鹤壁市鸿海电子科技有限公司
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模拟量输入和输出混合模块
MB8AI4AO 8路模拟量输入4路模拟量输出模块
- 模拟量输入:8路 0~20mA、4~20mA、0~5V和0~10V 输入
- 模拟量输出:4路 0~20mA、4~20mA、0~5V和0~10V 输出
- 产品供电:10-30V @12V @24V <4W
- 通讯参数:RS485接口 Modbus RTU 通讯协议
- 外形尺寸:
- 安装方式:
- 淘宝:
第一章 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 |
最大值 |
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 |
最大值 |
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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