
第一章 產品介紹
一. 概述
MB8AI4AO 8路模擬量采集和4路模擬量輸出模塊,可采集8路0-20mA、4-20mA、0-5V、0-10V四種模擬量輸入信號和4路0-20mA、4-20mA、0-5V、0-10V四種模擬量信號輸出;8AI采集到的模擬量信號數據,通過隔離RS485接口輸出,通過隔離RS485接口可以控制4AO的數據輸出;模塊采用Modbus-RTU通訊,可直接適配PLC、DCS以及國內各種組態軟件等。
信號采集、信號輸出、電源、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每個通道的輸入信號類型。
3. 信號輸入和輸出類型都采用無跳線設計,都可以通過測試軟件設置,無需打開外殼設置跳線,非常方便用戶使用。
4. 模塊模擬量輸出電源內置隔離DCDC模塊,無需另外再接模擬量輸出電源。
5. AO模擬量輸出工作模式
模塊功能模式 |
功能特點 |
上電加載預置值模式 |
1. 模擬量輸出【AO上電初值】可設置加載一個值,默認為加載0值。 2. 當模塊上電時,模擬量輸出AO加載【AO上電初值】。 |
上電加載掉電值模式 |
1. 不間斷監測模塊供電情況,當檢測到模塊供電掉電時,記錄保存當前的AO通道輸出值。 2. 當模塊再次上電時,模擬量輸出AO加載上次掉電前的值。 |
隔離器模式 (安全柵工作模式) |
1.模擬量輸出AO0的輸出大小由AI0的值決定. 2.AO0輸出值跟隨AI0的值變化而變化,不由電腦控制改變輸出. 3.另外幾個通道以此類推 |
6. 安全:信號采集、信號輸出、電源、RS485通訊電氣信號相互隔離。
7. 通訊保護:RS485通訊信號輸出接口采用過壓過流雙保護。
8. 輸入信號類型、輸出信號類型、通訊格式可通過軟件設置。
9. 電源極性保護和過流保護。
三. 技術指標
項目 |
參數 |
AI 信號輸入 |
1.輸入通道:8/4通道隔離模擬量采集 2.輸入信號類型:0~20mA、4~20mA、0~5V、0~10V四種模擬量信號 3.采樣速率:8/4通道每5mS采集一次 4.分辨率:12 bit 5.精度:電壓 0.2% 電流 0.3% 6. 隔離電壓保護:1500V |
AO 信號輸出 |
1.輸出通道:4通道隔離模擬量輸出 2.輸出信號類型:0~20mA、4~20mA、0~5V、0~10V四種模擬量信號 3.采樣速率:4通道5mS 可更新一次 4.分辨率:12 bit 5.精度:電壓 0.2% 電流 0.3% 6. 隔離電壓保護:1500V |
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. 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。 2. 帶電源極性保護和過流保護。 3.電源功耗:小于3W |
四. 產品外觀
五. 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。
六. 典型應用接線圖
七. 端子定義
端子 |
名稱 |
說明 |
|
端子 |
名稱 |
說明 |
1 |
AI0 |
模擬量輸入0通道正端 |
14 |
A00I |
模擬量通道0電流輸出 |
|
2 |
AI1 |
模擬量輸入1通道正端 |
15 |
A00V |
模擬量通道0電壓輸出 |
|
3 |
AI2 |
模擬量輸入2通道正端 |
16 |
AOGND |
模擬量通道0輸出負端 |
|
4 |
AI3 |
模擬量輸入3通道正端 |
17 |
A01I |
模擬量通道1電流輸出 |
|
5 |
AIGND |
模擬量輸入負端 |
18 |
A01V |
模擬量通道1電壓輸出 |
|
6 |
AI4 |
模擬量輸入4通道正端 |
19 |
AOGND |
模擬量通道1輸出負端 |
|
7 |
AI5 |
模擬量輸入5通道正端 |
20 |
A02I |
模擬量通道2電流輸出 |
|
8 |
AI6 |
模擬量輸入6通道正端 |
21 |
A02V |
模擬量通道2電壓輸出 |
|
9 |
AI7 |
模擬量輸入7通道正端 |
22 |
AOGND |
模擬量通道2輸出負端 |
|
10 |
DATA+ |
RS485通訊+ |
23 |
A03I |
模擬量通道3電流輸出 |
|
11 |
DATA- |
RS485通訊- |
|
24 |
A03V |
模擬量通道3電壓輸出 |
12 |
+Vs |
電源輸入+ |
|
25 |
AOGND |
模擬量通道3輸出負端 |
13 |
GND |
電源輸入- |
|
26 |
NC |
空 |
八. 原理方框圖
九. MODBUS寄存器說明
1. 模塊支持的MODBUS功能碼
代碼 |
含義 |
操作 |
0x03H |
讀多個保持寄存器 |
讀取一個或多個保持寄存器的值 |
0x 06H |
寫單個個保持寄存器 |
將一個數據寫入保持寄存器 |
0x 04H |
讀多個輸入寄存器 |
讀取一個或多個輸入寄存器的值 |
0x 10H |
寫多個保持寄存器 |
將一個或多個數據寫入保持寄存器 |
2. 寄存器定義描述
A. 輸入寄存器(功能碼:0x04H)
地址1 |
地址0 |
參數 |
讀/寫 |
最小值 |
最大值 |
說明 |
30001 |
00000 |
AI0 |
只讀 |
0 |
4095 |
模擬輸入通道0 AD轉換數值 |
30002 |
00001 |
AI1 |
只讀 |
0 |
4095 |
模擬輸入通道1 AD轉換數值 |
30003 |
00002 |
AI2 |
只讀 |
0 |
4095 |
模擬輸入通道2 AD轉換數值 |
30004 |
00003 |
AI3 |
只讀 |
0 |
4095 |
模擬輸入通道3 AD轉換數值 |
30005 |
00004 |
AI4 |
只讀 |
0 |
4095 |
模擬輸入通道4 AD轉換數值 |
30006 |
00005 |
AI5 |
只讀 |
0 |
4095 |
模擬輸入通道5 AD轉換數值 |
30007 |
00006 |
AI6 |
只讀 |
0 |
4095 |
模擬輸入通道6 AD轉換數值 |
30008 |
00007 |
AI7 |
只讀 |
0 |
4095 |
模擬輸入通道7 AD轉換數值 |
B. 保持寄存器(功能碼:0x03H、0x06H、0x10H)
地址1 |
地址0 |
參數 |
讀/寫 |
最小值 |
最大值 |
說明 |
|
40033 |
00032 |
AI0 |
只讀 |
0 |
4095 |
模擬輸入通道0 AD轉換數值 |
|
40034 |
00033 |
AI1 |
只讀 |
0 |
4095 |
模擬輸入通道1 AD轉換數值 |
|
40035 |
00034 |
AI2 |
只讀 |
0 |
4095 |
模擬輸入通道2 AD轉換數值 |
|
40036 |
00035 |
AI3 |
只讀 |
0 |
4095 |
模擬輸入通道3 AD轉換數值 |
|
40037 |
00036 |
AI4 |
只讀 |
0 |
4095 |
模擬輸入通道4 AD轉換數值 |
|
40038 |
00037 |
AI5 |
只讀 |
0 |
4095 |
模擬輸入通道5 AD轉換數值 |
|
40039 |
00038 |
AI6 |
只讀 |
0 |
4095 |
模擬輸入通道6 AD轉換數值 |
|
40040 |
00039 |
AI7 |
只讀 |
0 |
4095 |
模擬輸入通道7 AD轉換數值 |
|
|
|
||||||
40049 |
00048 |
AO0 |
讀寫 |
0 |
4095 |
模擬量輸出通道0 DA控制值 |
|
40050 |
00049 |
AO1 |
讀寫 |
0 |
4095 |
模擬量輸出通道1 DA控制值 |
|
40051 |
00050 |
AO2 |
讀寫 |
0 |
4095 |
模擬量輸出通道2 DA控制值 |
|
40052 |
00051 |
AO3 |
讀寫 |
0 |
4095 |
模擬量輸出通道3 DA控制值 |
|
|
|
||||||
40065 |
00064 |
設備類型 |
只讀 |
0 |
256 |
23 (MB8AI4AO模塊) |
|
40066 |
00065 |
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 |
00066 |
模塊電壓 |
只讀 |
0 |
300 |
0.0-29.9V |
|
40068 |
00067 |
模塊溫度 |
只讀 |
0 |
100 |
0-99℃度 (備用) |
|
40069 |
00068 |
產品版本 |
只讀 |
0 |
65535 |
硬件版本(高8位) + 軟件版本(低8位) |
|
40070 |
00069 |
生產信息 |
只讀 |
0 |
65535 |
年(高8位) + 批號(低8位) |
|
40071 |
00070 |
模塊地址 |
讀/寫 |
1 |
247 |
1(默認) |
|
40072 |
00071 |
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 |
00072 |
校驗位 |
讀/寫 |
0 |
2 |
0(無校驗.) 默認 1(偶校驗) 2(奇校驗) |
|
40076 |
00075 |
模擬量輸入 AI輸入類型 (全局) |
讀寫 |
0 |
4 |
0:0-20mA(默認) 1:4-20mA 2:0-5V 3:0-10V 4:各通道輸入自定義 |
|
40077 |
00076 |
模擬量輸出AO工作模式 (全局) BIT: 15-8 |
讀寫 |
0 |
3 |
0:上電加載上電預置值(默認) 1:上電加載上次掉電前數值 2:隔離器模式 3:各通道輸出自定義 |
|
模擬量輸出AO類型 (全局) BIT: 7-0 |
讀寫 |
0 |
3 |
0:0-20mA(默認) 1:4-20mA 2:0-5V 3:0-10V |
|||
|
|
||||||
40129 |
00128 |
AI0輸入類型 |
讀寫 |
0 |
3 |
0:0-20mA(默認) 1:4-20mA 2:0-5V 3:0-10V 注意 1. 只有40076 AI輸入類型設置為4,才能對各個通道信號自定義設置。 |
|
40130 |
00129 |
AI1輸入類型 |
讀寫 |
0 |
3 |
||
40131 |
00130 |
AI2輸入類型 |
讀寫 |
0 |
3 |
||
40132 |
00131 |
AI3輸入類型 |
讀寫 |
0 |
3 |
||
40129 |
00128 |
AI4輸入類型 |
讀寫 |
0 |
3 |
||
40130 |
00129 |
AI5輸入類型 |
讀寫 |
0 |
3 |
||
40131 |
00130 |
AI6輸入類型 |
讀寫 |
0 |
3 |
||
40132 |
00131 |
AI7輸入類型 |
讀寫 |
0 |
3 |
||
|
|
||||||
40145 |
00144 |
AO0工作模式 |
讀寫 |
0 |
3 |
模擬量輸出通道工作模式 BIT: 15-8 0:上電加載上電預置值(默認) 1:上電加載上次掉電前數值 2:隔離器模式 模擬量AO輸出類型 BIT: 7-0 0:0-20mA(默認) 1:4-20mA 2:0-5V 3:0-10V 使用注意事項 1. 只有40077 模擬量輸出工作模式設置為3,才能對各個通道信號自定義設置。 |
|
AO0輸出類型 |
讀寫 |
0 |
3 |
||||
40146 |
00145 |
AO1工作模式 |
讀寫 |
0 |
3 |
||
AO1輸出類型 |
讀寫 |
0 |
3 |
||||
40147 |
00146 |
AO2工作模式 |
讀寫 |
0 |
3 |
||
AO2輸出類型 |
讀寫 |
0 |
3 |
||||
40148 |
00147 |
AO3工作模式 |
讀寫 |
0 |
3 |
||
AO3輸出類型 |
讀寫 |
0 |
3 |
||||
|
|
||||||
40161 |
00160 |
通道 上電 預置 值 |
AO0 |
讀寫 |
0 |
4095 |
1. 模擬輸出通道上電加載值。 2. 當模塊AO通道輸出工作模式設置為上電加載值時有效。 3. 只有40077 模擬量輸出工作模式設置為3才能應用 |
40162 |
00161 |
AO1 |
讀寫 |
0 |
4095 |
||
40163 |
00162 |
AO2 |
讀寫 |
0 |
4095 |
||
40164 |
00163 |
AO3 |
讀寫 |
0 |
4095 |
十. AI模擬量輸入通道采樣值(功能碼:04H 輸入寄存器)轉換為實際數據計算方法
1. 0-20mA輸入:實際值 = 采集值(十進制形式) * 20 mA/ 4096
2. 4-20mA輸入:實際值 = 采集值(十進制形式) * 20mA / 4096
3. 0~5V 輸入:實際值 = 采集值(十進制形式) * 5 V/ 4096
4. 0~10V 輸入:實際值 = 采集值(十進制形式) * 10V / 4096
5. 當通道設置為4-20mA輸入時,通道輸入值不足4mA時,上傳數據為4mA。
6. 計算例子:
如果通道0設置為4-20mA輸入,通訊讀取到的數據為0x0723H,轉換十進制是1827,計算公式為:1827*20 / 4096 = 8.92mA
十一. AO模擬量輸出DAC控制值(功能碼:0x03H、0x06H、0x10H保持寄存器)轉換為實際數據計算方法
1. 0-20mA輸出 DAC輸出控制值 = X(實際電流輸出值,十進制形式) * 4096 / 20
2. 4-20mA輸出 DAC輸出控制值 = X(實際電流輸出值,十進制形式) * 4096 / 20
3. 0-5V 輸出 DAC輸出控制值 = X(實際電壓輸出值,十進制形式) * 4096 / 5
4. 0-10V 輸出 DAC輸出控制值 = X(實際電壓輸出值,十進制形式) * 4096 / 10
5. 在 4~20mA輸出范圍下,命令輸出小于 4mA的數值,都將以 4mA輸出。
6. 計算例子: 如果通道0設置為4-20mA輸出,需要輸出10mA電流,計算公式為:10 * 4096 / 20 = 2048 ,實際控制DAC輸出值就是2048。
十二. 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
十三. Modbus RTU通訊 模擬量通道輸出命令示例(例 模塊地址:1)
1. 讀取1個通道(讀取通道0): 01 03 00 30 00 01 84 05
2. 讀取4個通道(讀取通道0 –3):01 03 00 30 00 04 44 06
3. 設置1個通道(設置通道0): 01 06 00 30 08 00 8E 05 (設置輸出電流值為10mA )
4. 設置4個通道(設置通道0 –3):01 10 00 30 00 04 08 08 00 08 00 08 00 08 00 F3 74
(設置輸出電流值為10mA )