鹤壁市鸿海电子科技有限公司
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铂电阻 温度采集模块
MB4RTD 4路热电阻温度采集模块
一． 概述
MB4RTD 4路铂电阻高精度采集模块，铂电阻(PT100/PT1000 @385 双激励电流分别为500uA/250uA)等信号；铂电阻激励源为双匹配可编程激励电流源，采集精度和速度更高更快；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和双激励匹配可编程电流源。
4. 安全：信号采集、信号输出、电源、RS485通讯电气信号相互隔离。
5. 通讯保护：RS485通讯信号输出接口采用过压过流双保护。
6. 输入信号类型、通讯格式可通过软件设置。
7. 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：铂电阻（PT100/PT1000）可自定义每个通道输入 3．采样速率：4通道每200mS采集一遍（每个通道每秒5个采集点） 4．分辨率：24 bit AD采集 5.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.通讯电路和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 |
|
铂电阻 |
PT100（-200 - 850℃） |
0.1℃ |
0.05% |
|
PT1000（-200 - 850℃） |
0.1℃ |
0.05% |
五． 产品外观
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 |
铂电阻输入端3 |
|
|
3 |
IN1+ |
开关量输入2 |
24 |
AI3- |
模拟量输入通道3负端 |
|
|
4 |
IN2+ |
开关量输入3 |
23 |
AI3+ |
模拟量输入通道3正端 |
|
|
5 |
DCOM |
开入开出公共端 |
22 |
C2 |
铂电阻输入端2 |
|
|
6 |
DO0 |
开关量输出0 |
21 |
AI2- |
模拟量输入通道2负端 |
|
|
7 |
DO1 |
开关量输出1 |
20 |
AI2+ |
模拟量输入通道2正端 |
|
|
8 |
DO2 |
开关量输出2 |
19 |
C1 |
铂电阻输入端1 |
|
|
9 |
DO3 |
开关量输出3 |
18 |
AI1- |
模拟量输入通道1负端 |
|
|
10 |
DATA+ |
RS485 A通讯+ |
17 |
AI1+ |
模拟量输入通道1正端 |
|
|
11 |
DATA- |
RS485 B通讯- |
|
16 |
C0 |
铂电阻输入端0 |
|
12 |
+Vs |
电源输入+ |
|
15 |
AI0- |
模拟量输入通道0负端 |
|
13 |
GND |
电源输入- |
|
14 |
AI0+ |
模拟量输入通道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 |
40033-40037 40065-40076 40129-40132 |
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 |
10000 |
模拟输入通道0 温度值 0.1℃/bit |
|
30002 |
AI1 |
只读 |
-10000 |
10000 |
模拟输入通道1 温度值 0.1℃/bit |
|
30003 |
AI2 |
只读 |
-10000 |
10000 |
模拟输入通道2 温度值 0.1℃/bit |
|
30004 |
AI3 |
只读 |
-10000 |
10000 |
模拟输入通道3 温度值 0.1℃/bit |
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 |
10000 |
模拟输入通道0 温度值 0.1℃/bit |
|||
|
40034 |
AI1 |
只读 |
-10000 |
10000 |
模拟输入通道1 温度值 0.1℃/bit |
|||
|
40035 |
AI2 |
只读 |
-10000 |
10000 |
模拟输入通道2 温度值 0.1℃/bit |
|||
|
40036 |
AI3 |
只读 |
-10000 |
10000 |
模拟输入通道3 温度值 0.1℃/bit |
|||
|
|
||||||||
|
40065 |
设备类型 |
只读 |
0 |
256 |
0x07（MB4RTD 铂电阻采集模块） |
|||
|
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 |
-20.0-100.0℃ 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：所有通道输入一种类型铂电阻 0x01：每个通道自定义输入铂电阻 低8bit： 0x00：铂电阻：PT100 0x01：铂电阻：PT1000 |
|||
|
|
||||||||
|
40129 |
通道0自定义输入类型 |
读写 |
0 |
1 |
0：铂电阻：PT100 1：铂电阻：PT1000 |
|||
|
40130 |
通道1自定义输入类型 |
读写 |
0 |
1 |
||||
|
40131 |
通道2自定义输入类型 |
读写 |
0 |
1 |
||||
|
40132 |
通道3自定义输入类型 |
读写 |
0 |
1 |
||||
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 |
|
铂电阻：PT100 |
-200～850℃ |
0.1℃ |
1．数据范围：-10000～10000 2．量化单位：每个数代表0.1℃ 3. -10000：表示温度低于铂电阻最小量程 4. 10000：表示温度高于铂电阻最大量程。 |
|
铂电阻：PT1000 |
-200～850℃ |
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
第三章 产品配置
一． 通讯设置
1. 默认出厂的通讯参数
|
项目 |
寄存器地址 |
说明 |
默认值 |
|
地址 |
40071 |
1（默认） |
1 |
|
波特率 |
40072 |
0(1200) 1(2400) 2(4800) 3(9600) 4(19200) 5(38400) 6(57600) 7(115200) |
3 |
|
校验位 |
40073 |
0(无校验.)默认 1(偶校验) 2(奇校验) |
0 |
|
数据位 |
--- |
不可调 |
8位 |
|
停止位 |
--- |
不可调 |
1位 |
2. 复位通讯参数
1) 为什要复位通讯参数：
a) 用户忘记了通讯参数设置,无法和模块通讯。
b) 用户误设了通讯参数设置,无法和模块通讯。
2) 如何复位通讯参数
a) 按住模块右侧的轻触开关不放持续5秒以上，直到模块【POW/SET】红色指示灯亮起，这时放开按住的轻触开关。
b) 模块切断电源后重新上电后通讯参数已复位为默认值。
3. 设置通讯参数示例
A. 当前的通讯参数：地址：1、波特率：9600bps、校验位无
B. 需要设置的通讯参数：地址：2、波特率：19200bps、校验位无
C. 组织写入的命令，用0x10功能码组织命令。
|
项目 |
字节数 |
数据 |
|
地址 |
1 |
0x01 |
|
功能码 |
1 |
0x10 |
|
起始地址 |
2 |
0x0046 |
|
寄存器数量 |
2 |
0x0003 |
|
字节数 |
1 |
0x06 |
|
数据1 |
2 |
0x0002 |
|
数据2 |
2 |
0x0004 |
|
数据3 |
2 |
0x0000 |
|
CRC校验 |
2 |
0x3C4A |
D. 组织好的发送指令：01 10 00 46 00 03 06 00 02 00 04 00 00 3C 4A
二． 配置模块通道输入类型
1. 模拟量输入类型配置流程
A. 软件（寄存器）：
a) 全部通道相同：通道输入类型写入保持寄存器40076。
b) 各个通道不同：保持寄存器40076写入0x040X，各个通道输入类型分别写入保持寄存器寄存器40129-40132。
B. 寄存器设置完成后POW指示灯由绿色变为红色，表示已写入成功，重启模块电源。
2. 设置示例：设置模块全部通道输入类型为PT100输入
A. 向保持寄存器40076写入数据0x0001：01 06 00 4B 03 00 F9 2C
模块回复数据：01 06 00 4B 03 00 F9 2C表示地址配置成功。
B. 寄存器设置完成后POW指示灯由绿色变为红色，表示已写入成功，重启模块电源
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