
一. 概述
MB4TC 4路热电偶高精度采集模块,可采8种热电偶(J/K/T/E/R/S/B/N),采集温度精度高。4个通道可以采集同一输入类型,也可以每个通道不同输入类型;采集到的模拟量信号数据,通过隔离RS485接口输出;模块采用Modbus-RTU通讯,可适配于PLC、DCS以及各种组态软件等。
信号采集、CPU和电源输入、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通道的输入信号类型。
3. 高精度信号采集:采用高精度24位AD和电压基准,电压基准温度系数10PPM/℃(max)。
4. 独立的高精度冷端补偿,精度±0.5℃。
5. 安全:信号采集、信号输出、电源、RS485通讯电气信号相互隔离。
6. 通讯保护:RS485通讯信号输出接口采用过压过流双保护。
7. 输入信号类型、通讯格式可通过软件设置。
8. 电源极性保护。
三. 技术指标
项目 |
参数 |
AI 信号输入 |
1.输入通道:4通道隔离模拟量采集 2.输入信号类型: 8种热电偶((J/K/T/E/R/S/B/N) 3.采样速率:4个通道每200mS采集一遍 4.分辨率:24位AD 5.信号采集电路和CPU隔离电压保护:1500V |
DI和DO |
1. 4路干接点光耦隔离公地输入 2. 4路集电极开路光耦隔离公地输出 |
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 38400bps、57600bps、115200bps. 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. RS485电路和CPU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,带电源极性保护 2.电源功耗:小于3W |
四. 测量精度
输入类型 |
测量范围 |
显示分辨率 |
精度 |
热电偶 |
J(-200-1200℃) |
0.1C |
±0.4℃ |
K(-200-1370℃) |
|||
T(-200-400℃) |
|||
E(-200-950℃) |
|||
R(-20-1750℃) |
±0.6℃ |
||
S(-20-1750℃) |
|||
B(600-1800℃) |
|||
N(-250-1300℃) |
±0.4℃ |
||
冷端补偿 |
-20 - 85℃ |
0.1℃ |
冷端补偿:±0.5℃ |
五. 产品外观及外围接线图
六. 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。
七. 典型应用接线图
八. 端子定义
端子 |
名称 |
说明 |
|
端子 |
名称 |
说明 |
1 |
DI0 |
开关量输入0 |
26 |
NC |
空 |
|
2 |
AIGND |
开关量输入1 |
25 |
C3 |
空 |
|
3 |
IN1+ |
开关量输入2 |
24 |
AI3- |
热电偶输入通道3负端 |
|
4 |
IN2+ |
开关量输入3 |
23 |
AI3+ |
热电偶输入通道3正端 |
|
5 |
DCOM |
开入开出公共端 |
22 |
C2 |
空 |
|
6 |
DO0 |
开关量输出0 |
21 |
AI2- |
热电偶输入通道2负端 |
|
7 |
DO1 |
开关量输出1 |
20 |
AI2+ |
热电偶输入通道2正端 |
|
8 |
DO2 |
开关量输出2 |
19 |
C1 |
空 |
|
9 |
DO3 |
开关量输出3 |
18 |
AI1- |
热电偶输入通道1负端 |
|
10 |
DATA+ |
RS485 A通讯+ |
17 |
AI1+ |
热电偶输入通道1正端 |
|
11 |
DATA- |
RS485 B通讯- |
|
16 |
C0 |
空 |
12 |
+Vs |
电源输入+ |
|
15 |
AI0- |
热电偶输入通道0负端 |
13 |
GND |
电源输入- |
|
14 |
AI0+ |
热电偶输入通道0正端 |
九. 原理方框图
第二章 Modbus寄存器和通讯协议说明
一. 模块支持的MODBUS功能码和地址范围
寄存器类型 |
地址范围 |
功能码 |
功能码说明 |
线圈寄存器 |
00001-00004 |
0x01H |
读取一个或多个线圈寄存器 |
0x05H |
写一个线圈寄存器 |
||
0x0FH |
写一个或多个线圈寄存器 |
||
开入量寄存器 |
10001-10004 |
0x02H |
读取一个或多个开入量寄存器 |
输入寄存器 |
30001-30004 |
0x04H |
读取一个或多个输入寄存器 |
保持寄存器 |
40001-4000 |
0x03H |
读取一个或多个保持寄存器 |
0x06H |
写一个数据到保持寄存器 |
||
0x10H |
写一个或多个数据到保持寄存器 |
二. 寄存器定义描述
1. 线圈寄存器(0x01H、0x05H、0x0FH)
地址 |
参数 |
读/写 |
最小值 |
最大值 |
说明 |
00001 |
DO0 |
读写 |
0 |
1 |
开出量输出0 |
00002 |
DO1 |
读写 |
0 |
1 |
开出量输出1 |
00003 |
DO2 |
读写 |
0 |
1 |
开出量输出2 |
00003 |
DO3 |
读写 |
0 |
1 |
开出量输出3 |
2. 开入量寄存器(0x02H)
地址 |
参数 |
读/写 |
最小值 |
最大值 |
说明 |
10001 |
DI0 |
只读 |
0 |
1 |
开入量通道0 |
10002 |
DI1 |
只读 |
0 |
1 |
开入量通道1 |
10003 |
DI2 |
只读 |
0 |
1 |
开入量通道2 |
10004 |
DI3 |
只读 |
0 |
1 |
开入量通道3 |
3. 输入寄存器(功能码:0x04H)
地址 |
参数 |
读/写 |
最小值 |
最大值 |
说明 |
30001 |
AI0 |
只读 |
-10000 |
30000 |
模拟输入通道0 热电偶温度 |
30002 |
AI1 |
只读 |
-10000 |
30000 |
模拟输入通道1 热电偶温度 |
30003 |
AI2 |
只读 |
-10000 |
30000 |
模拟输入通道2 热电偶温度 |
30004 |
AI3 |
只读 |
-10000 |
30000 |
模拟输入通道3 热电偶温度 |
30005 |
AI0 |
只读 |
-10000 |
30000 |
模拟输入通道0 热电偶温度+冷端温度 |
30006 |
AI1 |
只读 |
-10000 |
30000 |
模拟输入通道1 热电偶温度+冷端温度 |
30007 |
AI2 |
只读 |
-10000 |
30000 |
模拟输入通道2 热电偶温度+冷端温度 |
30008 |
AI3 |
只读 |
-10000 |
30000 |
模拟输入通道3 热电偶温度+冷端温度 |
4. 保持寄存器(功能码:0x03H、0x06H、0x10H)
地址 |
参数 |
读/写 |
最小值 |
最大值 |
说明 |
|||
40033 |
AI0 |
只读 |
-10000 |
30000 |
模拟输入通道0 热电偶温度 |
|||
40034 |
AI1 |
只读 |
-10000 |
30000 |
模拟输入通道1 热电偶温度 |
|||
40035 |
AI2 |
只读 |
-10000 |
30000 |
模拟输入通道2 热电偶温度 |
|||
40036 |
AI3 |
只读 |
-10000 |
30000 |
模拟输入通道3 热电偶温度 |
|||
40037 |
AI0 |
只读 |
-10000 |
30000 |
模拟输入通道0 热电偶温度+冷端温度 |
|||
40038 |
AI1 |
只读 |
-10000 |
30000 |
模拟输入通道1 热电偶温度+冷端温度 |
|||
40039 |
AI2 |
只读 |
-10000 |
30000 |
模拟输入通道2 热电偶温度+冷端温度 |
|||
40040 |
AI3 |
只读 |
-10000 |
30000 |
模拟输入通道3 热电偶温度+冷端温度 |
|||
|
||||||||
40065 |
设备类型 |
只读 |
0 |
256 |
0x08(MB4TC 4路热电偶采集模块) |
|||
40066 |
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 |
模块电压 |
只读 |
0 |
300 |
0.0-29.9V 每bit 0.1V |
|||
40068 |
模块温度 |
只读 |
0 |
100 |
-25 - 100℃度 每bit 0.1℃ |
|||
40069 |
产品版本 |
只读 |
0 |
65535 |
硬件版本(高8位) +软件版本(低8位) |
|||
40070 |
生产信息 |
只读 |
0 |
65535 |
年(高8位) +批号(低8位) |
|||
40071 |
模块地址 |
读/写 |
1 |
247 |
1(默认) |
|||
40072 |
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 |
校验位 |
读/写 |
0 |
2 |
0(无校验.)默认 1(偶校验) 2(奇校验) |
|||
40076 |
模拟量输入 AI输入类型 |
读写 |
0 |
256 |
高8bit: 0x00:4个通道输入一种类型的热电偶 0x01:每个通道自定义输入热电偶 低8bit: 0x00:热电偶:J 0x01:热电偶:K(默认) 0x02:热电偶:T 0x03:热电偶:E 0x04:热电偶:R 0x05:热电偶:S 0x06:热电偶:B 0x07:热电偶:N |
|||
|
||||||||
40129 |
通道0自定义输入类型 |
读写 |
0 |
7 |
0x00:热电偶:J 0x01:热电偶:K 0x02:热电偶:T 0x03:热电偶:E 0x04:热电偶:R 0x05:热电偶:S 0x06:热电偶:B 0x07:热电偶:N |
|||
40130 |
通道1自定义输入类型 |
读写 |
0 |
7 |
||||
40131 |
通道2自定义输入类型 |
读写 |
0 |
7 |
||||
40132 |
通道3自定义输入类型 |
读写 |
0 |
7 |
||||
三. AI模拟量输入通道采样值(30001-30004)转换为实际数据计算方法
AI输入类型 |
测量数据范围 |
显示分辨率 |
实际值计算 |
热电偶:J |
-200~1200℃ |
0.1℃ |
1.数据范围:-10000~30000 2.量化单位:每个数代表0.1℃ 3. -10000:表示温度低于热电偶最小量程 4. 30000:表示温度高于热电偶最大量程或者热电偶断线。 |
热电偶:K |
-200~1370℃ |
0.1℃ |
|
热电偶:T |
-200~400℃ |
0.1℃ |
|
热电偶:E |
-200~950℃ |
0.1℃ |
|
热电偶:R |
-20~1750℃ |
0.1℃ |
|
热电偶:S |
-20~1750℃ |
0.1℃ |
|
热电偶:B |
600~1800℃ |
0.1℃ |
|
热电偶:N |
-250~1300℃ |
0.1℃ |
|
冷端温度 |
-25~85℃ |
0.1℃ |
四. 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