模拟量数字量采集模块

1、MHBI4100D混合采集模块V1.1分布式IO模块产品手册 深圳市常用科技有限公司SHENZHEN COMMON TECHNOLOGY CO.,LTD技术支持热线:0755-*地址:深圳市宝安区45区新安街道华创达怡景大厦605网址:邮箱:changyong环境控制专家2目录 3 环境控制专家一、 产品概述1.1 产品简介MHBI1138D 多功能混合采集模块是一种通用型数据采集模块,内嵌高性能ARM 处理器,针对工业自动化控制场景而设计,采用电源、测量、通信互相隔离等技术,输入端采用ESD 、过压、过流保护等设计,具有性能稳定、抗干扰性强等特点。MHBI1138D 多功能混合采集模块含有1

2、6路隔离型开关量输入、4路模拟电压输入、2路模拟电流输入,开关量输入分为2组,每组8路,可输入924VDC 的开关量信号,电压采集范围为05V ,电流采集范围为420mA ,可通过RS485通信接口与上位机连接,将各通道数据传送给上位机,方便监测和控制之用。MHBI1138D 采用工业中广泛应用的标准化MODBUS RTU/ASCII 协议,可以与各种PLC 、人机界面、组态软件、工控机等MODBUS 接口产品连接通信,并且具有通信超时检测功能,方便通信控制,也可以按客户要求定制通信协议。本产品具有良好的扩展性能,广泛应用于分布式数据系统中。MHBI1138D 可以运用级联的方式与其它数据扩展

3、模块共同组成一个基于RS485总线的工业控制现场数据采集终端。1.2 系统概述MHBI1138D 的原理框图如图 1.1 所示。模块主要由电源电路、隔离开关量输入电路、隔离 RS485 通信电路及 MCU 等部分组成。模块选用了 ARM 高性能处理芯片,具有高速数据处理能力。系统具有看门狗电路,可以在出现意外时实现软重启,使得模块更加稳定可靠。MHBI1138D 采用工业级设计, RS485通讯接口采用隔离技术,避免工业现场信号对模块通信接口的影响,使通信稳定可靠,开关量输入部分具有 ESD 、过压、过流等保护功能。图1.1 系统结构框环境控制专家4 1.3 外形及尺寸模块外观如图1.2所示,

4、尺寸如图1.3所示图 1.2模块外形 图1.3 模块尺寸1.4 型号说明 注:(1产品分类:M (模块、 C (主机监控、I (集成控制;(2模块机种类型:D (数字量、A (模拟量、H (混合、S (专用、E (定制类; 5 环境控制专家(3参数类型:B(开关量模拟量混合输入;(4输入输出:I(输入、O(输出、X(输入输出;(58信号参数:第5位:模拟量输入参数:1(电压:DC05V,电流:DC420mA、2(电压:DC010V;电流:DC420mA第6位:开关量输入参数:1(24VDC、2(48VDC、3(220VDC、4(220VAC第7位:n(模拟量输入通道数=2n,n=08,s表示单

5、通道;第8位:n(开关量输入通道数=2n,n=08,s表示单通道;(9通讯端口:D(RS485、R(RS232、H(RS485和RS232可选、N(网络;(10版本号(空缺不填(V1.0、1(V1.1、2(V1.2、3(V1.3、4(V1.4,空缺不填为默认版本V1.0。二、模块参数及特性2.1主要技术参数 2.2开关量输入MHBI1138D共有16路开关量输入通道,分为两组,每组8路。其中COM1与DI0DI7组成一组,COM2与DI8DI15组成一组,两组输入之间相互隔离。COM1与COM2为两组的公共端,可以接电源的正极,也可以接电源的负极,建议接负极。MDAI系列的公共端可以接火线也可

6、以接零线,建议接零线。开关量输入信号与内部电路都通过光耦隔离,保障信号稳定可靠,具体电路如图2.1所示图2.1 开关量输入信号内部电路2.3模拟量电压输入 电压输入原理图2.4模拟量电流输入 模拟电流输入原理图2.5超时检测功能开关量模块与MODBUS设备终端通讯时有超时检测功能,时间超过系统设置时间参数,相应的指示灯会点亮提示,时间参数可以由PLC、工控仪表、组态软件通过写寄存器的方式(功能码:16设置,不设置模块以初始时间检测。设置超时检测功能时请注意,超时时间必须比正常情况下系统可能的最大轮询周期大,否则模块可能会误报警。超时时间参数为16 位无符号整数,单位为10ms,缺省为0(不检测

7、。三、模块端口及安装3.1模块端口端口名称及功能描述如表3.1表3.1 面板端口及功能描述 3.2电源及485通讯端口接线 图3.2 电源及485通讯接线图接线请注意:(1MHBI1138D连接电源时,VS+端子连接电源正极,GND连接电源负极,电源请使用9-30V供电,建议24V。(2连接RS485通讯线时,模块的A/TR+端必须连接到同一条485总线的A通信线上,B/TR-端必须连接到同一条485总线的B通信线上,否则会引起总线通信异常;同一条485总线上的RS485设备必须具有不同的地址码;终端电阻必须连接到485总线的两端,可以通过拨码开关启动模块内部集成的终端电阻,也可以外加120电

8、阻。(3接线时应尽量减小支线的长度,推荐使用标准的手拉手接线方式。3.3开关量信号输入接线 3.4电压输入接线图 3.5电流输入接线图 3.6安装说明MHBI1138D有导轨安装和螺丝安装两种安装方式。3.4.1导轨安装MHBI1138D模块外壳底板有导轨,可直接安装在标准的DIN 导轨(35mm宽D 型导轨上。安装时,如图 3.1 所示,可按如下步骤进行:1、把模块底板钩在导轨上边沿2、模块底板上的红色卡座轻轻向外拉出3、将模块压紧贴在导轨上,松开红色卡座4、卡座弹回,模块被固定在导轨上 图3.3 导轨安装3.4.2螺丝安装MHBI1138D模块外壳底板四个角上各有一个安装孔,如图3.4所示

9、。可用螺丝通过这四个孔把模块固定在合适平面上。3.7指示灯开关量MHBI1138D 模块具有1个红绿双色指示灯,指示灯工作状态提示如表2.1所示表3.2模块指示灯工作状态说明 四、通信及组网4.1通信技术参数开关量输入模块可与各种PLC、组态软件、工控机、人机界面等连接使用,通信参数如表4.1表4.1 通讯技术参数 4.2通信参数设置1设置模块波特率BAUD 通过面板上的拨码开关BAUD设置(拨码开关约定“1”表示把拨码开关拨到“ON的位置”,“0”表示把拨码开关拨到OFF的位置,拨码开关的值都是二进制的形式,6为最高位,8为最低位,设置值如表4.2:表4.2 波特率设置值 注:波特率及模块站

10、号设置后即时生效。2模块站号设置ADDR 通过面板开关的ADDR拨码开关设置(值的形式和拨码开关约定同波特率设置,注意0为广播地址,模块不能设置,具体设置查表4.3,有关通讯地址请看4.4.3节。表4.3 模块站号设置表 注:波特率及模块站号设置后即时生效。3模块终端电阻设置TERM 注:连接或断开终端电阻时,拨码开关第9、10位必须同时为0或者1.通过面板开关的TERM拨码开关设置(值的形式和拨码开关约定同波特率设置,拨码开关的10、9位用于连接终端电阻,当拨码开关9、10全部拨到1时,模块内置的终端电阻连接到RS485总线上;都为0时,断开终端电阻。4.3通讯组网示意图 图4.1 模块组网

11、示意图注:如果MODBUS上位机只有RS232接口,组网时必须配备隔离型RS232/RS485转换器4.4模块地址分配及Modbus功能码4.4.1采集模块支持的功能码表4.4 模块支持功能码 4.4.2离散输入寄存器(02功能码DI0DI15通道开关量状态对应的离散输入寄存器地址为:0-15,上位机通过02功能码读取离散输入寄存器的值可以获取对应开关量的状态值(注意:不能读取不存在的寄存器,否则返回相应的出错信息,具体映射值如表4.5。表4.5 离散输入寄存器(02功能码寄存器 4.4.3保持寄存器(03,06,16功能码模块配置参数对应的保持寄存器地址为:0-4,上位机通过03功能码读取保

12、持寄存器的值可以获取模块相应配置参数值,可以通过06,16功能码写入相应配置参数值(注意:不能读取或者写入不存在的寄存器,否则返回相应的出错信息,具体映射值如表4.6。表4.6 保持寄存器(03,06,16功能码寄存器 说明:1命令编码:设备进行校准,恢复出厂设置,设备重启控制。返回值为0。表4.7 命令编码 2数据编码:与命令编码组合使用,一般进行校准时使用,此值为实际值保留两位小数后*100。如4.10*100=410;返回值为0。3地址编码:地址编码是该类型模块通讯起始地址,地址编码与ADDR站号拨码开关组合成Modbus通讯地址。如:地址编码为0x0060,ADDR设置为2,则Modb

13、us通讯地址为0x60+2=0x62;地址编码设置只有数据5,6,7位有效。4通讯模式:设定模块通讯是RTU模式还是ASCII模式,0x00是RTU模式,0x01是ASCII模式。5通讯超时值:通讯超时检测功能,在超时时间规定的时间内没有接收到任何数据包,则红色指示灯常亮指示。通讯超时值为16位无符号整数,最小单位为10ms,最大设置值为65535*10ms=655.35s。如不需要超时检测功能,则把通讯超时值设为0。4.4.4输入寄存器(04功能码模块检测电压电流转换值对应的输入寄存器地址为:0-5,上位机通过04功能码读取输入寄存器的值可以获取模块相应电压电流通道的转换值(注意:不能读取不

14、存在的寄存器,否则返回相应的出错信息,具体映射值如表4. 7。表4.8 输入寄存器(04功能码寄存器 说明:1电压电流转换值是电压电流值保留两位小数*100;4.4.5功能码数据格式102号功能码数据格式a上位机主站请求02报文格式(RTU b从站响应02报文格式(RTU c上位机主站请求02报文格式(ASCII d从站响应02报文格式(ASCII 注:不能读取不存在的离散寄存器,否则模块会以出错的报文响应。例:1RTU模式:上位机读取从0开始的16个离散输入寄存器(一次读取模块所有开关量输入,发送命令:0x01 0x02 0x00 0x00 0x00 0x10 0x79 0xC6模块响应返回

15、报文(DI0DI7为1,其余为0:0x01 0x02 0x02 0x00 0xFF 0xF9 0xF8通讯出错模块返回报文:不支持的功能码或者其它错误:0x01 0x82 0x01 0x81 0x60起始地址或者输入数量超出范围出错:0x01 0x82 0x02 0xC1 0x612ASCII模式:上位机读取从0开始的16个离散输入寄存器(一次读取模块所有开关量输入,发送命令:0x3A 0x30 0x31 0x30 0x32 0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x31 0x30 0x45 0x44 0x0D 0x0A 模块响应返回报文(DI1为1,其余为0:0x3A

16、0x30 0x31 0x30 0x32 0x30 0x32 0x30 0x32 0x30 0x30 0x46 0x39 0x0D 0x0A通讯出错模块返回报文:不支持的功能码或者其它错误:0x3A 0x30 0x31 0x38 0x32 0x30 0x31 0x37 0x43 0x0D 0x0A起始地址或者输入数量超出范围出错:0x3A 0x30 0x31 0x38 0x32 0x30 0x32 0x37 0x42 0x0D 0x0A203号功能码数据格式a上位机主站请求03报文格式(RTU b从站响应03报文格式(RTU c上位机主站请求03报文格式(ASCII d从站响应03报文格式(AS

17、CII 注:不能读取不存在的保持寄存器,否则模块会以出错的报文响应。例:1RTU模式:上位机读取从0开始的5个保持寄存器(一次读取模块所有保持寄存器,发送命令:0x01 0x03 0x00 0x00 0x00 0x05 0x85 0xC9模块响应返回报文:0x01 0x03 0x0A 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x01 0x2C 0x24 0xFB 通讯出错模块返回报文:不支持的功能码或者其它错误:0x01 0x83 0x01 0x80 0xF0起始地址或者输入数量超出范围出错:0x01 0x83 0x02 0xC0 0xF12ASCII模

18、式:上位机读取从0开始的5个保持寄存器(一次读取模块所有保持寄存器,发送命令:0x3A 0x30 0x31 0x30 0x33 0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x35 0x46 0x37 0x0D 0x0A模块响应返回报文: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通讯出错模块返回报文:不支持

19、的功能码或者其它错误:0x3A 0x30 0x31 0x38 0x33 0x30 0x31 0x37 0x42 0x0D 0x0A起始地址或者输入数量超出范围出错:0x3A 0x30 0x31 0x38 0x33 0x30 0x32 0x37 0x41 0x0D 0x0A304号功能码数据格式a上位机主站请求04报文格式(RTU b从站响应04报文格式(RTU c上位机主站请求04报文格式(ASCII d从站响应04报文格式(ASCII 注:不能读取不存在的保持寄存器,否则模块会以出错的报文响应。例:1RTU模式:上位机读取从0开始的6个输入寄存器(一次读取模块所有输入寄存器,发送命令:0x0

20、1 0x04 0x00 0x00 0x00 0x06 0x70 0x08模块响应返回报文:0x01 0x04 0x0C 0x01 0x0D 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x04 0x01 0x89 0x00 0x01 0xB3 0xCE通讯出错模块返回报文:不支持的功能码或者其它错误:0x01 0x84 0x01 0x82 0xC0起始地址或者输入数量超出范围出错:0x01 0x84 0x02 0xC2 0xC12ASCII模式:上位机读取从0开始的6个输入寄存器(一次读取模块所有输入寄存器,发送命令:0x3A 0x30 0x31 0x30 0x34 0x30 0x30

21、0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x36 0x46 0x35 0x0D 0x0A模块响应返回报文: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通讯出错模块返回报文:不支持的功能码或者其它错误:0x3A 0x30 0x31 0x38 0x34 0x30 0x31 0x37 0x4

22、1 0x0D 0x0A起始地址或者输入数量超出范围出错:0x3A 0x30 0x31 0x38 0x34 0x30 0x32 0x37 0x39 0x0D 0x0A406号功能码数据格式a上位机主站请求06报文格式(RTU b从站响应06报文格式(RTU c上位机主站请求06报文格式(ASCII d从站响应06报文格式(ASCII 注:不能写不存在的保持寄存器,否则模块会以出错的报文响应。例:1RTU模式:上位机写第5个寄存器,发送命令:0x01 0x06 0x00 0x04 0x01 0x2C 0xC8 0x46模块响应返回报文:0x01 0x06 0x00 0x04 0x01 0x2C 0

23、xC8 0x46通讯出错模块返回报文:不支持的功能码或者其它错误:0x01 0x86 0x01 0x83 0xA0起始地址或者输入数量超出范围出错:0x01 0x86 0x02 0xC3 0xA12ASCII模式:上位机写第5个寄存器,发送命令:0x3A 0x30 0x31 0x30 0x36 0x30 0x30 0x30 0x34 0x30 0x31 0x32 0x43 0x43 0x38 0x0D 0x0A 模块响应返回报文:0x3A 0x30 0x31 0x30 0x36 0x30 0x30 0x30 0x34 0x30 0x31 0x32 0x43 0x43 0x38 0x0D 0x0A 通讯出错模块返回报文:不支持的功能码或者其它错误:0x3A 0x30 0x31 0x38 0x36 0x30 0x31 0x37 0x38 0x0D 0x0A起始地址或者输入数量超出范围出错:0x3A 0x30 0x31 0x38 0x36 0x30 0x32 0x37 0x37 0x0D