0-5V、4-20mA转232、485数据采集IO模块

数据采集，是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息的过程。数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。数据采集的目的是为了测量电压、电流、温度、压力或声音等物理现象。基于PC的数据采集，通过模块化硬件、应用软件和计算机的结合，进行测量。现场应用中尽管数据采集系统根据不同的应用需求有不同的定义，但各个系统采集、分析和显示信息的目的却都相同。数据采集系统整合了信号、传感器、激励器、信号调理、数据采集设备和应用软件。

工业生产中为增加设备带载能力并保证连接同一信号的设备之间互不干扰，提高电控安全性能，需要将仪器仪表或传感器输出的电压电流、频率、电阻等信号进行采集运算、隔离放大、转换变送及去干扰处理后，得到行业通用的标准模拟电流或电压信号，安全送给二次仪表或PLC/DCS/PC机使用。用户使用模拟信号隔离器/隔离放大器/隔离变送器/数据采集器等产品，有时会遇到现场信号匹配、负载匹配、高频干扰、多路信号窜扰等技术问题，或有源无源、2/3/4线制、回路馈电等选型应用方法问题。 

概述：

传感器和主机之间的信号采集，用来检测模拟信号。IRT系列产品可应用在 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。

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℃。

  特点：

● 模拟信号采集，隔离转换 RS-485/232输出

● 采用12位AD转换器，测量优于0.1%

● 通过RS-485/232接口可以程控校准模块

● 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

功能简介：

信号隔离采集模块，可以用来测量一路电压或电流信号，

1、 模拟信号输入

12位采集，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。

2、 通讯协议

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。

选型：

通用参数：

(typical @ +25℃，Vs为24VDC)

输入类型：  电流输入 / 电压输入

精    度：  0.1%

温度漂移：  ±30 ppm/℃ (±50 ppm/℃, )

输入电阻：  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   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

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

             其中输出和电源共地。

耐冲击电压： 3KVAC， 1.2/50us(峰值)

外形尺寸：   106.7 mm  x  79 mm  x  25mm

引脚定义：                                                                                         

表1  引脚定义

初始化模块：

所有的模块，如果使用 RS-485网络，必须分配一个的地址代码，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块地址。可以在接好模块电源线和RS485通讯线后，通过配置命令来修改模块的地址。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：

模块都有一个特殊的标为INIT的管脚。将INIT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。

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，只指挥一个模块。

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

(Leading code) 首码是命令中的个字母。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)

                    （十六进制格式）  2330310D

            模块应答（字符格式）      >+16.000 (cr)

（十六进制格式） 3E2B31362E3030300D

说    明：在地址01H模块上输入是（数据格式是工程单位）：+16.000mA

模拟量（电流/电压）转RS485/232数据采集模块，开关量远程I/O模块，Modbus RTU转Modbus TCP协议转换模块，工业以太网采集模块，工业互联网数据采集模块。模拟信号（电流/电压/热电阻/频率/位移/转速/脉冲）隔离变送器，隔离放大器，隔离分配器，mV差分信号放大器，光电隔离放大器，磁电隔离放大器，B系列非稳压隔离高压输出，GRB升压电源模块，HRB系列隔离宽电压输入高电压稳压输出6-10W，磁电隔离信号变送器SIP12等。