模拟信号4-20mA转RS-485/232，数据采集A/D转换模块

　　产品特点:

　　< 模拟信号采集，隔离转换 RS-485/232输出

　　< 采用12位AD转换器，测量精度优于0.1%

　　< 通过RS-485/232接口可以程控校准模块精度

　　< 信号输入 / 输出之间隔离耐压3000VDC

　　< 宽电源供电范围:8 ~ 32VDC

　　< 可靠性高，编程方便，易于应用

　　< 标准DIN35导轨安装，方便集中布线

　　< 用户可编程设置模块地址、波特率等

　　< 支持Modbus RTU 通讯协议

　　< 低成本、小体积模块化设计

　　典型应用:

　　< 信号测量、监测和控制

　　< RS-485远程I/O，数据采集

　　< 智能楼宇控制、安防工程等应用系统

　　< RS-232/485总线工业自动化控制系统

　　< 工业现场信号隔离及长线传输

　　< 设备运行监测

　　< 传感器信号的测量

　　< 工业现场数据的获取与记录

　　< 医疗、工控产品开发

　　< 4-20mA或0-5V信号采集

　　产品概述:

　　产品实现传感器和主机之间的信号采集，用来检测模拟信号。IBF系列产品可应用在 RS-232/485总线工业自动化控制系统，4-20mA / 0-5V信号测量、监测和控制，0-75mV，0-100mV等小信号的测量以及工业现场信号隔离及长线传输等等。

　　产品包括电源隔离，信号隔离、线性化，A/D转换和RS-485串行通信。每个串口最多可接255只模块，通讯方式采用ASCII码通讯协议或MODBUS RTU通讯协议，其指令集兼容于ADAM模块，波特率可由代码设置，能与其他厂家的控制模块挂在同一RS-485总线上，便于计算机编程。

　　图2 模块内部框图

　　IBF系列产品是基于单片机的智能监测和控制系统，所有的用户设定的校准值，地址，波特率，数据格式，校验和状态等配置信息都储存在非易失性存储器EEPROM里。

　　产品按工业标准设计、制造，信号输入 / 输出之间隔离，可承受3000VDC隔离电压，抗干扰能力强，可靠性高。工作温度范围- 45℃～+85℃。

　　功能简介:

　　信号隔离采集模块，可以用来测量一路电压或电流信号，

　　12位采集精度，产品出厂前所有信号输入范围已全部校准。在使用时，用户也可以很方便的自行编程校准。

　　具体电流或电压输入量程请看产品选型。

　　通讯接口: 1路标准的RS-485通讯接口或1路标准的RS-232通讯接口，订货选型时注明。

　　通讯协议:支持两种协议，命令集定义的字符协议和MODBUS RTU通讯协议。可通过编程设定使用那种通讯协议，能实现与多种品牌的PLC、RTU或计算机监控系统进行网络通讯。

　　数据格式:10位。1位起始位，8位数据位，1位停止位。

　　通讯地址（0～255）和波特率（2400、4800、9600、19200、38400bps）均可设定；通讯网络最长距离可达1200米，通过双绞屏蔽电缆连接。

　　通讯接口高抗干扰设计，±15KV ESD保护，通信响应时间小于100mS。

　　抗干扰

　　可根据需要设置校验和。模块内部有瞬态抑制二极管，可以有效抑制各种浪涌脉冲，保护模块，内部的数字滤波，也可以很好的抑制来自电网的工频干扰。

　　产品选型:

　　IBF - U(A)□ – □

　　输入电压或电流信号值 通讯接口

　　U1:0-5V A1:0-1mA 485: 输出为RS-485接口

　　U2:0-10V A2:0-10mA 232: 输出为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:用户自定义 A8:用户自定义

　　选型举例1: 型号:IBF A4-485 表示4-20mA信号输入，输出为RS-485接口

　　选型举例2: 型号:IBF U1-232 表示0-5V信号输入，输出为RS-232接口

　　通用参数:

　　(typical @ +25℃，Vs为24VDC)

　　输入类型: 电流输入 / 电压输入

　　精 度: 0.1%

　　温度漂移: ±30 ppm/℃ (±50 ppm/℃, 最大)

　　输入电阻: 50Ω (4-20mA/0-20mA/0-±20mA电流输入)

　　100Ω (0-10mA/0-±10mA电流输入)

　　1KΩ (0-1mA/0-±1mA电流输入)

　　大于1MΩ(电压输入)

　　带 宽: -3 dB 10 Hz

　　转换速率: 10 Sps

　　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）

　　输入端保护: 过压保护，过流保护

　　通 讯: 协议 RS-485 或 RS-232 标准字符协议 和 MODBUS RTU通讯协议

　　波特率（2400、4800、9600、19200、38400bps）可软件选择

　　地址（0～255）可软件选择

　　通讯响应时间:100 ms 最大

　　工作电源: +8 ~ 32VDC宽供电范围，内部有防反接和过压保护电路

　　功率消耗: 小于1W

　　工作温度: - 45 ~ +80℃

　　工作湿度: 10 ~ 90% (无凝露)

　　存储温度: - 45 ~ +80℃

　　存储湿度: 10 ~ 95% (无凝露)

　　隔离耐压: 输入 / 输出 之间: 3KVDC，1分钟，漏电流 1mA

　　其中输出和电源共地。

　　耐冲击电压: 3KVAC， 1.2/50us(峰值)

　　外形尺寸: 106.7 mm x 79 mm x 25mm

　　引脚定义:

　　表1 引脚定义

　　图3 模块接线图

　　初始化模块:

　　所有的模块，如果使用 RS-485网络，必须分配一个独一无二的地址代码，地址代码取值为16进制数在00和FF之间。但是，所有全新的模块都使用一个工厂的初始设置，如下所示:

　　地址代码为01

　　波特率9600 bps

　　禁止校验和

　　由于新模块的地址代码都是一样的，他们的地址将会和其他模块矛盾，所以当你组建系统时，你必须重新配置每一个模块地址。可以在接好模块电源线和RS485通讯线后，通过配置命令来修改模块的地址。波特率，校验和状态，通讯协议也需要根据用户的要求而调整。而在修改波特率，校验和状态，通讯协议之前，必须让模块先进入缺省状态，否则无法修改。

　　让模块进入缺省状态的方法:

　　模块都有一个特殊的标为INIT的管脚。将INIT管脚短路接到地线(GND管脚)后，再接通电源，此时模块进入缺省状态。在这个状态时，模块的配置如下:

　　地址代码为00

　　波特率9600 bps

　　禁止校验和

　　这时，可以通过配置命令来修改模块的波特率，校验和状态等参数，通过设置模块的通讯协议命令来选择通讯协议。在不确定某个模块的具体配置时，也可以通过安装配置跳线，使模块进入缺省状态，再对模块进行重新配置。如果用户需要将模块设置为MODBUS RTU通讯协议，请看MODBUS通讯协议章节的有关说明。

　　字符协议命令集:

　　命令由一系列字符组成，如首码、地址ID，变量、可选校验和字节和一个用以显示命令结束符(cr)。主机除了带通配符地址“**”的同步的命令之外，一次只指挥一个模块。

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

　　(Leading code) 首码是命令中的第一个字母。所有命令都需要一个命令首码，如%,$,#,@,...等。 1- 字符

　　(Addr) 模块的地址代码, 如果下面没有指定，取值范围从 00～FF (十六进制)。 2- 字符

　　(Command) 显示的是命令代码或变量值。 变量长度

　　[data] 一些输出命令需要的数据。 变量长度

　　[checksum] 括号中的Checksum（校验和）显示的是可选参数，只有在启用校验和时，才需要此选项。 2- 字符

　　(cr) 识别用的一个控制代码符，(cr)作为回车结束符，它的值为0x0D。 1- 字符

　　当启用校验和(checksum)时，就需要[Checksum]。它占2-字符。命令和应答都必须附加校验和特性。校验和用来检查所有输入命令，来帮助你发现主机到模块命令错误和模块到主机响应的错误。校验和字符放置在命令或响应字符之后，回车符之前。

　　计算方法:两个字符，十六进制数，为之前所发所有字符的ASCII码数值之和，然后与十六进制数0xFF相与所得。

　　应用举例:禁止校验和(checksum)

　　用户命令 $002(cr)

　　模块应答 !00020600 (cr)

　　启用校验和(checksum)

　　用户命令 $002B6 (cr)

　　模块应答 !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

　　命令的应答 :

　　应答信息取决于各种各样的命令。应答也由几个字符组成，包括首代码，变量和结束标识符。应答信号的首代码有两种， ‘!’或 ‘>’表示有效的命令而‘?’ 则代表无效。通过检查应答信息，可以监测命令是否有效

　　注意:1、在一些情况下，许多命令用相同的命令格式。要确保你用的地址在一个命令中是正确的，假如你用错误的地址，而这个地址代表着另一个模块，那么命令会在另一个模块生效，因此产生错误。

　　2、必须用大写字母输入命令。

　　1、读测量数据命令

　　说 明:以当前配置的数据格式，从模块中读回模拟输入端的测量数据。

　　命令格式:#AA(cr)

　　参数说明:# 分界符。十六进制为23H

　　AA 模块地址，取值范围 00～FF(十六进制)。出厂地址为01，转换成十六进制为每个字符的ASCII码。如地址01换成十六进制为30H和31H。

　　(cr) 结束符，上位机回车键，十六进制为0DH。

　　应答格式:>(data)(cr) 命令有效。

　　?AA(cr) 命令无效或非法操作。

　　参数说明:> 分界符。十六进制为3EH

　　(data) 代表读回的数据。数据格式可以是工程单位，FSR的百分比，16进制补码。详细说明见命令集第2条。十六进制为每个字符的ASCII码。

　　(cr) 结束符，上位机回车键，十六进制为0DH。

　　其他说明:假如格式错误或通讯错误或地址不存在，模块不响应。如果你使用的串口通讯软件输入不了回车键字符，请切换到十六进制格式进行通讯。

　　应用举例: 用户命令（字符格式） #01(cr)

　　（十六进制格式） 2330310D

　　模块应答（字符格式） >+16.000 (cr)

　　（十六进制格式） 3E2B31362E3030300D

　　说 明:在地址01H模块上输入是（数据格式是工程单位）:+16.000mA

　　2、配置模块命令

　　说 明:对一个模块设置地址，输入范围，波特率，数据格式，校验和状态。配置信息储存在非易失性存储器EEPROM里。

　　命令格式:%AANNTTCCFF(cr)

　　参数说明:% 分界符。

　　AA 模块地址，取值范围 00～FF(十六进制)。

　　NN 代表新的模块16进制地址，数值NN的范围从00到FF。

　　TT 用16进制代表类型编码。 产品必须设置为00。

　　CC 用16进制代表波特率编码。