鶴壁市鴻海電子科技有限公司
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模擬量輸入和開關量混合模塊
MB4AI+ 4路16位模擬量采集模塊
- 模擬量輸入:4路 16位 高精度 0~20mA、4~20mA、0~5V和0~10V 輸入
- 模擬量輸出:無
- 其他參數:4路DI輸入 4路DO輸出
- 產品供電:10-30V @12V @24V <4W
- 通訊參數:Modbus RTU RS485
- 外形尺寸:
- 安裝方式:
- 淘寶:
一． 概述
MB4AI+ 4路模擬量16位高精度采集模塊，可采集電流(±0-20mA、±4-20mA)、電壓(±0-5V、±0-10V）,信號采集精度高。4個通道可以采集同一輸入類型，也可以每個通道自定義；采集到的模擬量信號數據，通過隔離RS485接口輸出；模塊采用Modbus-RTU通訊，可適配于PLC、DCS以及各種組態軟件等。
信號采集、CPU和電源輸入、RS485通訊電氣信號相互隔離，有效抑制各類串模和共模干擾，保證數據的精確度，同時也保障了模塊的可靠工作。
二． 特點
1. 采用標準的Modbus-RTU協議。
2. 可根據自己的需求設置通道的輸入信號類型。
3. 高精度信號采集：采用高精度24位AD和電壓基準，電壓基準溫度系數10PPM/℃（max）。
4. 安全：信號采集、信號輸出、電源、RS485通訊電氣信號相互隔離。
5. 通訊保護：RS485通訊信號輸出接口采用過壓過流雙保護。
6. 輸入信號類型、通訊格式可通過軟件設置。
7. 電源極性保護。
三． 技術指標
|
項目 |
參數 |
|
AI 信號輸入 |
1．輸入通道：4通道隔離模擬量采集 2．輸入信號類型：±0-20mA、±4-20mA、±5V、±10V 3．采樣速率：4通道每200mS采集一遍 4．分辨率：24 位 降級為 16位使用 5.信號采集電路和CPU隔離電壓保護：1500V |
|
DI和DO |
1. 4路干接點光耦隔離公地輸入 2. 4路集電極開路光耦隔離公地輸出 |
|
RS485 通訊輸出 |
1．通訊協議：MODBUS-RTU 2．接口類型：隔離RS485通訊，輸出接口采用過壓過流雙保護 3．波特率：1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps 4．校驗位：無校驗、偶校驗、奇校驗 5．設置方式：模塊地址、波特率、校驗位均可通過軟件設置 6. RS485電路和CPU隔離電壓保護：1500V |
|
模塊尺寸 |
A.單獨模塊尺寸：104mm*72mm*26mm B.帶端子和導軌盒尺寸：124mm*72mm*45mm |
|
安裝方式 |
標準DIN導軌安裝(35mm導軌 或 高低導軌) |
|
工作環境 |
溫度：-10 ~ +55℃ 濕度：35~85%（不結露） |
|
工作電源 |
1．供電電壓：10V~30V寬范圍供電，帶電源極性保護 2．電源功耗：小于3W |
四． 測量精度
|
輸入類型 |
測量范圍 |
顯示分辨率 |
精度 |
|
電流 |
±20mA |
20mA/32768 |
0.1% |
|
±4-20mA |
16mA/32768 |
0.1% |
|
|
電壓 |
±5V |
±5V/32768 |
0.1% |
|
±10V |
±10V/32768 |
0.1% |
五． 產品外觀
六． 模塊指示燈和開關功能說明
1. POW/SET;模塊工作狀態指示
A.綠燈亮：模塊工作在運行狀態。 B.紅燈亮：模塊有配置參數已寫入，需重新上電。
2. TXD/RXD:通訊狀態指示
A.綠燈閃亮：通訊接收到數據 B. 紅燈閃亮：模塊正在發送數據
C.綠燈常亮：DATA+和DATA-上接的通訊RS485線接反了或者接線有斷線。
3. 模塊右側復位開關
A. 當通訊參數（模塊地址、波特率、校驗位）不知道或是通訊參數誤設，不能和模塊通訊建立聯系，解決的辦法是把通訊參數復位；我們用曲別針按住復位開關不放開，5秒鐘后模塊[POW/SET]紅色指示燈亮，放開復位開關，此時通訊參數已經復位，只要把模塊的電源斷電后重新啟動一次，此時模塊的通訊參數已經復位。
B. 復位后的通訊參數：地址：1、波特率：9600bps、校驗位：無。
七． 典型應用接線圖
八． 端子定義
|
端子 |
名稱 |
說明 |
|
端子 |
名稱 |
說明 |
|
1 |
DI0 |
開關量輸入0 |
26 |
NC |
空 |
|
|
2 |
AIGND |
開關量輸入1 |
25 |
C3 |
電流輸入選擇端3 |
|
|
3 |
IN1+ |
開關量輸入2 |
24 |
AI3- |
模擬量輸入通道3負端 |
|
|
4 |
IN2+ |
開關量輸入3 |
23 |
AI3+ |
模擬量輸入通道3正端 |
|
|
5 |
DCOM |
開入開出公共端 |
22 |
C2 |
電流輸入選擇端2 |
|
|
6 |
DO0 |
開關量輸出0 |
21 |
AI2- |
模擬量輸入通道2負端 |
|
|
7 |
DO1 |
開關量輸出1 |
20 |
AI2+ |
模擬量輸入通道2正端 |
|
|
8 |
DO2 |
開關量輸出2 |
19 |
C1 |
電流輸入選擇端1 |
|
|
9 |
DO3 |
開關量輸出3 |
18 |
AI1- |
模擬量輸入通道1負端 |
|
|
10 |
DATA+ |
RS485 A通訊+ |
17 |
AI1+ |
模擬量輸入通道1正端 |
|
|
11 |
DATA- |
RS485 B通訊- |
|
16 |
C0 |
電流輸入選擇端0 |
|
12 |
+Vs |
電源輸入+ |
|
15 |
AI0- |
模擬量輸入通道0負端 |
|
13 |
GND |
電源輸入- |
|
14 |
AI0+ |
模擬量輸入通道0正端 |
九． 原理方框圖
第二章 Modbus寄存器和通訊協議說明
一． 模塊支持的MODBUS功能碼和地址范圍
|
寄存器類型 |
地址范圍 |
功能碼 |
功能碼說明 |
|
線圈寄存器 |
00001-00004 |
0x01H |
讀取一個或多個線圈寄存器 |
|
0x05H |
寫一個線圈寄存器 |
||
|
0x0FH |
寫一個或多個線圈寄存器 |
||
|
開入量寄存器 |
10001-10004 |
0x02H |
讀取一個或多個開入量寄存器 |
|
輸入寄存器 |
30001-30004 |
0x04H |
讀取一個或多個輸入寄存器 |
|
保持寄存器 |
40001-4000 |
0x03H |
讀取一個或多個保持寄存器 |
|
0x06H |
寫一個數據到保持寄存器 |
||
|
0x10H |
寫一個或多個數據到保持寄存器 |
二． 寄存器定義描述
1. 線圈寄存器（0x01H、0x05H、0x0FH）
|
地址 |
參數 |
讀/寫 |
最小值 |
最大值 |
說明 |
|
00001 |
DO0 |
讀寫 |
0 |
1 |
開出量輸出0 |
|
00002 |
DO1 |
讀寫 |
0 |
1 |
開出量輸出1 |
|
00003 |
DO2 |
讀寫 |
0 |
1 |
開出量輸出2 |
|
00003 |
DO3 |
讀寫 |
0 |
1 |
開出量輸出3 |
2. 開入量寄存器（0x02H）
|
地址 |
參數 |
讀/寫 |
最小值 |
最大值 |
說明 |
|
10001 |
DI0 |
只讀 |
0 |
1 |
開入量通道0 |
|
10002 |
DI1 |
只讀 |
0 |
1 |
開入量通道1 |
|
10003 |
DI2 |
只讀 |
0 |
1 |
開入量通道2 |
|
10004 |
DI3 |
只讀 |
0 |
1 |
開入量通道3 |
3. 輸入寄存器（功能碼：0x04H）
|
地址 |
參數 |
讀/寫 |
最小值 |
最大值 |
說明 |
|
30001 |
AI0 |
只讀 |
-32768 |
32767 |
模擬輸入通道0 AD轉換數值 |
|
30002 |
AI1 |
只讀 |
-32768 |
32767 |
模擬輸入通道1 AD轉換數值 |
|
30003 |
AI2 |
只讀 |
-32768 |
32767 |
模擬輸入通道2 AD轉換數值 |
|
30004 |
AI3 |
只讀 |
-32768 |
32767 |
模擬輸入通道3 AD轉換數值 |
4. 保持寄存器（功能碼：0x03H、0x06H、0x10H）
|
地址 |
參數 |
讀/寫 |
最小值 |
最大值 |
說明 |
|||
|
40033 |
AI0 |
只讀 |
-32768 |
32767 |
模擬輸入通道0 AD轉換數值 |
|||
|
40034 |
AI1 |
只讀 |
-32768 |
32767 |
模擬輸入通道1 AD轉換數值 |
|||
|
40035 |
AI2 |
只讀 |
-32768 |
32767 |
模擬輸入通道2 AD轉換數值 |
|||
|
40036 |
AI3 |
只讀 |
-32768 |
32767 |
模擬輸入通道3 AD轉換數值 |
|||
|
|
||||||||
|
40065 |
設備類型 |
只讀 |
0 |
256 |
0x06（MB4AI+高精度模擬量模塊） |
|||
|
40066 |
設備狀態 |
只讀 |
0 |
0x0101 |
Bit4：復位按鍵狀態 Bit0：模塊復位請求標志 |
|||
|
40067 |
模塊電壓 |
只讀 |
0 |
300 |
0.0-29.9V 每bit 0.1V |
|||
|
40068 |
模塊溫度 |
只讀 |
0 |
100 |
-20-50℃度 每bit 0.1℃ |
|||
|
40069 |
產品版本 |
只讀 |
0 |
65535 |
硬件版本(高8位) +軟件版本(低8位) |
|||
|
40070 |
生產信息 |
只讀 |
0 |
65535 |
年(高8位) +批號(低8位) |
|||
|
40071 |
模塊地址 |
讀/寫 |
1 |
247 |
1（默認） |
|||
|
40072 |
波特率 |
讀/寫 |
0 |
7 |
0(1200) 1(2400) 2(4800) 3(9600)默認4(19200) 5(38400) 6(57600) 7(115200) |
|||
|
40073 |
校驗位 |
讀/寫 |
0 |
2 |
0(無校驗.)默認 1(偶校驗) 2(奇校驗) |
|||
|
40076 |
模擬量輸入 AI輸入類型 |
讀寫 |
0 |
256 |
高8bit： 0x00：4個通道輸入一種類型的信號 0x01：每個通道自定義輸入類型的信號 低8bit： 0x00：±0-20mA 0x01：±4-20mA 0x02：±5V(默認) 0x03：±10V |
|||
|
|
||||||||
|
40129 |
通道0自定義輸入類型 |
讀寫 |
0 |
3 |
0x00：±0-20mA 0x01：±4-20mA 0x02：±5V(默認) 0x03：±10V |
|||
|
40130 |
通道1自定義輸入類型 |
讀寫 |
0 |
3 |
||||
|
40131 |
通道2自定義輸入類型 |
讀寫 |
0 |
3 |
||||
|
40132 |
通道3自定義輸入類型 |
讀寫 |
0 |
3 |
||||
三． AI模擬量輸入通道采樣值(30001-30004)轉換為實際數據計算方法
1. 計算方法
|
AI輸入類型 |
測量數據范圍 |
實際值計算 |
|
電流 |
±0-20mA |
采集值(有符號十進制) * 20mA / 32768 |
|
±4-20mA |
采集值(有符號十進制) * （20mA-4mA） / 32768 |
|
|
電壓 |
±5V |
采集值(有符號十進制) * 5V / 32768 |
|
±10V |
采集值(有符號十進制) * 10 V / 32768 |
2. 計算示例：
a) 正電流輸入：
如果通道0設置為0-20mA輸入，通訊讀取到的數據為0x2306H，轉換十進制是8966，計算公式為：8966 * 20 / 32768 = 5.4724mA
b) 負電流輸入：
如果通道0設置為0-20mA輸入，通訊讀取到的數據為0xA567H，轉換十進制是-23193，計算公式為：-23193 * 20 / 32768 = -14.1559mA
四． Modbus RTU通訊模擬量通道輸入命令示例（例模塊地址：1）
1. 讀取1個通道（讀取通道0）： 01 04 00 00 00 01 31 CA
2. 讀取4個通道（讀取通道0 – 3）：01 04 00 00 00 04 F1 C9
標簽: 高精度 16位 模擬量采集模塊 模擬量輸出模塊 模擬量輸入輸出模塊 modbus模塊 0~20mA 4~20mA 0~5V 0~10V