是不限定命令字符间时间间隔。
字符协议命令集
命令由一系列字符组成,如首码、地址 ID,变量、可选校验和字节和一个用以显示命令结束符(cr)。ISO AD02/4A
模块不支持广播地址,所以主机一次只控制一个 ISO AD02/4A 模块。
命令格式:(Leading Code)(Addr)(Command)[data][checksum](cr)
(Leading code) 命令开始识别符。所有命令都需要一个命令开始识别符,如%,$,#,@,...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)
命令代码或变量值。
1- 字符
[data]
命令参数。
可变长度
[checksum]
校验和,为可选参数,只有在启用校验和时,才需要此选项。
2- 字符
(cr)
命令结束识别符,(cr)作为回车结束符,它的值为0x0D。
1- 字符
校验和用来检查主机与模块通信是否正确。当启用校验和时,命令与应答都必须附加校验和 [Checksum] 参
数。它占2个字符。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:求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。所得结果为两位十六进制数。
应用举例:禁止校验和(checksum)
用户命令
$022(cr)
模块应答
!02000600 (cr)
启用校验和(checksum)
用户命令
$022B8 (cr)
模块应答
!02000640AD (cr)
‘$’ = 0x24 ‘0’ = 0x30
‘2’ = 0x32
B8=(0x24+0x30+0x32+0x32) AND 0xFF
‘!’ = 0x21 ‘0’ = 0x30
‘2’ = 0x32 ‘4’=0x34 ‘6’ = 0x36
AD=(0x21+0x30+0x32+0x30+0x30+0x30+0x36+0x34+0x30) AND 0xFF
常用模拟输入模块命令
1、读模块所有通道的数据
2、读模块通道 N 的数据
3、配置模块
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4、读配置状态
5、偏移校准
6、满刻度校准
7、读模块名称
8、启用或禁止通道命令
9、读通道状态命令
10、设置通讯协议命令
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、需确保地址正确,如地址错误,目标模块不做响应。
2、命令须为大写字母。
1、读全部通道采集数据命令
命令功能:以当前配置的数据格式,读回所有通道采集的数据。
命令语法:#AA(cr)
参数说明:#
分界符。
AA
目标模块地址,取值范围 00H~FFH(十六进制)。
(cr)
结束符,上位机回车键(0DH)
。
响应语法:>(data)(cr)
命令有效。
?AA(cr)
命令无效或非法操作。
参数说明:>
分界符。
(data) 代表读回的所有通道数据。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:如地址错误或通讯错误,目标模块不做响应。
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。
应用举例:用户命令
#23(cr)
模块应答
>+04.765+04.756 (cr)
说
明:在地址为 23H 的模块上输入是(数据格式是工程单位):
通道 0:+04.765mA
通道 1:+04.756mA
2、读单一通道采集数据命令
命令功能:以当前配置的数据格式,读回单一通道采集的数据。
命令语法:#AAN(cr)
参数说明:#
分界符。
AA
目标模块地址,取值范围 00H~FFH。
N
通道代号 (0-3)
(cr)
结束符,上位机回车键(0DH)
。
响应语法:>(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:如地址错误或通讯错误,目标模块不做响应。
应用举例:用户命令
#230(cr)
模块应答
>+04.632 (cr)
说
明:在地址为 23H 的模块上 通道 0 的输入是 +04.632mA(数据格式是工程单位)。
3、配置模块命令
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命令功能:设置目标模块的地址,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。
命令语法:%AANNTTCCFF(cr)
参数说明:%
分界符。
AA
目标模块当前地址,取值范围 00~FF(十六进制)。
NN
目标模块新地址,取值范围 00~FF(十六进制)。
TT
类型编码。ISO(SY)AD02/4A 产品必须设置为 00。
CC
用 16 进制代表波特率编码,详见表 2。
波特率代码
波特率
01
300bps
02
600bps
03
1200bps
04
2400bps
05
4800bps
06
9600bps
07
19200bps
08
38400bps
表 2 波特率代码
FF
用 16 进制的 8 位代表数据格式,校验和。注意从 bits2 到 bits5 不用必须设置为零。
Bit7
(cr)
Bit 6
Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit2 Bit 1
表3
数据格式,校验和代码
Bit 0
Bit7:保留位,必须设置为零
Bit6:校验和状态,为 0:禁止; 为 1:允许
Bit5-bit2:不用,一般设置为零。
Bit1-bit0:数据格式位。
00:工程单位(Engineering Units)
01:满刻度的百分比(% of FSR)
10:16 进制的补码(Twos complement)
结束符,上位机回车键(0DH)
。
响应语法:!AA(cr) 命令有效。
?AA(cr) 命令无效或非法操作,或在改变波特率或校验和前,没有安装配置跳线。
参数说明:!
分界符,表示命令有效。
?
分界符,表示命令无效。
AA
代表目标模块地址
(cr)
结束符,上位机回车键(0DH)
。
其他说明:注 3:如果用户要重新配置模块的地址、波特率、校验和状态以及数据格式,则必须安装配置跳线,
使模块进入配置状态,此时目标模块地址为 00H,即 AA=00H,NN 等于新的地址。否则将返回错误信
号。
注 4:执行配置命令后,从机将新的地址作为响应数据返回给主机。
如地址错误或通讯错误,目标模块不做响应。
应用举例:用户命令
%0011000600(cr)
模块应答
!11(cr)
说
明:%
分界符。
00
表示你想配置的模拟输入模块原始地址为00H。
11
表示新的模块 16 进制地址为 11H。
00
类型代码,ISO(SY)AD02/4A 产品必须设置为 00。
06
表示波特率 9600 bps。
00
表示数据格式为工程单位,禁止校验和。
4、读配置状态命令
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命令功能:读目标模块的配置信息。
命令语法:$AA2(cr)
参数说明:$
分界符。
AA
目标模块地址,取值范围 00H~FFH。
2
读配置状态命令关键字。
(cr)
结束符,上位机回车键(0DH)
。
响应语法:!AATTCCFF(cr)
命令有效。
?AA(cr)
命令无效或非法操作。
参数说明:!
分界符。
AA
代表目标模块地址。
TT
代表类型编码。
CC
代表波特率编码。详见表 3
FF
详见表 4
(cr)
结束符,上位机回车键(0DH)
。
其他说明:如地址错误或通讯错误,目标模块不做响应。
应用举例: 用户命令
$302(cr)
模块应答
!300F0600(cr)
说
明:!
分界符。
30
表示目标模块地址为30H 。
00
表示输入类型代码。
06
表示波特率 9600 bps。
00
表示数据格式为工程单位,禁止校验和。
5、偏移校准命令
命令功能:校准目标模块的通道 N 的零点偏移。
命令语法:$AA1N(cr)
参数说明:$
分界符。
AA
目标模块地址,取值范围 00H~FFH。
1
偏移校准命令关键字。
N
通道代号 0~3
(cr)
结束符,上位机回车键(0DH)
。
响应语法:!AA (cr)
命令有效。
?AA(cr)
命令无效或非法操作。
参数说明:!
分界符,表示命令有效。
?
分界符,表示命令无效。
AA
代表目标模块地址
(cr)
结束符,上位机回车键(0DH)
。
其他说明:产品出厂时已经校准,用户无需校准即可直接使用。
当对目标模块进行校准时,应先校准偏移,再校准增益。
在校准时,需在目标模块要校准的通道上加上合适的输入信号。不同的输入范围需要不同的输入电压
或电流。具体校准方法请看校准模块章节。
如地址错误或通讯错误,目标模块不做响应。
应用举例: 用户命令
$2310(cr)
模块应答
!23(cr)
说
明:对地址为 23H 的模块的通道 0 进行偏移校准。
6、增益校准命令
命令功能:校准目标模块通道 N 的增益。
命令语法:$AA0N(cr)
参数说明:$
分界符。
AA
目标模块地址,取值范围 00H~FFH。
0
增益校准命令关键字。
N
通道代号 0~3
(cr)
结束符,上位机回车键(0DH)。
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响应语法:!AA(cr)
命令有效。
?AA(cr)
命令无效或非法操作。
参数说明:!
分界符,表示命令有效。
?
分界符,表示命令无效。
AA
代表目标模块地址
(cr)
结束符,上位机回车键(0DH)
。
其他说明:产品出厂时已经校准,用户无需校准即可直接使用。
当对目标模块进行校准时,应先校准偏移,再校准增益。
在校准时,模拟输入模块需在要校准的通道上加上合适的输入信号。不同的输入范围需要不同的输入
电压或电流。具体校准方法请看校准模块章节。
如地址错误或通讯错误,目标模块不做响应。
应用举例: 用户命令
$2303(cr)
模块应答
!23(cr)
说
明: 对地址 23H 模块的通道 3 进行增益校准。
7、读模块名称命令
命令功能:读目标模块的名称。
命令语法:$AAM(cr)
参数说明:$
分界符。
AA
目标模块地址,取值范围 00H~FFH。
M
读模块名称命令关键字。
(cr) 结束符,上位机回车键(0DH)
。
响应语法:!AA(ModuleName)(cr)
命令有效。
?AA(cr)
命令无效或非法操作
参数说明:!
分界符,表示命令有效。
?
分界符,表示命令无效。
AA
代表目标模块地址。
(ModuleName) 模块名称可以为 ISOADA08、ISO AD02/4A 或 ISO 4014 等等,代表你使用的模块型号。
(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
$08M(cr)
模块应答
!08ISO(SY)AD02A (cr)
说
明: 地址为 08H 的模块名称为 ISO AD02A。
8、启用或禁止通道命令
命令功能:该命令用于打开或者关闭模块的某个通道。
命令语法:$AA50V(cr)
参数说明:$
分界符。
AA
目标模块地址,取值范围 00H~FFH。
5
启动或禁止模块的数据采集通道命令关键字。
V
一个16进制数,其对应二进制表达式的第1~0位代表第1~0通道
位值为 0:禁止通道
位值为 1:启用通道
(cr) 结束符,上位机回车键(0DH)
。
响应语法:!AA(cr)
命令有效。
?AA(cr)
命令无效或非法操作
参数说明:!
分界符,表示命令有效。
?
分界符,表示命令无效。
AA
代表目标模块地址。
(cr)
结束符,上位机回车键(0DH)
。
其他说明:如地址错误或通讯错误,目标模块不做响应。
应用举例: 用户命令
$08503(cr)
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Page 10 of 15 SUNYUAN 说
SY Series Data Acquisition Isolation Transmitter
模块应答
!08 (cr)
明: 设置通道值为 0x03。 3 即 0011,表示启用通道 0,通道 1。
9、读通道状态命令
命令功能:读目标模块的通道状态命令。
命令语法:$AA6(cr)
参数说明:$
分界符。
AA
目标模块地址,取值范围 00H~FFH。
6
读通道状态命令关键字。
(cr)
结束符,上位机回车键(0DH)
。
响应语法:!AA0V(cr)
命令有效。
?AA(cr)
命令无效或非法操作
参数说明:!
分界符,表示命令有效。
?
分界符,表示命令无效。
AA
代表目标模块地址。
V
一个16进制数,数的1~0位代表1~0通道
位值为 0:禁止通道
位值为 1:启用通道
(cr)
结束符,上位机回车键(0DH)。
其他说明:如地址错误或通讯错误,目标模块不做响应。
应用举例: 用户命令
$186 (cr)
模块应答
!1803(cr)
说
明: 当前通道状态值为 0x03。
0x03 即 0000 和 0011,表示地址 18H 的模块所有通道都已经启用。
10、设置通讯协议命令
命令功能:设置目标模块的通讯协议为 ASCII 字符通讯协议或者 Modbus RTU 协议。
命令语法:$AAPV(cr)
参数说明:$
分界符。
AA
目标模块地址,取值范围 00H~FFH。
P
设置通讯协议命令关键字。
V
协议代号,可为 0 或 1
0:ASCII 字符协议
1:Modbus RTU 协议
(cr) 结束符,上位机回车键(0DH)
。
响应语法:!AA(cr)
命令有效。
?AA(cr)
命令无效或非法操作
参数说明:!
分界符,表示命令有效。
?
分界符,表示命令无效。
AA
代表目标模块地址。
(cr)
结束符,上位机回车键(0DH)
。
其他说明:如地址错误或通讯错误,目标模块不做响应。
设置通讯协议命令必须在配置状态下才会有效。
应用举例 1: 用户命令
$00P1(cr)
模块应答
!00 (cr)
说
明: 设置通讯协议为 Modbus RTU 协议。
应用举例 2: 用户命令
$00P0(cr)
模块应答
!00 (cr)
说
明: 设置通讯协议为 ASCII 字符协议。
输入范围和数据格式
模拟输入模块使用了 4 种数据格式:
00:工程单位(Engineering Units)
01:满刻度的百分比(% of FSR)
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10:16 进制的补码(Twos complement)
输入范围
数据格式
工程单位
满刻度的百分比
16 进制的补码
正满量程
+1.0000
+100.00
7FFFFF
零
±0.0000
±000.00
000000
负满量程
-1.0000
-100.00
800000
显示的分辨率
0.1uA
0.01%
1LSB
工程单位
满刻度的百分比
16 进制的补码
+10.000
+100.00
7FFFFF
±00.000
±000.00
000000
-10.000
-100.00
800000
1uA
0.01%
1LSB
工程单位
+20.000
±00.000
-20.000
1uA
满刻度的百分比
+100.00
±000.00
-100.00
0.01%
16 进制的补码
7FFFFF
000000
800000
1LSB
U1:0-5V
U5:0-±5V
工程单位
满刻度的百分比
16 进制的补码
+5.0000
+100.00
7FFFFF
±0.0000
±000.00
000000
-5.0000
-100.00
800000
0.1mV
0.01%
1LSB
U2:0-10V
U6:0-±10V
工程单位
满刻度的百分比
16 进制的补码
+10.000
+100.00
7FFFFF
±00.000
±000.00
000000
-10.000
-100.00
800000
1mV
0.01%
1LSB
U3:0-75mV
工程单位
满刻度的百分比
16 进制的补码
+75.000
+100.00
7FFFFF
±00.000
±000.00
000000
-75.000
-100.00
800000
1uV
0.01%
1LSB
工程单位
+2.5000
±0.0000
-2.5000
0.1mV
满刻度的百分比
+100.00
±000.00
-100.00
0.01%
16 进制的补码
7FFFFF
000000
800000
1LSB
工程单位
+100.00
±000.00
-100.00
0.01mV
满刻度的百分比
+100.00
±000.00
-100.00
0.01%
16 进制的补码
7FFFFF
000000
800000
1LSB
工程单位
+100.00
±000.00
-100.00
0.01%
满刻度的百分比
+100.00
±000.00
-100.00
0.01%
16 进制的补码
7FFFFF
000000
800000
1LSB
A1:0-1mA
A5:0-±1mA
A2:0-10mA
A6:0-±10mA
A3:0-20mA
A4:4-20mA
A7:0-±20mA
U4:0-2.5V
U7:0-100mV
A8:用户自定义
U8:用户自定义
表4
输入范围和数据格式
应用举例
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1、输入范围为±20mA,输出为4 mA
工程单位
满刻度的百分比
16 进制的补码
用户命令
模块应答
模块应答
模块应答
#01(cr)
>+04.000(cr)
>+020.00(cr)
>199999(cr)
2、输入范围为±10V,输出为2.5V
用户命令
工程单位
模块应答
满刻度的百分比
模块应答
16 进制的补码
模块应答
3、十六进制补码与模拟量转换关系
当模块为电流/电压输入类型时,可使用如下关系转换:
#01(cr)
>+02.500(cr)
>+025.00(cr)
>1FFFFF(cr)
X/7FFFFF=Xin/Xf
说明:X: 表示模拟量相对应十六进制补码
Xin:表示通道输入的模拟信号量。
Xf: 表示产品满量程之模拟量。例如 20mA。
4、 在电压量输入类型时,Xin 为通道电压输入量 Vin,Xf 为满度电压输入量.
5、 若输入量为负电压、电流量时,读取值取反加一后带入上式计算相应模拟量值。
第四章
Modbus 通讯协议
简介
Modbus协议定义了控制器能识别和使用的信息结构。当在Modbus网络上进行通信时,协议能使每一台控制器
知道它本身的设备地址,并识别对它寻址的数据,决定应起作用的类型,取出包含在信息中的数据和资料等,控
制器也可组织回答信息,并使用Modbus协议将此信息传送出去。
控制器通信使用主-从技术,即仅一设备(主设备)能初始化传输(查询)。其他设备(从设备)根据主设备
查询提供的数据做出相应反应。典型的主设备:主机和可编程仪表。典型的从设备:可编程控制器。
主设备可单独和从设备通信,也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信,从设备返回一消息作为回
应,如果是以广播方式查询的,则不作任何回应。Modbus 协议建立了主设备查询的格式:设备(或广播)地址、
功能代码、所有要发送的数据、一错误检测域。
从设备回应消息也是由 Modbus 协议构成,包括确认要行动的域,任何要返回的数据、和一错误检测域。如果
在消息接收过程中发生一错误,或从设备不能执行其命令,从设备将建立一错误消息并把它作为回应发送出去
Modbus 有 ASCII 和 RTU 两种传输方式:
以 ASCII 模式通信时,一个消息中的每个 8bit 字节都作为 2 个 ASCII 字符发送,采用 LRC 错误检测,其优点
是字符发送的时间间隔可达到 1s 而不产生错误;
当以 RTU 模式通信时,在消息中的每个 8bit 字节包含两个 4bit 的十六进制字符,采用 CRC 错误检测,其优
点是在同样的波特率下,可以比 ASCII 方式传送更多数据。
ASCII 模式与 RTU 模式数据格式,更多内容可查阅相关 Modbus 通讯协议。
ASCII 模式与 RTU 模式数据格式对比:
ASCII 模式
RTU 模式
代码系统
▪
▪
数据位
▪
▪
▪
▪
十六进制,ASCII 字符 0~9,A~F
消息中的每个 ASCII 字符都是一个十六进制字
符组成
1 个起始位
7 个数据位,最小的有效位先发送
1个奇偶校验位,无校验则无
1个停止位(有校验时),2个Bit(无校验时)
▪
▪
8 位二进制,十六进制 0~9,A~F
消息中的每个 8 位域都是一个两个十六进制字符组成
▪
▪
▪
▪
1 个起始位
8 个数据位,最小的有效位先发送
1 个奇偶校验位,无校验则无
1 个停止位(有校验时),2 个 Bit(无校验时)
LRC(纵向冗长检测)
▪
CRC(循环冗长检测)
错误检验区 ▪
说明:本模块仅支持Modbus RTU传输方式,不支持Modbus ASCII传输方式。
1、配置 Modbus RTU 模式
模块出厂默认协议为ASCII字符通讯协议,如果需要将模块设置为Modbus RTU通讯协议,请按以下步骤设置:
1、 将CONFIG引脚(第3脚)和GND引脚(第4脚)短接。
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说明:
Adress为寄存器起始地址
Device ID为目标模块地址
Length为需读取寄存器的个数
MODBUS Point Type :Modbus功能类型选择
40001:对应寄存器中数据,第0通道模拟量输入
值
40002:对应寄存器中数据,第1通道模拟量输入
值
z
z
z
2、 正确连接电源线和通讯接口线。
3、 接通电源,模块自动进入配置状态,此时模块通讯地址为00,波特率为9600。
4、 等待1分钟,模块初始化。
5、 发送命令$00P1(cr)(00为相应目标模块地址,另可参考设置通讯协议命令),检查应答,如果为!00 (cr)
则设置成功。
6、 关闭电源,断开CONFIG引脚和GND引脚之间的连接。
7、 模块已经成功设置为Modbus RTU通讯协议方式。
2、 MODBUS RTU 下数据格式
主机查询
主机查询信息规定了要读的寄存器起始地址及寄存器的数量,寄存器寻址起始地址为0000。查询格式如下:
Slave
Function
Starting
Starting
No. of Points No. of Points
Error
Address
Address Hi
Address Lo
Hi
Lo
Check(CRC)
01
03
00
如主机发送查询信息Tx:
01
01 设备地址
03 功能代码
00 00 寄存器寻址起始地址
00 08 寄存器数量
44 0C CRC校验码
03 00 00 00
00
08
00
08
44 0C
44 0C
从机响应
从机响应信息中的寄存器数据为每个寄存器分别对应的2个字节,第一个字节为高位数据,第二个为低位
数据。响应格式如下:
Error
Data
Data
Data
Slave
Function
Byte
Data
Address
Count Hi(Register Lo(Register Hi(Register Lo(Register Check(CRC)
40002)
40002)
40001)
40001)
01
03
10
19
如从机相应信息Rx:01 03 10 19 99 00 00
69
01 设备地址
03 功能代码
10 字节数量
19 99 第一个寄存器数据
00 00 第二个寄存器数据
▪
▪
▪
87 69 CRC校验码
下图为通过MODSCAN软件查看的寄存器信息说明
所支持寄存器说明:
99
99
00 00 00 00 00 00 00
00
9E 68
04 00 00 00 00 87
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地址 4X
数据内容
属性
数据说明
40001
IN0
只读
第 0 通道模拟量输入值
40002
IN1
只读
第 1 通道模拟量输入值
40003
IN2
只读
第 2 通道模拟量输入值(仅四通道产品)
40004
IN3
只读
第 3 通道模拟量输入值(仅四通道产品)
40211
模块名称
只读
高位:0x40 低位:0x21
40221
通道状态
读/写
高位:0x00
表5
Modbus RTU 寄存器说明
低位:通道状态 (0x03/0x0F)
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