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鹤壁市鸿海电子科技有限公司
章产品介绍一.概述MB8AI4AO8路模拟量采集和4路模拟量输出模块,可采集8路0-20mA、4-20mA、0-5V、0-10V四种模拟量输入信号和4路0-20mA、4-20mA、0-5V、0-10V四种模拟量信号输出
章 产品介绍
一. 概述
MB8AI4AO 8路模拟量采集和4路模拟量输出模块,可采集8路0-20mA、4-20mA、0-5V、0-10V四种模拟量输入信号和4路0-20mA、4-20mA、0-5V、0-10V四种模拟量信号输出;8AI采集到的模拟量信号数据,通过隔离RS485接口输出,通过隔离RS485接口可以控制4AO的数据输出;模块采用Modbus-RTU通讯,可直接适配PLC、DCS以及国内各种组态软件等。
信号采集、信号输出、电源、RS485通讯电气信号相互隔离,有效抑制各类串模和共模干扰,保证数据的精确度,同时也保障了模块的可靠工作。
二. 特点
1. 采用标准的Modbus-RTU协议。
2. 可根据自己的需求设置每个通道的输入信号类型。
3. 信号输入和输出类型都采用无跳线设计,都可以通过测试软件设置,无需打开外壳设置跳线,非常方便用户使用。
4. 模块模拟量输出电源内置隔离DCDC模块,无需另外再接模拟量输出电源。
5. AO模拟量输出工作模式
模块功能模式 | 功能特点 |
上电加载预置值模式 | 1. 模拟量输出【AO上电初值】可设置加载一个值,默认为加载0值。 2. 当模块上电时,模拟量输出AO加载【AO上电初值】。 |
上电加载掉电值模式 | 1. 不间断监测模块供电情况,当检测到模块供电掉电时,记录保存当前的AO通道输出值。 2. 当模块再次上电时,模拟量输出AO加载上次掉电前的值。 |
隔离器模式 (安全栅工作模式) | 1.模拟量输出AO0的输出大小由AI0的值决定. 2.AO0输出值跟随AI0的值变化而变化,不由电脑控制改变输出. 3.另外几个通道以此类推 |
6. 安全:信号采集、信号输出、电源、RS485通讯电气信号相互隔离。
7. 通讯保护:RS485通讯信号输出接口采用过压过流双保护。
8. 输入信号类型、输出信号类型、通讯格式可通过软件设置。
9. 电源极性保护和过流保护。
三. 技术指标
项目 | 参数 |
AI 信号输入 | 1.输入通道:8/4通道隔离模拟量采集 2.输入信号类型:0~20mA、4~20mA、0~5V、0~10V四种模拟量信号 3.采样速率:8/4通道每5mS采集一次 4.分辨率:12 bit 5.精度:电压 0.2% 电流 0.3% 6. 隔离电压保护:1500V |
AO 信号输出 | 1.输出通道:4通道隔离模拟量输出 2.输出信号类型:0~20mA、4~20mA、0~5V、0~10V四种模拟量信号 3.采样速率:4通道5mS 可更新一次 4.分辨率:12 bit 5.精度:电压 0.2% 电流 0.3% 6. 隔离电压保护:1500V |
RS485 通讯输出 | 1.通讯协议:MODBUS-RTU 2.接口类型:隔离RS485通讯,输出接口采用过压过流双保护 3.波特率:1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps 4.校验位:无校验、偶校验、奇校验 5.设置方式:模块地址、波特率、校验位均可通过软件设置 6. 隔离电压保护:1500V |
模块尺寸 | A. 单独模块尺寸:104mm*72mm*26mm B. 带端子和导轨盒尺寸:124mm*72mm*45mm |
安装方式 | 标准DIN导轨安装(35mm导轨 或 高低导轨) |
工作环境 | 温度:-10 ~ +55℃ 湿度:35~85%(不结露) |
工作电源 | 1.供电电压:10V~30V宽范围供电。 2. 带电源极性保护和过流保护。 3.电源功耗:小于3W |
四. 产品外观
五. 模块指示灯和开关功能说明
1. POW/SET; 模块工作状态指示
A.绿灯亮:模块工作在运行状态。 B.红灯亮:模块有配置参数已写入,需重新上电。
2. TXD/RXD: 通讯状态指示
A.绿灯闪亮:通讯接收到数据 B. 红灯闪亮:模块正在发送数据
C.绿灯常亮:DATA+和DATA-上接的通讯RS485线接反了或者接线有断线。
3. 模块右侧复位开关
A. 当通讯参数(模块地址、波特率、校验位)不知道或是通讯参数误设,不能和模块通讯建立联系,解决的办法是把通讯参数复位;我们用曲别针按住复位开关不放开,5秒钟后模块[POW/SET]红色指示灯亮,放开复位开关,此时通讯参数已经复位,只要把模块的电源断电后重新启动一次,此时模块的通讯参数已经复位。
B. 复位后的通讯参数:地址:1、波特率:9600bps、校验位:无。
六. 典型应用接线图
七. 端子定义
端子 | 名称 | 说明 |
| 端子 | 名称 | 说明 |
1 | AI0 | 模拟量输入0通道正端 | 14 | A00I | 模拟量通道0电流输出 | |
2 | AI1 | 模拟量输入1通道正端 | 15 | A00V | 模拟量通道0电压输出 | |
3 | AI2 | 模拟量输入2通道正端 | 16 | AOGND | 模拟量通道0输出负端 | |
4 | AI3 | 模拟量输入3通道正端 | 17 | A01I | 模拟量通道1电流输出 | |
5 | AIGND | 模拟量输入负端 | 18 | A01V | 模拟量通道1电压输出 | |
6 | AI4 | 模拟量输入4通道正端 | 19 | AOGND | 模拟量通道1输出负端 | |
7 | AI5 | 模拟量输入5通道正端 | 20 | A02I | 模拟量通道2电流输出 | |
8 | AI6 | 模拟量输入6通道正端 | 21 | A02V | 模拟量通道2电压输出 | |
9 | AI7 | 模拟量输入7通道正端 | 22 | AOGND | 模拟量通道2输出负端 | |
10 | DATA+ | RS485通讯+ | 23 | A03I | 模拟量通道3电流输出 | |
11 | DATA- | RS485通讯- |
| 24 | A03V | 模拟量通道3电压输出 |
12 | +Vs | 电源输入+ |
| 25 | AOGND | 模拟量通道3输出负端 |
13 | GND | 电源输入- |
| 26 | NC | 空 |
八. 原理方框图
九. MODBUS寄存器说明
1. 模块支持的MODBUS功能码
代码 | 含义 | 操作 |
0x03H | 读多个保持寄存器 | 读取一个或多个保持寄存器的值 |
0x 06H | 写单个个保持寄存器 | 将一个数据写入保持寄存器 |
0x 04H | 读多个输入寄存器 | 读取一个或多个输入寄存器的值 |
0x 10H | 写多个保持寄存器 | 将一个或多个数据写入保持寄存器 |
2. 寄存器定义描述
A. 输入寄存器(功能码:0x04H)
地址1 | 地址0 | 参数 | 读/写 | 最小值 | 值 | 说明 |
30001 | 00000 | AI0 | 只读 | 0 | 4095 | 模拟输入通道0 AD转换数值 |
30002 | 00001 | AI1 | 只读 | 0 | 4095 | 模拟输入通道1 AD转换数值 |
30003 | 00002 | AI2 | 只读 | 0 | 4095 | 模拟输入通道2 AD转换数值 |
30004 | 00003 | AI3 | 只读 | 0 | 4095 | 模拟输入通道3 AD转换数值 |
30005 | 00004 | AI4 | 只读 | 0 | 4095 | 模拟输入通道4 AD转换数值 |
30006 | 00005 | AI5 | 只读 | 0 | 4095 | 模拟输入通道5 AD转换数值 |
30007 | 00006 | AI6 | 只读 | 0 | 4095 | 模拟输入通道6 AD转换数值 |
30008 | 00007 | AI7 | 只读 | 0 | 4095 | 模拟输入通道7 AD转换数值 |
B. 保持寄存器(功能码:0x03H、0x06H、0x10H)
地址1 | 地址0 | 参数 | 读/写 | 最小值 | 值 | 说明 | |
40033 | 00032 | AI0 | 只读 | 0 | 4095 | 模拟输入通道0 AD转换数值 | |
40034 | 00033 | AI1 | 只读 | 0 | 4095 | 模拟输入通道1 AD转换数值 | |
40035 | 00034 | AI2 | 只读 | 0 | 4095 | 模拟输入通道2 AD转换数值 | |
40036 | 00035 | AI3 | 只读 | 0 | 4095 | 模拟输入通道3 AD转换数值 | |
40037 | 00036 | AI4 | 只读 | 0 | 4095 | 模拟输入通道4 AD转换数值 | |
40038 | 00037 | AI5 | 只读 | 0 | 4095 | 模拟输入通道5 AD转换数值 | |
40039 | 00038 | AI6 | 只读 | 0 | 4095 | 模拟输入通道6 AD转换数值 | |
40040 | 00039 | AI7 | 只读 | 0 | 4095 | 模拟输入通道7 AD转换数值 | |
|
| ||||||
40049 | 00048 | AO0 | 读写 | 0 | 4095 | 模拟量输出通道0 DA控制值 | |
40050 | 00049 | AO1 | 读写 | 0 | 4095 | 模拟量输出通道1 DA控制值 | |
40051 | 00050 | AO2 | 读写 | 0 | 4095 | 模拟量输出通道2 DA控制值 | |
40052 | 00051 | AO3 | 读写 | 0 | 4095 | 模拟量输出通道3 DA控制值 | |
|
| ||||||
40065 | 00064 | 设备类型 | 只读 | 0 | 256 | 23 (MB8AI4AO模块) | |
40066 | 00065 | 设备状态 | 只读 | 0 | 0x0101 | Bit4:复位按键状态 Bit0:模块复位请求标志 | |
40067 | 00066 | 模块电压 | 只读 | 0 | 300 | 0.0-29.9V | |
40068 | 00067 | 模块温度 | 只读 | 0 | 100 | 0-99℃度 (备用) | |
40069 | 00068 | 产品版本 | 只读 | 0 | 65535 | 硬件版本(高8位) + 软件版本(低8位) | |
40070 | 00069 | 生产信息 | 只读 | 0 | 65535 | 年(高8位) + 批号(低8位) | |
40071 | 00070 | 模块地址 | 读/写 | 1 | 247 | 1(默认) | |
40072 | 00071 | 波特率 | 读/写 | 0 | 7 | 0(1200) 1(2400) 2(4800) 3(9600) 默认4(19200) 5(38400) 6(57600) 7(115200) | |
40073 | 00072 | 校验位 | 读/写 | 0 | 2 | 0(无校验.) 默认 1(偶校验) 2(奇校验) | |
40076 | 00075 | 模拟量输入 AI输入类型 (全局) | 读写 | 0 | 4 | 0:0-20mA(默认) 1:4-20mA 2:0-5V 3:0-10V 4:各通道输入自定义 | |
40077 | 00076 | 模拟量输出AO工作模式 (全局) BIT: 15-8 | 读写 | 0 | 3 | 0:上电加载上电预置值(默认) 1:上电加载上次掉电前数值 2:隔离器模式 3:各通道输出自定义 | |
模拟量输出AO类型 (全局) BIT: 7-0 | 读写 | 0 | 3 | 0:0-20mA(默认) 1:4-20mA 2:0-5V 3:0-10V | |||
|
| ||||||
40129 | 00128 | AI0输入类型 | 读写 | 0 | 3 | 0:0-20mA(默认) 1:4-20mA 2:0-5V 3:0-10V 注意 1. 只有40076 AI输入类型设置为4,才能对各个通道信号自定义设置。 | |
40130 | 00129 | AI1输入类型 | 读写 | 0 | 3 | ||
40131 | 00130 | AI2输入类型 | 读写 | 0 | 3 | ||
40132 | 00131 | AI3输入类型 | 读写 | 0 | 3 | ||
40129 | 00128 | AI4输入类型 | 读写 | 0 | 3 | ||
40130 | 00129 | AI5输入类型 | 读写 | 0 | 3 | ||
40131 | 00130 | AI6输入类型 | 读写 | 0 | 3 | ||
40132 | 00131 | AI7输入类型 | 读写 | 0 | 3 | ||
|
| ||||||
40145 | 00144 | AO0工作模式 | 读写 | 0 | 3 | 模拟量输出通道工作模式 BIT: 15-8 0:上电加载上电预置值(默认) 1:上电加载上次掉电前数值 2:隔离器模式 模拟量AO输出类型 BIT: 7-0 0:0-20mA(默认) 1:4-20mA 2:0-5V 3:0-10V 使用注意事项 1. 只有40077 模拟量输出工作模式设置为3,才能对各个通道信号自定义设置。 | |
AO0输出类型 | 读写 | 0 | 3 | ||||
40146 | 00145 | AO1工作模式 | 读写 | 0 | 3 | ||
AO1输出类型 | 读写 | 0 | 3 | ||||
40147 | 00146 | AO2工作模式 | 读写 | 0 | 3 | ||
AO2输出类型 | 读写 | 0 | 3 | ||||
40148 | 00147 | AO3工作模式 | 读写 | 0 | 3 | ||
AO3输出类型 | 读写 | 0 | 3 | ||||
|
| ||||||
40161 | 00160 | 通道 上电 预置 值 | AO0 | 读写 | 0 | 4095 | 1. 模拟输出通道上电加载值。 2. 当模块AO通道输出工作模式设置为上电加载值时有效。 3. 只有40077 模拟量输出工作模式设置为3才能应用 |
40162 | 00161 | AO1 | 读写 | 0 | 4095 | ||
40163 | 00162 | AO2 | 读写 | 0 | 4095 | ||
40164 | 00163 | AO3 | 读写 | 0 | 4095 |
十. AI模拟量输入通道采样值(功能码:04H 输入寄存器)转换为实际数据计算方法
1. 0-20mA输入:实际值 = 采集值(十进制形式) * 20 mA/ 4096
2. 4-20mA输入:实际值 = 采集值(十进制形式) * 20mA / 4096
3. 0~5V 输入:实际值 = 采集值(十进制形式) * 5 V/ 4096
4. 0~10V 输入:实际值 = 采集值(十进制形式) * 10V / 4096
5. 当通道设置为4-20mA输入时,通道输入值不足4mA时,上传数据为4mA。
6. 计算例子:
如果通道0设置为4-20mA输入,通讯读取到的数据为0x0723H,转换十进制是1827,计算公式为:1827*20 / 4096 = 8.92mA
十一. AO模拟量输出DAC控制值(功能码:0x03H、0x06H、0x10H保持寄存器)转换为实际数据计算方法
1. 0-20mA输出 DAC输出控制值 = X(实际电流输出值,十进制形式) * 4096 / 20
2. 4-20mA输出 DAC输出控制值 = X(实际电流输出值,十进制形式) * 4096 / 20
3. 0-5V 输出 DAC输出控制值 = X(实际电压输出值,十进制形式) * 4096 / 5
4. 0-10V 输出 DAC输出控制值 = X(实际电压输出值,十进制形式) * 4096 / 10
5. 在 4~20mA输出范围下,命令输出小于 4mA的数值,都将以 4mA输出。
6. 计算例子: 如果通道0设置为4-20mA输出,需要输出10mA电流,计算公式为:10 * 4096 / 20 = 2048 ,实际控制DAC输出值就是2048。
十二. Modbus RTU通讯 模拟量通道输入命令示例(例 模块地址:1)
1. 读取1个通道(读取通道0): 01 04 00 00 00 01 31 CA
2. 读取4个通道(读取通道0 – 3):01 04 00 00 00 04 F1 C9
十三. Modbus RTU通讯 模拟量通道输出命令示例(例 模块地址:1)
1. 读取1个通道(读取通道0): 01 03 00 30 00 01 84 05
2. 读取4个通道(读取通道0 –3):01 03 00 30 00 04 44 06
3. 设置1个通道(设置通道0): 01 06 00 30 08 00 8E 05 (设置输出电流值为10mA )
4. 设置4个通道(设置通道0 –3):01 10 00 30 00 04 08 08 00 08 00 08 00 08 00 F3 74
(设置输出电流值为10mA )
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