4~20mA電流模擬量輸入RS485數(shù)據(jù)采集模塊

1、M-IF16C用戶手冊 V1.1M-IF16C用戶手冊V1.1基于Modbus的16路電流型模擬量輸入模塊1產(chǎn)品簡介M-IF16C （基于Modbus的16路電流型模擬量輸入模塊）作為通用型模擬量 量采集模塊廣泛應(yīng)用于冶金、化工、機械、消防、建筑、電力、交通等工業(yè)行業(yè) 中，可接入16路溫度、濕度、液位、壓力、流量、PH值等傳感器輸出的020mA 或420mA模擬量信號。支持標(biāo)準(zhǔn)的 Modbus RTU協(xié)議，并具有通訊超時檢測功 能，可同其它遵循Modbus RTU協(xié)議的設(shè)備聯(lián)合使用。1.1系統(tǒng)概述M-IF16C模塊的原理框圖如圖1.1所示，模塊主要由電源電路、模擬量輸入 采樣電路、隔離RS48

2、5攵發(fā)電路及MCU等部分組成。采用高速ARM處理器作為控 制單元，擁有隔離的RS485通訊接口，具有ESD過壓、過流保護(hù)功能，避免了 工業(yè)現(xiàn)場信號對模塊通訊接口的影響，使通訊穩(wěn)定可靠。圖1.1原理框圖1.2主要技術(shù)指標(biāo)1）系統(tǒng)參數(shù)供電電壓：540VDC電源反接保護(hù)功率消耗：0.5W工作溫度：-10 c60 r存儲溫度：-40 r85 c相對濕度：5%95%不結(jié)露2）模擬量輸入?yún)?shù)輸入路數(shù)：16路單端輸入正常輸入范圍：020mA 420mA最大輸入范圍：021mA隔離電壓：2500VDC輸入電阻：120QAD（分辨率：12位采樣精度：0.5%采樣速率：100次/s3）通訊接口通訊接口：RS485

3、接口，隔離1500VDC ± 15kV ESD保護(hù)、過流保護(hù)隔離電壓：1500V通訊協(xié)議：Modbus RTU 協(xié)議波特率：1.2k , 2.4k , 4.8k , 9.6k , 19.2k , 38.4k , 57.6k , 115.2k通訊數(shù)據(jù)格式：1個起始位，8個數(shù)據(jù)位，無、奇或偶校驗，1個或2個停止位1.3外形及尺寸外殼材料：ABSt程塑料尺寸大小：145mm長）* 90mm（寬）* 40mm（高）安裝方式：標(biāo)準(zhǔn)DIN35導(dǎo)軌安裝和螺釘安裝模塊外形如圖1.2所示，安裝尺寸如圖1.3所示。3北京掌中宇時代科技有限公司.M-IF16C用戶手冊 V1.1堆f RSl85的16路電沆

4、電模擬尿輸入模塊中詡口 a R sn 市而帀廠而廠 I BiTtnnrinnri4北京掌中宇時代科技有限公司.M-IF16C用戶手冊 V1.1#北京掌中宇時代科技有限公司.M-IF16C用戶手冊 V1.1圖1.2外形圖#北京掌中宇時代科技有限公司.M-IF16C用戶手冊 V1.1圖1.3安裝尺寸圖2模塊功能2.1模擬量輸入現(xiàn)場傳感器輸出的電流信號接入M-IF16C模塊的輸入端，經(jīng)模塊內(nèi)部集成的 精密電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號，然后通過運算放大器、多路模擬開關(guān)和A/D電路進(jìn)行 采集處理，得到相應(yīng)的數(shù)值，接線原理如圖1.4所示。VLOCALVloqal VlocAL VlocALT2 18 IT 16 1

5、5 14 13 12： 11 10937 B 5432 Lill! 1114 11131112 illlllU 11$ ItS KHMGHD H?幕& 115 111 113 II? Ill 110¥+GHCABEGT112：；45SIcar11BBBBHB n n12345 & 73 9 W圖1.4接線原理圖3端子與撥碼開關(guān)3.1端子描述1）電源和通訊端子T1T1定義說明1V+輸入電源電壓540VDC女口 24VDC2GND3ARS485+4BRS485-5SGRS485信號地2）模擬量輸入 端子T2T2定義說明1AI08路電流型模擬量輸入2AI13AI24AI35

6、AI46AI57AI68AI79AGND模擬量輸入公共端，接電源負(fù)極10AGND11AI88路電流型模擬量輸入12AI913AI1014AI1115AI1216AI1317AI1418AI153.2撥碼開關(guān)S11）節(jié)點地址ADD（出廠默認(rèn)節(jié)點地址 為1）節(jié)點S6S7S8S9S100OFFOFFOFFOFFOFF1OFFOFFOFFOFFON2OFFOFFOFFONOFF3OFFOFFOFFONON4OFFOFFONOFFOFF5OFFOFFONOFFON6OFFOFFONONOFF7OFFOFFONONON8OFFONOFFOFFOFF9OFFONOFFOFFON10OFFONOFFONOFF

7、11OFFONOFFONON12OFFONONOFFOFF13OFFONONOFFON14OFFONONONOFF15OFFONONONON16ONOFFOFFOFFOFF17ONOFFOFFOFFON18ONOFFOFFONOFF19ONOFFOFFONON20ONOFFONOFFOFF21ONOFFONOFFON22ONOFFONONOFF23ONOFFONONON24ONONOFFOFFOFF25ONONOFFOFFON26ONONOFFONOFF27ONONOFFONON28ONONONOFFOFF29ONONONOFFON30ONONONONOFF31ONONONONON2）波特率B

8、AUD（出廠默認(rèn)波特率為9600bps）波特率S3S4S51200bpsOFFOFFOFF2400bpsOFFOFFON4800bpsOFFONOFF9600bpsOFFONON19200bpsONOFFOFF38400bpsONOFFON57600bpsONONOFF115200bpsONONON3）數(shù)據(jù)格式CM （出廠默認(rèn)為1個起始位，8個數(shù)據(jù)位，無校驗，1個停止位） 通訊的數(shù)據(jù)格式為：1個起始位，8個數(shù)據(jù)位，校驗和停止位如下：描述S1S2無校驗，1個停止位OFFOFF無校驗，2個停止位OFFON奇校驗，1個停止位ONOFF偶校驗，1個停止位ONON3.3狀態(tài)指示燈工作狀態(tài)描述D1紅色常亮

9、模塊故障綠色常亮模塊正常D2紅色閃爍或常亮通訊故障或通訊超時綠色閃爍正在收發(fā)通訊數(shù)據(jù)包注：D2指示燈綠色閃爍的頻率和通訊狀態(tài)有關(guān)。通訊波特率越高，閃爍越 快；通訊越頻繁，閃爍越快；如果總線上沒有數(shù)據(jù)包傳輸，則不閃爍。4 IO與模塊參數(shù)MODBU協(xié)議規(guī)定了 4種元件，分別是：離散輸入（Discrete In put）、線圈(Coil )、保持寄存器(Holding Register )、輸入寄存器(Input Register )。模 塊中所有的IO和參數(shù)都映射到特定的MODBU元件，通過讀寫這些元件就可以 操作模塊完成各項功能。4.1模擬量輸入M-IF16C模塊有16路模擬量輸入通 道，分別映

10、射到第015號輸入寄存器、 第015號保持寄存器，可通過讀輸入寄存器、讀保持寄存器的值來獲得模擬量輸入值，如下所示:輸入通道Modbus元件讀寫類型PLC地址Modbus地 址AI0輸入寄存器3000010只讀保持寄存器4000010只讀AI1輸入寄存器3000021只讀保持寄存器4000021只讀AI2輸入寄存器3000032只讀保持寄存器4000032只讀AI3輸入寄存器3000043只讀保持寄存器4000043只讀AI4輸入寄存器3000054只讀保持寄存器4000054只讀AI5輸入寄存器3000065只讀保持寄存器4000065只讀AI6輸入寄存器3000076只讀保持寄存器4000

11、076只讀AI7輸入寄存器3000087只讀保持寄存器4000087只讀AI8輸入寄存器3000098只讀保持寄存器4000098只讀AI9輸入寄存器3000109只讀保持寄存器4000109只讀AI10輸入寄存器30001110只讀保持寄存器40001110只讀AI11輸入寄存器30001211只讀保持寄存器40001211只讀AI12輸入寄存器30001312只讀保持寄存器40001312只讀AI13輸入寄存器30001413只讀保持寄存器40001413只讀AI14輸入寄存器30001514只讀保持寄存器40001514只讀AI15輸入寄存器30001615只讀保持寄存器40001615

12、只讀4.2模塊參數(shù)M-IF16C模塊的節(jié)點地址、波特率和數(shù)據(jù)格式通過撥碼開關(guān)設(shè)置后，在上電 時自動進(jìn)行配置，無需軟件配置。M-IF16C模塊定義了超時時間參數(shù)用于控制通訊超時報警功能。該參數(shù)映射 到保持寄存器30016 （高16位）和保持寄存器30017 （低16位）中，該參數(shù)通 過16號功能碼寫入模塊內(nèi)部的EEPRO中，上電時自動加載此參數(shù)。超時時間參數(shù)為32位無符號整數(shù)，單位為ms,該參數(shù)范圍為0x0000000© 0X000493E0,對應(yīng) 10300000ms 如 0x00002710表示 10000ms 如果不需要啟用超時功能，將該值設(shè)置為0x00000000。參數(shù)兀件類型

13、PLC地 址Modbus地址功能碼描述超時時間保持奇存器4300173001603 或 16超時時間高16位保持奇存器43001830017超時時間低16位5通訊協(xié)議M-IF16C模塊遵循標(biāo)準(zhǔn)的MODBURTU協(xié)議，MODBU通訊協(xié)議詳細(xì)信息請參 見MODBU標(biāo)準(zhǔn)化組織網(wǎng)站：/ ,這里結(jié)合M-IF16C模塊 簡要介紹MODBUS RT協(xié)議。5.1 MODBUS1 訊模式MODBU協(xié)議使用查詢/響應(yīng)通訊模式。MODBU主站設(shè)備向選定地址的從站 設(shè)備發(fā)送請求報文，報文中包含了主站要求從站執(zhí)行的操作以及完成該操作所需 要的任何附加信息。被選定的從站收到請求報文

14、后，執(zhí)行報文中指定的操作，并 根據(jù)執(zhí)行結(jié)果發(fā)出響應(yīng)報文。如果操作正確完成，則響應(yīng)正常報文；如果在執(zhí)行 過程中發(fā)生錯誤，則響應(yīng)出錯報文。主站根據(jù)從站響應(yīng)報文判斷從站操作結(jié)果， 以執(zhí)行下一步操作。5.2模塊支持的功能碼M-IF16C模塊支持03、04、16號功能碼，各功能碼及所操作的元件如下表所示。元件功能碼讀寫功能I/O保持寄存器03讀讀多個保持寄存器輸入寄存器04讀讀多個輸入寄存器參數(shù)配置保持奇存器03讀讀多個保持寄存器16寫與多個保持奇存器5.2.1 03號功能碼1）主站請求報文報文內(nèi)容長度取值范圍示例從站地址1字節(jié)0x010x1F0x01功能碼1字節(jié)0x030x03起始地址2字節(jié)0x000

15、00x001F0x0000輸入數(shù)量2字節(jié)0x00010x00200x0001CRC校 驗2字節(jié)0x00000xFFFF0x840A注1:主站請求報文示例，讀從0開始的1個保持寄存器（即讀保持寄存器0, 映射為模塊的第一路模擬量輸入AI0 ）。注2:起始地址和輸入寄存器數(shù)量相加不能大于32,否則會以出錯報文響應(yīng)。2）從站正常響應(yīng)報文報文內(nèi)容長度取值范圍示例從站地址1字節(jié)0x010x1F0x01功能碼1字節(jié)0x030x03字節(jié)數(shù)量1字節(jié)N0x02輸入數(shù)據(jù)N字節(jié)0x16EECRC校 驗2字節(jié)0x00000xFFFF0x3668注1: N=響應(yīng)中數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)量。注2 :從站正常響應(yīng)報文示例，輸入數(shù)據(jù)為

16、0x16EE,對應(yīng)的電流為:5870*20/10000=11.74mA （即輸入數(shù)據(jù)值010000對應(yīng)電流值為020mA。3）從站異常響應(yīng)報文報文內(nèi)容長度取值范圍示例從站地址1字節(jié)0x010x1F0x01功能碼1字節(jié)0x830x83錯誤代碼1字節(jié)0x01 （不是支持的功能碼）0x010x02 （起始地址不在0x00000x00仆之間）0x03（寄存器數(shù)量不在0x00010x0020之間。0x04 （數(shù)據(jù)校驗錯誤）CR（校 驗2字節(jié)0x00000xFFFF0x80F05.2.2 04號功能碼1）主站請求報文報文內(nèi)容長度取值范圍示例從站地址1字節(jié)0x010x1F0x01功能碼1字節(jié)0x040x04

17、起始地址2字節(jié)0x00000x001F0x0000輸入數(shù)量2字節(jié)0x00010x00200x0001CRC校 驗2字節(jié)0x00000xFFFF0x31CA注1:主站請求報文示例，讀從0開始的1個輸入寄存器（即讀輸入寄存器0, 映射為模塊的第一路模擬量輸入AI0 ）。注2:起始地址和輸入寄存器數(shù)量相加不能大于32,否則會以出錯報文響應(yīng)。2）從站正常響應(yīng)報文報文內(nèi)容長度取值范圍示例從站地址1字節(jié)0x010x1F0x01功能碼1字節(jié)0x040x04字節(jié)數(shù)量1字節(jié)N0x02輸入數(shù)據(jù)N字節(jié)0x16EECRC校 驗2字節(jié)0x00000xFFFF0x371C注1: N=響應(yīng)中數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)量。注2 :從站正常

18、響應(yīng)報文示例，輸入數(shù)據(jù)為0x16EE,對應(yīng)的電流為:5870*20/10000=11.74mA （即輸入數(shù)據(jù)值010000對應(yīng)電流值為020mA。3）從站異常響應(yīng)報文報文內(nèi)容長度取值范圍示例從站地址1字節(jié)0x010x1F0x01功能碼1字節(jié)0x840x84錯誤代碼1字節(jié)0x01 （不是支持的功能碼）0x010x02 （起始地址不在0x00000x00仆之間）0x03（寄存器數(shù)量不在0x00010x0020之間。0x04 （數(shù)據(jù)校驗錯誤）CR（校 驗2字節(jié)0x00000xFFFF0x82C0523 16號功能碼16號功能碼用于寫保持寄存器，比如，一次寫2個或多個連續(xù)的保持寄存 器。寫時，請求報文

19、中指定的寄存器必須存在并可寫，否則模塊將以出錯報文響 應(yīng)。1）主站請求報文報文內(nèi)容長度取值范圍示例從站地址1字節(jié)0x010x1F0x01功能碼1字節(jié)0x100x10起始地址2字節(jié)0x75400x7540寄存器數(shù)量2字節(jié)N0x0002字節(jié)數(shù)1字節(jié)2*N0x04寄存器值2*N字節(jié)0x0000， 0x2710CRC校 驗2字節(jié)0x00000xFFFF0xB731注1:主站請求報文示例，寫從30016開始的2個保持寄存器（超時時間參數(shù)）注2： N取值可為2、4、& 8，寫入其它值時模塊 將以出錯報文響應(yīng)。2）從站正常響應(yīng)報文報文內(nèi)容長度取值范圍示例從站地址1字節(jié)0x010x1F0x01功能碼1字節(jié)0x100x10起始地址2字節(jié)0x75400x7540寄存器數(shù)量2字節(jié)N0x0002CRC校 驗2字節(jié)0x00000xFFFF0x5A103）從站異常響應(yīng)報文報文內(nèi)容長度取值范圍示例從站地址1字節(jié)0x010x1F0x01功能碼1字節(jié)0x900x90錯誤代