0-20mA 4-20ma轉485、232電流轉數字采集模塊

電流電壓采集模塊可以應用在哪些領域？

    電壓電流采集模塊是一種通用型數據采集模塊，內嵌高性能ARM處理器，針對工業自動化控制場景而設計，采用電源、通信互相隔離等技術，輸入端采用ESD、過壓、過流保護等設計，具有性能穩定、抗干擾性強等特點。電壓電流采集模塊含有16路隔離型開關量輸入、四路模擬電壓輸入、二路模擬電流輸入，開關量輸入分為兩組，每組八路，可輸入9-24VDC的開關量信號，電壓采集范圍為0-5V，電流采集范圍為0-5A，可通過RS485通信接口與上位機連接，將各通道數據傳送給上位機，方便監測和控制之用。

隨著科學技術的不斷進步，人們利用各種控制器來的進行工作和生產，比如說控制加熱爐的溫度，控制灌溉的流量，控制物品移動的距離等。PLC的IO模塊或DCS系統輸出的模擬量電流或電壓信號直接去控制遠程的執行設備，會因為長距離的傳輸造成信號的衰減、失真，有時還會因為其他外界信號干擾造成信號出錯，影響整個系統的正常工作。至于數據采集則是計算機與外部物理世界連接的橋梁，數據采集模塊由傳感器、控制器等其它單元組成，像數據采集卡、數據采集儀表等，都是數據采集工具。

因此可以將傳感器輸出模擬信號轉換成數字信號，應用RS232/RS-485通訊將信號進行遠程傳輸或GPRS進行無線數傳，然后用遠程模擬信號輸出模塊將數字信號轉換成模擬信號，得到還原輸出模擬信號。這些技術在數據采集、遠程監控中越來越多的應用。而電壓電流采集模塊則是采用工業中廣泛應用的標準化MODBUS RTU/ASCII協議，可以與各種PLC、人機界面、組態軟件、工控機等MODBUS接口產品連接通信，并且具有通信超時檢測功能，方便通信控制，也可以按客戶要求定制通信協議。

 產品特點：

● 16路模擬信號采集，隔離轉換 RS-485/232輸出

● 采用24位AD轉換器，測量精度優于0.05%

● 通過RS-485/232接口可以程控校準模塊精度

● 信號輸入 / 輸出之間隔離耐壓3000VDC

● 寬電源供電范圍：8 ~ 32VDC

● 可靠性高，編程方便，易于應用

● 標準DIN35導軌安裝，方便集中布線

● 用戶可編程設置模塊地址、波特率等

● 支持Modbus RTU 通訊協議，自動識別協議

● AD轉換速率可以編程設定

典型應用：

● 模擬信號測量、監測和控制

●  RS-485遠程I/O，數據采集

● 智能樓宇控制、安防工程等應用系統

●  RS-232/485總線工業自動化控制系統                      

● 工業現場信號隔離及長線傳輸

● 設備運行監測

● 傳感器信號的測量

● 工業現場數據的獲取與記錄

● 醫療、工控產品開發

●  4-20mA或0-5V信號采集

產品概述：

IBF29產品實現傳感器和主機之間的多路信號采集，用來檢測最多16路模擬信號。IBF29系列產品可應用在 RS-232/485總線工業自動化控制系統，4-20mA / 0-5V信號測量、監測和控制，0-75mV，0-100mV等小信號的測量以及工業現場信號隔離及長線傳輸等等。

產品包括電源隔離，信號隔離、線性化，A/D轉換和RS-485串行通信。每個串口最多可接255只 IBF29系列模塊，通訊方式采用ASCII碼通訊協議或MODBUS RTU通訊協議，波特率可由代碼設置，能與其他廠家的控制模塊掛在同一RS-485總線上，便于計算機編程。

IBF29系列產品是基于單片機的智能監測和控制系統，所有的用戶設定的校準值，地址，波特率，數據格式，校驗和狀態，轉換速率等配置信息都儲存在非易失性存儲器EEPROM里。

IBF29系列產品按工業標準設計、制造，信號輸入 / 輸出之間隔離，可承受3000VDC隔離電壓，抗干擾能力強，可靠性高。工作溫度范圍- 45℃～+85℃。

功能簡介：

IBF29 信號隔離采集模塊，可以用來測量16路電壓或電流信號。

1、 模擬信號輸入

24位采集精度，16路模擬信號輸入。產品出廠前所有信號輸入范圍已全部校準。在使用時，用戶也可以很方便的自行編程校準。具體電流或電壓輸入量程請看產品選型。

2、 通訊協議

通訊接口： 1路標準的RS-485通訊接口或1路標準的RS-232通訊接口，訂貨選型時注明。

通訊協議：支持兩種協議，命令集定義的字符協議和MODBUS  RTU通訊協議。模塊自動識別通訊協議，能實現與多種品牌的PLC、RTU或計算機監控系統進行網絡通訊。

數據格式：10位。1位起始位，8位數據位，1位停止位。

通訊地址（0～255）和波特率（2400、4800、9600、19200、38400、57600 、115200bps）均可設定；通訊網絡最長距離可達1200米，通過雙絞屏蔽電纜連接。

通訊接口高抗干擾設計，±15KV ESD保護，通信響應時間小于100mS。       

3、 抗干擾

可根據需要設置校驗和。模塊內部有瞬態抑制二極管，可以有效抑制各種浪涌脈沖，保護模塊，內部的數字濾波，也可以很好的抑制來自電網的工頻干擾。

產品選型：

IBF29 - U(A)□  -  □

輸入電壓或電流信號值                           通訊接口

U1：0-5V           A1：0-1mA                  485： 輸出為RS-485接口  

   U2：0-10V          A2：0-10mA                 232： 輸出為RS-232接口

U3：0-75mV         A3：0-20mA            

  U4：0-2.5V          A4：4-20mA                         

   U5：0-±5V          A5：0-±1mA                         

   U6：0-±10V         A6：0-±10mA                         

   U7：0-±100mV       A7：0-±20mA

   U8：用戶自定義     A8：用戶自定義

選型舉例1： 型號：IBF29-A4-485   表示16路4-20mA信號輸入，輸出為RS-485接口

選型舉例2： 型號：IBF29-U1-232   表示16路0-5V信號輸入，輸出為RS-232接口

選型舉例3： 型號：IBF29-U2-485   表示16路0-10V信號輸入，輸出為RS-485接口

IBF29通用參數：

(typical @ +25℃，Vs為24VDC)

輸入類型： 電流輸入 / 電壓輸入

精    度：  0.05%

溫度漂移：  ±30 ppm/℃ (±50 ppm/℃, )

輸入電阻：  100Ω (4-20mA/0-20mA/0-±20mA電流輸入) 

            100Ω (0-10mA/0-±10mA電流輸入)

            1KΩ (0-1mA/0-±1mA電流輸入)

            大于200K(5V/10V電壓輸入)

            大于1MΩ(2.5V以下電壓輸入)

AD轉換速率：  80 SPS   （出廠默認值，用戶可發命令修改轉換速率。）

               可以通過命令設置AD轉換速率2.5 SPS，5 SPS，10 SPS，20 SPS，40 SPS，80 SPS，160 SPS，320 SPS，500 SPS，1000 SPS。（通道轉換速率=AD轉換速率/開啟的通道數量）

              注：修改轉換速率后請重新校準模塊，否則測量的數據會有偏差。也可以在訂貨的時候注明轉換速率，我們在產品出廠時按您要求的轉換速率重新校準。

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）

輸入端保護： 過壓保護，過流保護

通    訊：   協議  RS-485 或 RS-232   標準字符協議 和 MODBUS RTU通訊協議

             波特率（2400、4800、9600、19200、38400、57600 、115200bps）可軟件選擇

地址（0～255）可軟件選擇

通訊響應時間：100 ms

工作電源：    +8 ~ 32VDC寬供電范圍，內部有防反接和過壓保護電路              

功率消耗：    小于1W

工作溫度：    - 45 ~ +80℃         

工作濕度：   10 ~ 90% (無凝露)

存儲溫度：   - 45 ~ +80℃              

存儲濕度：   10 ~ 95% (無凝露)                                    

隔離耐壓：   輸入 / 輸出 之間：  3KVDC，1分鐘，漏電流 1mA

             其中RS-232 / RS-485輸出和電源共地。

耐沖擊電壓： 3KVAC， 1.2/50us(峰值)

外形尺寸：   120 mm  x  70 mm  x  43mm

引腳定義：                                                                                        

表1  引腳定義

IBF29字符協議命令集：

模塊的出廠初始設置，如下所示：

地址代碼為01

波特率9600 bps

禁止校驗和

如果使用 RS-485網絡，必須分配一個獨一無二的地址代碼，地址代碼取值為16進制數在00和FF之間，由于新模塊的地址代碼都是一樣的，他們的地址將會和其他模塊矛盾，所以當你組建系統時，你必須重新配置每一個IBF29模塊地址?？梢栽诮雍肐BF29模塊電源線和RS485通訊線后，通過配置命令來修改IBF29模塊的地址。波特率，校驗和狀態也需要根據用戶的要求而調整。而在修改波特率，校驗和狀態之前，必須讓模塊先進入缺省狀態，否則無法修改。

讓模塊進入缺省狀態的方法：

IBF29模塊邊上都有一個INIT的開關，在模塊的側面位置。將INIT開關撥到INIT位置，再接通電源，此時模塊進入缺省狀態。在這個狀態時，模塊的配置如下：

地址代碼為00

波特率9600 bps

禁止校驗和

這時，可以通過配置命令來修改IBF29模塊的波特率，校驗和狀態等參數。在不確定某個模塊的具體配置時，也可以將INIT開關撥到INIT位置，使模塊進入缺省狀態，再對模塊進行重新配置。

注： 正常使用時請將INIT開關撥到NORMAL位置。

    字符協議命令由一系列字符組成，如首碼、地址ID，變量、可選校驗和字節和一個用以顯示命令結束符(cr)。主機除了帶通配符地址“**”的同步的命令之外，一次只指揮一個IBF29模塊。

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

(Leading code) 首碼是命令中的個字母。所有命令都需要一個命令首碼，如%,$,#,@,...等。        1- 字符

(Addr)      模塊的地址代碼, 如果下面沒有指定，取值范圍從 00～FF (十六進制)。                2- 字符

(Command) 顯示的是命令代碼或變量值。                                                    變量長度

[data]      一些輸出命令需要的數據。                                                      變量長度

[checksum] 括號中的Checksum（校驗和）顯示的是可選參數，只有在啟用校驗和時，才需要此選項。 2- 字符

(cr)        識別用的一個控制代碼符，(cr)作為回車結束符，它的值為0x0D。                      1- 字符

當啟用校驗和(checksum)時，就需要[Checksum]。它占2-字符。命令和應答都必須附加校驗和特性。校驗和用來檢查所有輸入命令，來幫助你發現主機到模塊命令錯誤和模塊到主機響應的錯誤。校驗和字符放置在命令或響應字符之后，回車符之前。

計算方法：兩個字符，十六進制數，為之前所發所有字符的ASCII碼數值之和，然后與十六進制數0xFF相與所得。

應用舉例：禁止校驗和(checksum)

       用戶命令    $002(cr)

       模塊應答    !00020600 (cr)

 啟用校驗和(checksum)

用戶命令    $002B6 (cr)

       模塊應答    !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

命令的應答 ：

應答信息取決于各種各樣的命令。應答也由幾個字符組成，包括首代碼，變量和結束標識符。應答信號的首代碼有兩種， ‘!’或 ‘>’表示有效的命令而‘?’ 則代表無效。通過檢查應答信息，可以監測命令是否有效

注意：1、在一些情況下，許多命令用相同的命令格式。要確保你用的地址在一個命令中是正確的，假如你用錯誤的地址，而這個地址代表著另一個模塊，那么命令會在另一個模塊生效，因此產生錯誤。

2、必須用大寫字母輸入命令。

3、(cr)代表鍵盤上的回車符，不要直接寫出來，應該是敲一下回車鍵（Enter鍵）。

這種模塊產品具有良好的擴展性能，廣泛應用于分布式數據系統中?？梢赃\用級聯的方式與其它數據擴展模塊共同組成一個基于RS485總線的工業控制現場數據采集終端。電壓電流采集模塊應用范圍包括，工控產品開發；機房、無塵車間環境控制；移動數據采集站；畜牧養殖環境控制；種植水養環境控制；倉庫冷藏冷鏈環境控制；機械、消防、石化、建筑、電力、交通等各行業RS485總線工業自動化控制系統中。其輸出類型是繼電器輸出，可選常開/常閉輸出，采集數據系于內部電路通完全隔離，還具有超時檢測與超時預定義輸出功能。像通信協議跟通訊數據包格式都是可以定制的，撥碼開關設置波特率、地址，奇偶校驗可以選，這些都要在跟廠家定制之前說清楚。