模擬量數(shù)字量采集模塊

1、MHBI4100D混合采集模塊V1.1分布式IO模塊產(chǎn)品手冊(cè) 深圳市常用科技有限公司SHENZHEN COMMON TECHNOLOGY CO.,LTD技術(shù)支持熱線:0755-*地址:深圳市寶安區(qū)45區(qū)新安街道華創(chuàng)達(dá)怡景大廈605網(wǎng)址:郵箱:changyong環(huán)境控制專家2目錄 3 環(huán)境控制專家一、 產(chǎn)品概述1.1 產(chǎn)品簡(jiǎn)介MHBI1138D 多功能混合采集模塊是一種通用型數(shù)據(jù)采集模塊,內(nèi)嵌高性能ARM 處理器,針對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制場(chǎng)景而設(shè)計(jì),采用電源、測(cè)量、通信互相隔離等技術(shù),輸入端采用ESD 、過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)等設(shè)計(jì),具有性能穩(wěn)定、抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)。MHBI1138D 多功能混合采集模塊含有1

2、6路隔離型開(kāi)關(guān)量輸入、4路模擬電壓輸入、2路模擬電流輸入,開(kāi)關(guān)量輸入分為2組,每組8路,可輸入924VDC 的開(kāi)關(guān)量信號(hào),電壓采集范圍為05V ,電流采集范圍為420mA ,可通過(guò)RS485通信接口與上位機(jī)連接,將各通道數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī),方便監(jiān)測(cè)和控制之用。MHBI1138D 采用工業(yè)中廣泛應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化MODBUS RTU/ASCII 協(xié)議,可以與各種PLC 、人機(jī)界面、組態(tài)軟件、工控機(jī)等MODBUS 接口產(chǎn)品連接通信,并且具有通信超時(shí)檢測(cè)功能,方便通信控制,也可以按客戶要求定制通信協(xié)議。本產(chǎn)品具有良好的擴(kuò)展性能,廣泛應(yīng)用于分布式數(shù)據(jù)系統(tǒng)中。MHBI1138D 可以運(yùn)用級(jí)聯(lián)的方式與其它數(shù)據(jù)擴(kuò)展

3、模塊共同組成一個(gè)基于RS485總線的工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集終端。1.2 系統(tǒng)概述MHBI1138D 的原理框圖如圖 1.1 所示。模塊主要由電源電路、隔離開(kāi)關(guān)量輸入電路、隔離 RS485 通信電路及 MCU 等部分組成。模塊選用了 ARM 高性能處理芯片,具有高速數(shù)據(jù)處理能力。系統(tǒng)具有看門(mén)狗電路,可以在出現(xiàn)意外時(shí)實(shí)現(xiàn)軟重啟,使得模塊更加穩(wěn)定可靠。MHBI1138D 采用工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì), RS485通訊接口采用隔離技術(shù),避免工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)對(duì)模塊通信接口的影響,使通信穩(wěn)定可靠,開(kāi)關(guān)量輸入部分具有 ESD 、過(guò)壓、過(guò)流等保護(hù)功能。圖1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框環(huán)境控制專家4 1.3 外形及尺寸模塊外觀如圖1.2所示,

4、尺寸如圖1.3所示圖 1.2模塊外形 圖1.3 模塊尺寸1.4 型號(hào)說(shuō)明 注:(1產(chǎn)品分類:M (模塊、 C (主機(jī)監(jiān)控、I (集成控制;(2模塊機(jī)種類型:D (數(shù)字量、A (模擬量、H (混合、S (專用、E (定制類; 5 環(huán)境控制專家(3參數(shù)類型:B(開(kāi)關(guān)量模擬量混合輸入;(4輸入輸出:I(輸入、O(輸出、X(輸入輸出;(58信號(hào)參數(shù):第5位:模擬量輸入?yún)?shù):1(電壓:DC05V,電流:DC420mA、2(電壓:DC010V;電流:DC420mA第6位:開(kāi)關(guān)量輸入?yún)?shù):1(24VDC、2(48VDC、3(220VDC、4(220VAC第7位:n(模擬量輸入通道數(shù)=2n,n=08,s表示單

5、通道;第8位:n(開(kāi)關(guān)量輸入通道數(shù)=2n,n=08,s表示單通道;(9通訊端口:D(RS485、R(RS232、H(RS485和RS232可選、N(網(wǎng)絡(luò);(10版本號(hào)(空缺不填(V1.0、1(V1.1、2(V1.2、3(V1.3、4(V1.4,空缺不填為默認(rèn)版本V1.0。二、模塊參數(shù)及特性2.1主要技術(shù)參數(shù) 2.2開(kāi)關(guān)量輸入MHBI1138D共有16路開(kāi)關(guān)量輸入通道,分為兩組,每組8路。其中COM1與DI0DI7組成一組,COM2與DI8DI15組成一組,兩組輸入之間相互隔離。COM1與COM2為兩組的公共端,可以接電源的正極,也可以接電源的負(fù)極,建議接負(fù)極。MDAI系列的公共端可以接火線也可

6、以接零線,建議接零線。開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)與內(nèi)部電路都通過(guò)光耦隔離,保障信號(hào)穩(wěn)定可靠,具體電路如圖2.1所示圖2.1 開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)內(nèi)部電路2.3模擬量電壓輸入 電壓輸入原理圖2.4模擬量電流輸入 模擬電流輸入原理圖2.5超時(shí)檢測(cè)功能開(kāi)關(guān)量模塊與MODBUS設(shè)備終端通訊時(shí)有超時(shí)檢測(cè)功能,時(shí)間超過(guò)系統(tǒng)設(shè)置時(shí)間參數(shù),相應(yīng)的指示燈會(huì)點(diǎn)亮提示,時(shí)間參數(shù)可以由PLC、工控儀表、組態(tài)軟件通過(guò)寫(xiě)寄存器的方式(功能碼:16設(shè)置,不設(shè)置模塊以初始時(shí)間檢測(cè)。設(shè)置超時(shí)檢測(cè)功能時(shí)請(qǐng)注意,超時(shí)時(shí)間必須比正常情況下系統(tǒng)可能的最大輪詢周期大,否則模塊可能會(huì)誤報(bào)警。超時(shí)時(shí)間參數(shù)為16 位無(wú)符號(hào)整數(shù),單位為10ms,缺省為0(不檢測(cè)

7、。三、模塊端口及安裝3.1模塊端口端口名稱及功能描述如表3.1表3.1 面板端口及功能描述 3.2電源及485通訊端口接線 圖3.2 電源及485通訊接線圖接線請(qǐng)注意:(1MHBI1138D連接電源時(shí),VS+端子連接電源正極,GND連接電源負(fù)極,電源請(qǐng)使用9-30V供電,建議24V。(2連接RS485通訊線時(shí),模塊的A/TR+端必須連接到同一條485總線的A通信線上,B/TR-端必須連接到同一條485總線的B通信線上,否則會(huì)引起總線通信異常;同一條485總線上的RS485設(shè)備必須具有不同的地址碼;終端電阻必須連接到485總線的兩端,可以通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)啟動(dòng)模塊內(nèi)部集成的終端電阻,也可以外加120電

8、阻。(3接線時(shí)應(yīng)盡量減小支線的長(zhǎng)度,推薦使用標(biāo)準(zhǔn)的手拉手接線方式。3.3開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸入接線 3.4電壓輸入接線圖 3.5電流輸入接線圖 3.6安裝說(shuō)明MHBI1138D有導(dǎo)軌安裝和螺絲安裝兩種安裝方式。3.4.1導(dǎo)軌安裝MHBI1138D模塊外殼底板有導(dǎo)軌,可直接安裝在標(biāo)準(zhǔn)的DIN 導(dǎo)軌(35mm寬D 型導(dǎo)軌上。安裝時(shí),如圖 3.1 所示,可按如下步驟進(jìn)行:1、把模塊底板鉤在導(dǎo)軌上邊沿2、模塊底板上的紅色卡座輕輕向外拉出3、將模塊壓緊貼在導(dǎo)軌上,松開(kāi)紅色卡座4、卡座彈回,模塊被固定在導(dǎo)軌上 圖3.3 導(dǎo)軌安裝3.4.2螺絲安裝MHBI1138D模塊外殼底板四個(gè)角上各有一個(gè)安裝孔,如圖3.4所示

9、。可用螺絲通過(guò)這四個(gè)孔把模塊固定在合適平面上。3.7指示燈開(kāi)關(guān)量MHBI1138D 模塊具有1個(gè)紅綠雙色指示燈,指示燈工作狀態(tài)提示如表2.1所示表3.2模塊指示燈工作狀態(tài)說(shuō)明 四、通信及組網(wǎng)4.1通信技術(shù)參數(shù)開(kāi)關(guān)量輸入模塊可與各種PLC、組態(tài)軟件、工控機(jī)、人機(jī)界面等連接使用,通信參數(shù)如表4.1表4.1 通訊技術(shù)參數(shù) 4.2通信參數(shù)設(shè)置1設(shè)置模塊波特率BAUD 通過(guò)面板上的撥碼開(kāi)關(guān)BAUD設(shè)置(撥碼開(kāi)關(guān)約定“1”表示把撥碼開(kāi)關(guān)撥到“ON的位置”,“0”表示把撥碼開(kāi)關(guān)撥到OFF的位置,撥碼開(kāi)關(guān)的值都是二進(jìn)制的形式,6為最高位,8為最低位,設(shè)置值如表4.2:表4.2 波特率設(shè)置值 注:波特率及模塊站

10、號(hào)設(shè)置后即時(shí)生效。2模塊站號(hào)設(shè)置ADDR 通過(guò)面板開(kāi)關(guān)的ADDR撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置(值的形式和撥碼開(kāi)關(guān)約定同波特率設(shè)置,注意0為廣播地址,模塊不能設(shè)置,具體設(shè)置查表4.3,有關(guān)通訊地址請(qǐng)看4.4.3節(jié)。表4.3 模塊站號(hào)設(shè)置表 注:波特率及模塊站號(hào)設(shè)置后即時(shí)生效。3模塊終端電阻設(shè)置TERM 注:連接或斷開(kāi)終端電阻時(shí),撥碼開(kāi)關(guān)第9、10位必須同時(shí)為0或者1.通過(guò)面板開(kāi)關(guān)的TERM撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置(值的形式和撥碼開(kāi)關(guān)約定同波特率設(shè)置,撥碼開(kāi)關(guān)的10、9位用于連接終端電阻,當(dāng)撥碼開(kāi)關(guān)9、10全部撥到1時(shí),模塊內(nèi)置的終端電阻連接到RS485總線上;都為0時(shí),斷開(kāi)終端電阻。4.3通訊組網(wǎng)示意圖 圖4.1 模塊組網(wǎng)

11、示意圖注:如果MODBUS上位機(jī)只有RS232接口,組網(wǎng)時(shí)必須配備隔離型RS232/RS485轉(zhuǎn)換器4.4模塊地址分配及Modbus功能碼4.4.1采集模塊支持的功能碼表4.4 模塊支持功能碼 4.4.2離散輸入寄存器(02功能碼DI0DI15通道開(kāi)關(guān)量狀態(tài)對(duì)應(yīng)的離散輸入寄存器地址為:0-15,上位機(jī)通過(guò)02功能碼讀取離散輸入寄存器的值可以獲取對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)量的狀態(tài)值(注意:不能讀取不存在的寄存器,否則返回相應(yīng)的出錯(cuò)信息,具體映射值如表4.5。表4.5 離散輸入寄存器(02功能碼寄存器 4.4.3保持寄存器(03,06,16功能碼模塊配置參數(shù)對(duì)應(yīng)的保持寄存器地址為:0-4,上位機(jī)通過(guò)03功能碼讀取保

12、持寄存器的值可以獲取模塊相應(yīng)配置參數(shù)值,可以通過(guò)06,16功能碼寫(xiě)入相應(yīng)配置參數(shù)值(注意:不能讀取或者寫(xiě)入不存在的寄存器,否則返回相應(yīng)的出錯(cuò)信息,具體映射值如表4.6。表4.6 保持寄存器(03,06,16功能碼寄存器 說(shuō)明:1命令編碼:設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn),恢復(fù)出廠設(shè)置,設(shè)備重啟控制。返回值為0。表4.7 命令編碼 2數(shù)據(jù)編碼:與命令編碼組合使用,一般進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)使用,此值為實(shí)際值保留兩位小數(shù)后*100。如4.10*100=410;返回值為0。3地址編碼:地址編碼是該類型模塊通訊起始地址,地址編碼與ADDR站號(hào)撥碼開(kāi)關(guān)組合成Modbus通訊地址。如:地址編碼為0x0060,ADDR設(shè)置為2,則Modb

13、us通訊地址為0x60+2=0x62;地址編碼設(shè)置只有數(shù)據(jù)5,6,7位有效。4通訊模式:設(shè)定模塊通訊是RTU模式還是ASCII模式,0x00是RTU模式,0x01是ASCII模式。5通訊超時(shí)值:通訊超時(shí)檢測(cè)功能,在超時(shí)時(shí)間規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有接收到任何數(shù)據(jù)包,則紅色指示燈常亮指示。通訊超時(shí)值為16位無(wú)符號(hào)整數(shù),最小單位為10ms,最大設(shè)置值為65535*10ms=655.35s。如不需要超時(shí)檢測(cè)功能,則把通訊超時(shí)值設(shè)為0。4.4.4輸入寄存器(04功能碼模塊檢測(cè)電壓電流轉(zhuǎn)換值對(duì)應(yīng)的輸入寄存器地址為:0-5,上位機(jī)通過(guò)04功能碼讀取輸入寄存器的值可以獲取模塊相應(yīng)電壓電流通道的轉(zhuǎn)換值(注意:不能讀取不

14、存在的寄存器,否則返回相應(yīng)的出錯(cuò)信息,具體映射值如表4. 7。表4.8 輸入寄存器(04功能碼寄存器 說(shuō)明:1電壓電流轉(zhuǎn)換值是電壓電流值保留兩位小數(shù)*100;4.4.5功能碼數(shù)據(jù)格式102號(hào)功能碼數(shù)據(jù)格式a上位機(jī)主站請(qǐng)求02報(bào)文格式(RTU b從站響應(yīng)02報(bào)文格式(RTU c上位機(jī)主站請(qǐng)求02報(bào)文格式(ASCII d從站響應(yīng)02報(bào)文格式(ASCII 注:不能讀取不存在的離散寄存器,否則模塊會(huì)以出錯(cuò)的報(bào)文響應(yīng)。例:1RTU模式:上位機(jī)讀取從0開(kāi)始的16個(gè)離散輸入寄存器(一次讀取模塊所有開(kāi)關(guān)量輸入,發(fā)送命令:0x01 0x02 0x00 0x00 0x00 0x10 0x79 0xC6模塊響應(yīng)返回

15、報(bào)文(DI0DI7為1,其余為0:0x01 0x02 0x02 0x00 0xFF 0xF9 0xF8通訊出錯(cuò)模塊返回報(bào)文:不支持的功能碼或者其它錯(cuò)誤:0x01 0x82 0x01 0x81 0x60起始地址或者輸入數(shù)量超出范圍出錯(cuò):0x01 0x82 0x02 0xC1 0x612ASCII模式:上位機(jī)讀取從0開(kāi)始的16個(gè)離散輸入寄存器(一次讀取模塊所有開(kāi)關(guān)量輸入,發(fā)送命令:0x3A 0x30 0x31 0x30 0x32 0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x31 0x30 0x45 0x44 0x0D 0x0A 模塊響應(yīng)返回報(bào)文(DI1為1,其余為0:0x3A

16、0x30 0x31 0x30 0x32 0x30 0x32 0x30 0x32 0x30 0x30 0x46 0x39 0x0D 0x0A通訊出錯(cuò)模塊返回報(bào)文:不支持的功能碼或者其它錯(cuò)誤:0x3A 0x30 0x31 0x38 0x32 0x30 0x31 0x37 0x43 0x0D 0x0A起始地址或者輸入數(shù)量超出范圍出錯(cuò):0x3A 0x30 0x31 0x38 0x32 0x30 0x32 0x37 0x42 0x0D 0x0A203號(hào)功能碼數(shù)據(jù)格式a上位機(jī)主站請(qǐng)求03報(bào)文格式(RTU b從站響應(yīng)03報(bào)文格式(RTU c上位機(jī)主站請(qǐng)求03報(bào)文格式(ASCII d從站響應(yīng)03報(bào)文格式(AS

17、CII 注:不能讀取不存在的保持寄存器,否則模塊會(huì)以出錯(cuò)的報(bào)文響應(yīng)。例:1RTU模式:上位機(jī)讀取從0開(kāi)始的5個(gè)保持寄存器(一次讀取模塊所有保持寄存器,發(fā)送命令:0x01 0x03 0x00 0x00 0x00 0x05 0x85 0xC9模塊響應(yīng)返回報(bào)文:0x01 0x03 0x0A 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x01 0x2C 0x24 0xFB 通訊出錯(cuò)模塊返回報(bào)文:不支持的功能碼或者其它錯(cuò)誤:0x01 0x83 0x01 0x80 0xF0起始地址或者輸入數(shù)量超出范圍出錯(cuò):0x01 0x83 0x02 0xC0 0xF12ASCII模

18、式:上位機(jī)讀取從0開(kāi)始的5個(gè)保持寄存器(一次讀取模塊所有保持寄存器,發(fā)送命令:0x3A 0x30 0x31 0x30 0x33 0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x35 0x46 0x37 0x0D 0x0A模塊響應(yīng)返回報(bào)文:0x3A 0x30 0x31 0x30 0x33 0x30 0x41 0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x31 0x30 0x31 0x32 0x43 0x43 0x34 0x0D 0x0A通訊出錯(cuò)模塊返回報(bào)文:不支持

19、的功能碼或者其它錯(cuò)誤:0x3A 0x30 0x31 0x38 0x33 0x30 0x31 0x37 0x42 0x0D 0x0A起始地址或者輸入數(shù)量超出范圍出錯(cuò):0x3A 0x30 0x31 0x38 0x33 0x30 0x32 0x37 0x41 0x0D 0x0A304號(hào)功能碼數(shù)據(jù)格式a上位機(jī)主站請(qǐng)求04報(bào)文格式(RTU b從站響應(yīng)04報(bào)文格式(RTU c上位機(jī)主站請(qǐng)求04報(bào)文格式(ASCII d從站響應(yīng)04報(bào)文格式(ASCII 注:不能讀取不存在的保持寄存器,否則模塊會(huì)以出錯(cuò)的報(bào)文響應(yīng)。例:1RTU模式:上位機(jī)讀取從0開(kāi)始的6個(gè)輸入寄存器(一次讀取模塊所有輸入寄存器,發(fā)送命令:0x0

20、1 0x04 0x00 0x00 0x00 0x06 0x70 0x08模塊響應(yīng)返回報(bào)文:0x01 0x04 0x0C 0x01 0x0D 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x04 0x01 0x89 0x00 0x01 0xB3 0xCE通訊出錯(cuò)模塊返回報(bào)文:不支持的功能碼或者其它錯(cuò)誤:0x01 0x84 0x01 0x82 0xC0起始地址或者輸入數(shù)量超出范圍出錯(cuò):0x01 0x84 0x02 0xC2 0xC12ASCII模式:上位機(jī)讀取從0開(kāi)始的6個(gè)輸入寄存器(一次讀取模塊所有輸入寄存器,發(fā)送命令:0x3A 0x30 0x31 0x30 0x34 0x30 0x30

21、0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x36 0x46 0x35 0x0D 0x0A模塊響應(yīng)返回報(bào)文:0x3A 0x30 0x31 0x30 0x34 0x30 0x43 0x30 0x31 0x30 0x44 0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x34 0x30 0x31 0x38 0x37 0x30 0x30 0x30 0x31 0x35 0x34 0x0D 0x0A通訊出錯(cuò)模塊返回報(bào)文:不支持的功能碼或者其它錯(cuò)誤:0x3A 0x30 0x31 0x38 0x34 0x30 0x31 0x37 0x4

22、1 0x0D 0x0A起始地址或者輸入數(shù)量超出范圍出錯(cuò):0x3A 0x30 0x31 0x38 0x34 0x30 0x32 0x37 0x39 0x0D 0x0A406號(hào)功能碼數(shù)據(jù)格式a上位機(jī)主站請(qǐng)求06報(bào)文格式(RTU b從站響應(yīng)06報(bào)文格式(RTU c上位機(jī)主站請(qǐng)求06報(bào)文格式(ASCII d從站響應(yīng)06報(bào)文格式(ASCII 注:不能寫(xiě)不存在的保持寄存器,否則模塊會(huì)以出錯(cuò)的報(bào)文響應(yīng)。例:1RTU模式:上位機(jī)寫(xiě)第5個(gè)寄存器,發(fā)送命令:0x01 0x06 0x00 0x04 0x01 0x2C 0xC8 0x46模塊響應(yīng)返回報(bào)文:0x01 0x06 0x00 0x04 0x01 0x2C 0

23、xC8 0x46通訊出錯(cuò)模塊返回報(bào)文:不支持的功能碼或者其它錯(cuò)誤:0x01 0x86 0x01 0x83 0xA0起始地址或者輸入數(shù)量超出范圍出錯(cuò):0x01 0x86 0x02 0xC3 0xA12ASCII模式:上位機(jī)寫(xiě)第5個(gè)寄存器,發(fā)送命令:0x3A 0x30 0x31 0x30 0x36 0x30 0x30 0x30 0x34 0x30 0x31 0x32 0x43 0x43 0x38 0x0D 0x0A 模塊響應(yīng)返回報(bào)文:0x3A 0x30 0x31 0x30 0x36 0x30 0x30 0x30 0x34 0x30 0x31 0x32 0x43 0x43 0x38 0x0D 0x0A 通訊出錯(cuò)模塊返回報(bào)文:不支持的功能碼或者其它錯(cuò)誤:0x3A 0x30 0x31 0x38 0x36 0x30 0x31 0x37 0x38 0x0D 0x0A起始地址或者輸入數(shù)量超出范圍出錯(cuò):0x3A 0x30 0x31 0x38 0x36 0x30 0x32 0x37 0x37 0x0D