ISO Series AD Isolation Converter 模拟信号隔离采集 AD 转换器 4-20mA 转 RS485 模拟量隔离变送器：ISO 4021 系列 产品特点 典型应用： ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● PLC、DCS信号远程测量、监视和控制 ● 智能楼宇控制、安防工程等PC监测系统 ● RS232或RS485总线工业自动化控制系统 ● 工业现场数据采集、隔离及长线传输 ● 设备安全运行调控与监视 ● 多路传感器模拟信号的采集、测量与远传 ● 工业现场数据的获取与记录 ● 电力设备、医疗仪器、工控产品开发 ● 4-20mA 信号采集转换及远程变送 低成本、小体积模块化设计 模拟信号采集，隔离转换 RS485或RS232输出 测量精度优于0.05% 自动选择RS485或RS232输出，可程控校准模块精度 信号输入与输出之间隔离电压3000VDC 宽电源供电范围：8 ~ 50VDC 可靠性高，编程方便，易于安装和布线 用户可编程设置模块地址、波特率等 支持 Modbus RTU 总线通讯协议 概述 ISO 4021系列产品实现传感器和主机之间的信号采集，用以检测模拟信号或控制远程设备。通过软件的配置， 可用于多种传感器类型，包括：模拟信号输入，模拟信号输出，和数字信号输入/输出（I/O），ISO 4021系列产品 可应用在RS232或RS485总线工业自动化控制系统，4-20mA / 0-5V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等。 产品包括电源隔离，信号隔离、线性化，AD转换和RS485串行通信。每个串口最多可接256只 ISO 4021系列 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。 ISO 4021系列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。 ISO 4021系列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- 25℃～+70℃。 图1. ISO 4021 产品原理框图 ISO 4021 功能简介 ISO 4021 信号隔离采集模块，可以用来测量一路电压或电流信号，也可以用来测量两路可以共地且不会互相干扰 的电流或电压信号。 1、 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。 Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. Page 1 of 13 ISO Series AD Isolation Converter 2、 通讯协议 通讯接口： 1 路标准的 RS485 通讯接口或 1 路标准的 RS232 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（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。 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 ISO 4021 U(A)□ - 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 □ 通讯接口 485： 输出为 RS-485 接口 232： 输出为 RS-232 接口 232/485： 输出为一路RS-232或RS-485接口 (自动选择其中一路) 选型举例 1： 型号：ISO 4021 A4-485 表示 4-20mA 信号输入，输出为 RS485 接口 选型举例 2： 型号：ISO 4021 A7-232 表示 0-±20mA 信号输入，输出为 RS232 接口 选型举例 3： 型号：ISO 4021 U1-232/485 表示 0-5V 信号输入，输出为 RS232 或 RS485 接口(自动选择) ISO 4021 通用参数 (typical @ +25℃，Vs为24VDC) 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 RS485 或 RS232 标准字符协议 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 ~ 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 输入类型： 精 度： 输入失调： 温度漂移： 输入电阻： Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. Page 2 of 13 ISO Series AD Isolation Converter - 25 ~ +70℃ 10 ~ 90% (无凝露) - 45 ~ +80℃ 10 ~ 95% (无凝露) 输入与输出之间： 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： 83 mm x 37 mm x 51mm 工作温度： 工作湿度： 存储温度： 存储湿度： 隔离耐压： 引脚定义 引脚 名 称 描 述 1 IN0+ 输入通道 0 正端 2 GND1 输入通道 0 负端 3 IN1+ 输入通道 1 正端 4 GND1 输入通道 1 负端 5 6 7 PW+ GND GND 电源正端 8 CONFIG 配置端口 9 10 11 RXD TXD DATA- RS232 信号 12 DATA+ RS485 信号正端 表 1. 电源负端 电源负端 RS232 信号 RS485 信号负端 图 2. 引脚定义 ISO 4021 模块图片 应用接线图 图 3. Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. ISO 4021 模块接线图 Page 3 of 13 ISO Series AD Isolation Converter 初始化 ISO 4021 模块 所有的 ISO 4021 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 ISO 4021 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 置每一个模拟输入模块地址。可以在接好 ISO 4021 模块电源线和 RS485 通讯线后，通过配置命令来修改 ISO 4021 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： ISO 4021 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 ISO 4021 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，也可以通过安装配置跳线，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。 ISO 4021 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 ISO 4021 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 常用模拟输入模块命令： 1、读模拟输入模块数据 2、读通道 N 模拟输入模块数据 3、配置模块 4、读配置状态 5、偏移校准 6、满刻度校准 7、读模块名称 Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. Page 4 of 13 ISO Series AD Isolation Converter 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、在一些情况下，许多命令用相同的命令语法。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、读模拟输入模块数据命令 说 明：以当前配置的数据格式，从模拟输入模块中读回所有通道模拟输入数据。 命令语法：#AA(cr) 参数说明：# 分界符。 AA 模块地址，取值范围 00～FF(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：假如语法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。 应用举例： 说 用户命令 #23(cr) 模块应答 >+04.765+04.756 (cr) 明：在地址 23H 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，从模拟输入模块中读回通道 N 的模拟输入数据。 命令语法：#AAN(cr) 参数说明：# 分界符。 AA 模块地址，取值范围 00～FF(十六进制)。 N 通道代号 0或1 (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：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： 说 用户命令 #230(cr) 模块应答 >+04.632 (cr) 明：在地址 23H 模块上 通道 0 的输入是 +04.632mA（数据格式是工程单位）。 3、配置模拟输入模块命令 说 明：对一个模拟输入模块设置地址，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。 命令语法：%AANNTTCCFF(cr) 参数说明：% 分界符。 AA 模块地址，取值范围 00～FF(十六进制)。 Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. Page 5 of 13 ISO Series AD Isolation Converter CC NN 代表新的模块 16 进制地址，数值 NN 的范围从 00 到 FF。 TT 用 16 进制代表类型编码。 ISO 4021 产品必须设置为 00。 用 16 进制代表波特率编码。 波特率代码 波特率 01 02 03 04 05 06 07 08 300 baud 600 baud 1200 baud 2400 baud 4800 baud 9600 baud 19200 baud 38400 baud 表 2. 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) 波特率代码 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit2 表 3. 数据格式，校验和代码 Bit 1 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，必须设置为零。 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) 11：欧姆(ohms)(仅热电阻产品可设置) 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 代表输入模块地址 (cr) 结束符，上位机回车键（0DH）。 其他说明：假如你第一次配置模块，AA=00、 NN 等于新的地址。假如重新配置模块改变地址、输入范围、数据 格式，AA 等于当前已配置的地址，NN 等于当前的或新的地址。假如要重新配置模块改变波特率或校 验和状态，则必须安装配置跳线，使模块进入缺省状态，此时模块地址为 00H，即 AA=00H，NN 等 于当前的或新的地址。 假如语法错误或通讯错误或地址不存在，模块不响应。 用户命令 %0011000600(cr) 模块应答 !11(cr) 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 4021 产品必须设置为 00。 06 表示波特率 9600 baud。 00 表示数据格式为工程单位，禁止校验和。 应用举例： 说 4、读配置状态命令 说 明： 对指定一个模拟输入模块读配置。 命令语法：$AA2(cr) 参数说明：$ 分界符。 AA 模块地址，取值范围 00～FF(十六进制)。 2 表示读配置状态命令 Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. Page 6 of 13 ISO Series AD Isolation Converter (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 代表输入模块地址。 TT 代表类型编码。 CC 代表波特率编码。见表 3 FF 见表 4 (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。 用户命令 $302(cr) 模块应答 !300F0600(cr) 明：! 分界符。 30 表示模拟输入模块地址为30H 。 00 表示输入类型代码。 06 表示波特率 9600 baud。 00 表示数据格式为工程单位，禁止校验和。 应用举例： 说 5、偏移校准命令 说 明：校准一个输入模块通道 N 的偏移。 命令语法：$AA1N(cr) 参数说明：$ 分界符。 AA 模块地址，取值范围 00～FF(十六进制)。 1 表示偏移校准命令。 N 通道代号 0～1 (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 代表输入模块地址 (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。 当对一个模拟输入模块校准时，先校准偏移命令后，再校准增益。 在校准时，模拟输入模块需在要校准的通道上连上合适的输入信号。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。 假如语法错误或通讯错误或地址不存在，模块不响应。 用户命令 $2310(cr) 模块应答 !23(cr) 明：对地址 23H 模块的通道 0 进行偏移校准。 应用举例： 说 6、增益校准命令 说明：校准一个输入模块通道 N 的增益。 命令语法：$AA0N(cr) 参数说明：$ 分界符。 AA 模块地址，取值范围 00～FF(十六进制)。 0 表示增益校准命令。 N 通道代号 0～1 (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 代表输入模块地址 Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. Page 7 of 13 ISO Series AD Isolation Converter (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。 当对一个模拟输入模块校准时，先校准偏移后，再校准增益。 在校准时，模拟输入模块需在要校准的通道上连上合适的输入信号。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。 假如语法错误或通讯错误或地址不存在，模块不响应。 用户命令 $2303(cr) 模块应答 !23(cr) 明：对地址 23H 模块的通道 3 进行增益校准。 应用举例： 说 7、读模块名称命令 说明：对指定一个模拟输入模块读模块名称。 命令语法：$AAM(cr) 参数说明：$ 分界符。 AA 模块地址，取值范围 00～FF(十六进制)。 M 表示读模块名称命令 (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 代表输入模块地址。 (ModuleName) 模块名称可以为 ISOADA08、ISO 4021 或 ISO4014 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。 用户命令 $08M(cr) 模块应答 !08ISO 4021 (cr) 明：在地址 08H 模块为 ISO 4021。 应用举例： 说 8、启用或禁止通道命令 说明：对指定一个模拟输入模块发送启动或禁止模块的数据采集通道命令。 命令语法：$AA5VV(cr) 参数说明：$ 分界符。 AA 模块地址，取值范围 00～FF(十六进制)。 5 表示启动或禁止模块的数据采集通道命令 VV 两个16进制数，第一个数的3~0位代表7~4通道 第二个数的3~0位代表3~0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 代表输入模块地址。 (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。 用户命令 $08501(cr) 模块应答 !08 (cr) 明： 设置通道值为 0x01。 0 即 0000，表示，禁止通道 7，6，5 和 4。 1 即 0001，表示启用通道 0，禁止通道 3，2 和 1。 应用举例： 说 Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. Page 8 of 13 ISO Series AD Isolation Converter 9、读通道状态命令 说明：对指定一个模拟输入模块发送读通道状态命令。 命令语法：$AA6(cr) 参数说明：$ 分界符。 AA 模块地址，取值范围 00～FF(十六进制)。 6 表示读通道状态命令 (cr) 结束符，上位机回车键（0DH）。 响应语法：!AAVV(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 代表输入模块地址。 VV 两个16进制数，第一个数的3~0位代表7~4通道 第二个数的3~0位代表3~0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：假如语法错误或通讯错误或地址不存在，模块不响应。 用户命令 $186 (cr) 模块应答 !1803(cr) 明：当前通道状态值为 0x03。 0x03 即 0000 和 0011，表示地址 18H 的模块所有通道都已经启用。 应用举例： 说 10、设置通讯协议命令 说明：设置模块的通讯协议为命令集定义的字符协议或者 Modbus RTU 协议。 命令语法：$AAPV(cr) 参数说明：$ 分界符。 AA 模块地址，取值范围 00～FF(十六进制)。 P 表示设置通讯协议命令 V 协议代号，可为 0 或 1 0：命令集定义的字符协议 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 代表输入模块地址。 (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。 设置通讯协议命令必须在缺省状态下才会有效。 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： 设置通讯协议为命令集定义的字符协议。 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) 10：16 进制的补码(Twos complement) 11：欧姆(ohms)(仅热电阻产品可设置) Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. Page 9 of 13 ISO Series AD Isolation Converter 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 100uV 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 100uV 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 10uV 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： 1、输入范围为 A4: 4~20mA，输入为 4 mA 时： 用户命令 #010(cr) 工程单位 模块应答 >+04.000(cr) 满刻度的百分比 模块应答 >+020.00(cr) 16 进制的补码 模块应答 >199999(cr) 2、输入范围为 U1: 0~5V，输入为 3V 时： 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 Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. #010(cr) >+3.0000(cr) >+060.00(cr) >4CCCCC(cr) Page 10 of 13 ISO Series AD Isolation Converter 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： 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。 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 代码系统 数据位 RTU 模式 ▪ ▪ 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) ▪ 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） 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 ▪ 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。 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。 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。 关闭电源，断开CONFIG引脚和GND引脚之间的连接。 模块已经成功设置为Modbus RTU通讯协议方式。 Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. Page 11 of 13 ISO Series AD Isolation Converter 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 Address Function 01 Starting Address Hi Starting Address Lo 00 00 03 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 No. of Points Hi No. of Points Lo 00 08 Error Check(CRC) 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： Slave Address 01 Function Byte Count 03 10 如从机相应信息Rx：01 03 87 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 10 Data Hi(Register 40001) Data Lo(Register 40001) Data Hi(Register 40002) Data Lo(Register 40002) Error Check(CRC) 19 99 99 00 9E 19 99 00 00 00 00 00 00 00 00 00 04 00 00 00 68 00 87 69 CRC校验码 下图为通过MODSCAN软件查看的寄存器信息说明 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 所支持寄存器说明： 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 40211 模块名称 只读 高位：0x40 低位：0x21 40221 通道状态 表5 读/写 Modbus RTU寄存器说明 高位：0x00 低位：通道状态 (0x03) Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. Page 12 of 13 ISO Series AD Isolation Converter 校准模块 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 4021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 外形尺寸(单位：mm) 图 4. 产品正视图 图 5. 产品底盖俯视图 产品外形及安装方式参考 Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. Page 13 of 13