模拟信号（4-20ma、0-75mv）转数字485、232转换隔离模块简介说明

电流电压采集模块可以应用在哪些领域？

电压电流采集模块是一种通用型数据采集模块，内嵌高性能ARM处理器，针对工业自动化控制场景而设计，采用电源、通信互相隔离等技术，输入端采用ESD、过压、过流保护等设计，具有性能稳定、抗干扰性强等特点。电压电流采集模块含有16路隔离型开关量输入、四路模拟电压输入、二路模拟电流输入，开关量输入分为两组，每组八路，可输入9-24VDC的开关量信号，电压采集范围为0-5V，电流采集范围为0-5A，可通过RS485通信接口与上位机连接，将各通道数据传送给上位机，方便监测和控制之用。

随着科学技术的不断进步，人们利用各种控制器来的进行工作和生产，比如说控制加热炉的温度，控制灌溉的流量，控制物品移动的距离等。PLC的IO模块或DCS系统输出的模拟量电流或电压信号直接去控制远程的执行设备，会因为长距离的传输造成信号的衰减、失真，有时还会因为其他外界信号干扰造成信号出错，影响整个系统的正常工作。至于数据采集则是计算机与外部物理世界连接的桥梁，数据采集模块由传感器、控制器等其它单元组成，像数据采集卡、数据采集仪表等，都是数据采集工具。

因此可以将传感器输出模拟信号转换成数字信号，应用RS232/RS-485通讯将信号进行远程传输或GPRS进行无线数传，然后用远程模拟信号输出模块将数字信号转换成模拟信号，得到还原输出模拟信号。这些技术在数据采集、远程监控中越来越多的应用。而电压电流采集模块则是采用工业中广泛应用的标准化MODBUS RTU/ASCII协议，可以与各种PLC、人机界面、组态软件、工控机等MODBUS接口产品连接通信，并且具有通信超时检测功能，方便通信控制，也可以按客户要求定制通信协议。

产品特点：

● 16路模拟信号采集，隔离转换 RS-485/232输出

● 采用24位AD转换器，测量精度优于0.05%

● 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，自动识别协议

● AD转换速率可以编程设定

典型应用：

● 模拟信号测量、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：

IBF29产品实现传感器和主机之间的多路信号采集，用来检测最多16路模拟信号。IBF29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 IBF29系列模块，通讯方式采用ASCII码通讯协议或MODBUS RTU通讯协议，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。

IBF29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，转换速率等配置信息都储存在非易失性存储器EEPROM里。

IBF29系列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：

IBF29 信号隔离采集模块，可以用来测量16路电压或电流信号。

1、 模拟信号输入

24位采集精度，16路模拟信号输入。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。

2、 通讯协议

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。模块自动识别通讯协议，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、38400、57600 、115200bps）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。

3、 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：

IBF29 - 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：IBF29-A4-485 表示16路4-20mA信号输入，输出为RS-485接口

选型举例2： 型号：IBF29-U1-232 表示16路0-5V信号输入，输出为RS-232接口

选型举例3： 型号：IBF29-U2-485 表示16路0-10V信号输入，输出为RS-485接口

IBF29通用参数：

(typical @ +25℃，Vs为24VDC)

输入类型： 电流输入 / 电压输入

精 度： 0.05%

温度漂移： ±30 ppm/℃ (±50 ppm/℃, )

输入电阻： 100Ω (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200K(5V/10V电压输入)

大于1MΩ(2.5V以下电压输入)

AD转换速率： 80 SPS （出厂默认值，用户可发命令修改转换速率。）

可以通过命令设置AD转换速率2.5 SPS，5 SPS，10 SPS，20 SPS，40 SPS，80 SPS，160 SPS，320 SPS，500 SPS，1000 SPS。（通道转换速率=AD转换速率/开启的通道数量）

注：修改转换速率后请重新校准模块，否则测量的数据会有偏差。也可以在订货的时候注明转换速率，我们在产品出厂时按您要求的转换速率重新校准。

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、38400、57600 、115200bps）可软件选择

地址（0～255）可软件选择

通讯响应时间：100 ms

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RS-232 / RS-485输出和电源共地。

耐冲击电压： 3KVAC， 1.2/50us(峰值)

外形尺寸： 120 mm x 70 mm x 43mm

引脚定义：

引脚	名 称	描 述	引脚	名 称	描 述
1	A.GND	所有通道模拟信号输入公共负端	14	IN0	通道0模拟信号输入正端
2	IN11	通道11模拟信号输入正端	15	IN1	通道1模拟信号输入正端
3	IN12	通道12模拟信号输入正端	16	IN2	通道2模拟信号输入正端
4	IN13	通道13模拟信号输入正端	17	IN3	通道3模拟信号输入正端
5	IN14	通道14模拟信号输入正端	18	IN4	通道4模拟信号输入正端
6	IN15	通道15模拟信号输入正端	19	IN5	通道5模拟信号输入正端
7	A.GND	所有通道模拟信号输入公共负端	20	A.GND	所有通道模拟信号输入公共负端
8	NC	空脚	21	IN6	通道6模拟信号输入正端
9	NC	空脚	22	IN7	通道7模拟信号输入正端
10	DATA+	RS-485信号正端	23	IN8	通道8模拟信号输入正端
11	DATA-	RS-485信号负端	24	IN9	通道9模拟信号输入正端
12	PW+	电源正端	25	IN10	通道10模拟信号输入正端
13	GND	电源负端，数字信号输出地	26	A.GND	所有通道模拟信号输入公共负端

表1 引脚定义

IBF29字符协议命令集：

模块的出厂初始设置，如下所示：

地址代码为01

波特率9600 bps

禁止校验和

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，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IBF29模块地址。可以在接好IBF29模块电源线和RS485通讯线后，通过配置命令来修改IBF29模块的地址。波特率，校验和状态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：

IBF29模块边上都有一个INIT的开关，在模块的侧面位置。将INIT开关拨到INIT位置，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IBF29模块的波特率，校验和状态等参数。在不确定某个模块的具体配置时，也可以将INIT开关拨到INIT位置，使模块进入缺省状态，再对模块进行重新配置。

注： 正常使用时请将INIT开关拨到NORMAL位置。

字符协议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IBF29模块。

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

(Leading code) 首码是命令中的个字母。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。

3、(cr)代表键盘上的回车符，不要直接写出来，应该是敲一下回车键（Enter键）。

这种模块产品具有良好的扩展性能，广泛应用于分布式数据系统中。可以运用级联的方式与其它数据扩展模块共同组成一个基于RS485总线的工业控制现场数据采集终端。电压电流采集模块应用范围包括，工控产品开发；机房、无尘车间环境控制；移动数据采集站；畜牧养殖环境控制；种植水养环境控制；仓库冷藏冷链环境控制；机械、消防、石化、建筑、电力、交通等各行业RS485总线工业自动化控制系统中。其输出类型是继电器输出，可选常开/常闭输出，采集数据系于内部电路通完全隔离，还具有超时检测与超时预定义输出功能。像通信协议跟通讯数据包格式都是可以定制的，拨码开关设置波特率、地址，奇偶校验可以选，这些都要在跟厂家定制之前说清楚。