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1、多功能信号采集模块（Z7-851）使用说明一、产品用途本产品为最多 12 通道多功能的数据采集模块，每个通道都可以独立、自由设置为测量电压信号（0-10V，0-5V 等）、电流信号（0-20mA，4-20mA 等） 、电阻信号、温度（Pt100、Pt1000、Ni1000 等） 、开关量状态等。主要用于远程数据采集、仪表转换、过程监控等。本产品使用标准 Modbus 通讯协议（RS485 接口） ，可以直接与各种组态软件、人机界面（HMI） 、PLC 等相连。本产品除了可以独立的进行数据采集功能外，也可以作为 PLC、DCS 扩展模块使用。二、功能特点 【稳定性好】本产品采用高性能元器件及抗干
2、扰电路设计，能够在恶劣的环境里进行正常的信号采集及数据通讯。 【功能强大】本产品具有最多 12 路通道，且每个通道都能独立、自由配置为电压信号、电流信号、电阻信号、温度（Pt100、Pt1000、Ni1000 等） 、开关量状态等。单个产品即可以满足现场的各种应用要求，使本产品具有很高的性价比。本产品使用高品质的元器件、优化的电路设计、16 位AD，测量精度高。 【人性化设计】由于本产品通道功能可以自由配置，在设计时加入了大量的人性化功能，例如：通道设置好后接入错误的信号时，本产品自动切换信号类型以保护硬件电路；测量电流状态自动切换到板载取样电阻，而无需外接取样电阻等。 【应用面广】本产品可以
3、：测量多种现场信号；支持 Modbus 协议，可以与各种设备直接通讯；分为4、8、12 路三种型号。基于以上特性，本产品适用于各种应用场合，且都具有很高的性价比。三、技术指标供电电压： DC 9V-30V环境温度： -10-60（25时精度最佳）环境湿度： 5%RH95%RHAD 精度： 16 位信号类型： 0-10V；0-20mA；Pt100；Pt1000；Ni1000；电阻信号通道数量： 4 路、8 路 或 12 路（默认）单端输入通讯接口： RS485（Modbus RTU 通讯协议）通讯波特率：1200，2400，4800，9600（默认） ，19200，38400通讯参数： N，8，
4、1（默认） ；N，8，2；O，8，1；E，8，1信号参数：电压信号最大值：DC12V（短时DC24V）电压信号测量精度：0.2%F.S电流信号最大值：22mA（超过 22mA 自动切换到测量电压状态）电流信号测量精度：0.2%F.S电阻信号测量范围：0-6500 欧姆电阻信号测量精度：0.35F.S电阻信号最小分辨率：0.1 欧姆温度测量范围：-100-300温度测量最小分别率：0.1温度测量精度：0.5（Pt1000，Ni1000）1（Pt100）温度测量方式：2 线制（如果线缆过长Pt100 不建议使用）长期稳定性： 0.1F.S热力零点漂移： 0.02F.S/四、外型及尺寸安装方式：导轨
5、安装外型尺寸：121mm71.5mm25.5mm五、 使用说明1. 本产品所有通道可以自由设置信号类型，测量前需要根据所接信号类型通过通讯（参见通讯协议）进行设置（不使用通道设为电流型） 。2. 本产品 12 通道全为单端输入，每个通道接线方法为：AIn（n 为通道号）接信号正，COM 接信号负（电阻、温度接线不分正负） 。3. 开关量信号需要串入 5-12V 电源（如供电电源在此范围也可使用） 。4. 为了防止信号误接，每个通道都具有自动保护功能。接入信号与设定信号正常范围不符时，自动切换到电压测量方式以保护内部器件，此时需要重新接入正确的信号，或者重新设置正确的信号类型。5. 每个通道都有
6、故障保护功能，电流超过22mA（例如传感器故障） ，电阻信号超过6.5K（包括断线）自动进入保护状态。需要恢复正常数值后方可正常使用。电流类型，恢复正常后自动恢复成测量电流状态，电阻（包括测温）类型，恢复正常后需要人为恢复（软件复位、重上电、重新设置通道类型）方可继续使用。六、通讯协议本产品支持 Modbus RTU 标准通讯协议的 03（读多个保持寄存器） 、 04（读多个输入寄存器） 16（设置多个保持寄存器）指令，其他不支持。1.寄存器地址说明【输入寄存器】30001-30012(只读)：1-12 通道数值【保持寄存器】40001-40012(只读)：1-12 通道数值（数值同 3000
7、1-30012 输入寄存器数值） 。40013-40024(读写)：1-12 通道类型（高字节为当前类型，低字节为设定类型） 。40025(读写)：低字节为设备地址（支持 0-254 设置，255 为广播地址） 。40026(读写)：通讯参数（高字节为波特率，低字节为通讯方式） 。40027(读写)：读为软件版本号，写入R 、E为软复位。40028(只读)：生产日期（格式十进制10712 代表 2011 年 07 月 12 日） 。40029(只读)：生产编号（高字节代表通道类型，低字节代表编号） 。2.通道数值计算说明每个通道根据所设定功能不同计算方法不同。【电压信号】寄存器数值 0-655
8、35 对应电压信号的 0-12V，计算公式为：V=12*(D/65535) 其中：V 为通道电压数值(单位 V)，D 为寄存器数值。【电流信号】寄存器数值 0-65535 对应电压信号的 0-24mA，计算公式为：I=24*(D/65535) 其中：I 为通道电流数值（单位 mA） ，D 为寄存器数值。【电阻信号】R=D/10 其中：R 为通道电阻数值（单位欧姆） ，D 为寄存器数值。以上寄存器类型为无符号整型（寄存器数值=高字节256+低字节） 。【温度信号（Pt100、Pt1000、Ni1000） 】寄存器为有符号整型（-32767-32767）T=D/10 其中：T 为通道温度数值（单位
9、） ，D 为寄存器数值。有符号整型计算方法：先得到无符号整型数值，如果小于 32767 则为寄存器数值，否则寄存器数值=-1（65536-无符号整型数值） 。3.通道类型说明40013-40024 通道类型寄存器，每个寄存器分为高字节、低字节。低字节：设定的通道类型。高字节：当前的通道实际的类型。由于信号误接、过量程保护等原因，当前通道类型有可能与设定的通道类型不一致，此时根据实际情况，需要检测现场信号或重新设置通道类型。设置时，当前通道实际类型无论写入任何数值都可（根据设定的通道类型及实际情况自动变化）。通道参数功能码如下：00：电压信号（0-10V） 01：开关量信号02：电流信号（0-2
10、0mA；4-20mA） 03：电阻信号（0-6.5K 欧姆）04：Pt100 05：Pt100006：Ni10004.通讯参数说明40026 寄存器为通讯参数寄存器。功能码如下：高字节（波特率） 低字节（通讯参数）00：1200 00：N，8，101：2400 01：N，8，202：4800 02：E，8，103：9600 03：O，8，104：19200 05：384005.通讯举例（以默认地址 01 举例，实际应用中请使用正确的地址）【读保持寄存器 40001-40029（所有常用数据及参数） 】发送（16 进制表示，默认地址为 01）：地址 功能码 起始寄存器 寄存器数量 CRC 校验反
11、馈 （16 进制显示，下方为字节序号， ）01 03 3A 00 00 27 10 6A AA 001 2 3 4 5 6 7 8 9 1000 27 10 27 11 00 FB FF 05 0011 12 13 14 15 16 17 18 19 2000 00 00 00 00 00 00 00 03 0021 22 23 24 25 26 27 28 29 3000 01 01 01 01 02 02 03 03 0431 32 33 34 35 36 37 38 39 4004 05 05 06 06 00 00 00 00 0041 42 43 44 45 46 47 48 49
12、5000 00 01 03 00 29 D8 29 E2 0C51 52 53 54 55 56 57 58 59 60F0 05 DF61 62 63 说明：第 1 字节（01）：设备地址。第 2 字节（03）：读保持寄存器功能码。第 3 字节（3A）：数据字节数量 29 个寄存器 58 个字节（每个寄存器 2 个字节）第 4-27 字节：第 1 到 12 通道数值。第 28-51 字节：第 1 到 12 通道类型。十二个通道类型分别是：电阻型、电压型、开关量、开关量、电流型、电阻型、Pt100、Pt1000、Ni1000、电压型、电压型、电压型。其中，代表第一通道类型的第28、29 字节不
13、一致（00、03）代表本通道传感器未接、故障、信号接入错误、参数设置错误等非正常状态。第 52、53 字节（00、01）:对应设备地址（40025 寄存器） ，数值为 1。第 54 字节（03）：波特率为 9600；第 55字节（00）：通讯参数为 N，8，1。第 56、57 字节（29、D8）:软件版本号（40027 寄存器）数值 10712。第 58、59 字节（29、E2）:生产日期（20028 寄存器）数值为 10722（2011 年07 月 22 日） ，其中万位代表 201*年，千位、百位代表月，十位、各位代表日。第 60 字节（0C）代表本设备为 12 通道；第 61 字节（F0
14、）代表编号为 240。第 62、63 字节：CRC 校验（CRC 校验方法请查阅相关资料） 。通道数值计算举例：第 2 通道（第 6、7 字节）：电压型，数据01 03 00 00 00 1D 85 C3为 16 进制 27、10（十进制：39、16） 。通道数值为 39256+16=10000，电压数值为：12（10000/65535）1.831V。第 5 通道（第 12、13 字节）：电流型，数值：12（10000/65535）3.662mA。第 6 通道（第 14、15 字节）：电阻型，数值：10001/10=1000.1 欧姆。第 7 通道（第 16、17 字节）：Pt100，数值：2
15、51/10=25.1。第 8 通道（第 18、19 字节）：Pt1000，数值-251、10=-25.1。第 2、3 通道：开关量（实际为检测是否有串入的 5-12V 电源） 。第 2 通道 6A、AA 检测到 5V，开关量闭合；第 3 通道检测到0，开关量断开。【设置所有通道的信号类型】以下指令将第 1-12 通道分别设置为：电压型、开关量、电流型、电阻型、Pt100、Pt1000、Ni1000、不使用（电流型）、不使用、不使用、不使用、不使用。发送（16 进制）：01 10 00 0C 00 0C 18 00 00 00 01 00 02 00 03 00 04 00 05 00 06 00 02 00 02 00 02 00 02 00 02 63 69第 1 字节（01）：设备地址。第 2 字节（10）：功能码，写多个保持寄存器。第 3、4 字节（00、0C）：写入起始寄存器40013（40000+12+1） 。第 5、6 字节（00、0C）：写入寄存器数量12。第 7 字节（18）写入字节数 24。第 8-31 字节：写入的 12 个寄存器的内容（第 1-12 通道功能码） 。第 32、33 字节：CRC 校验值。反馈（16
