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1、IPAM-3802泉州晋江机场电子科技有限公司8通道模拟量输入数据采集模块目 录1. IPAM-3802功能简介11.1 主要技术指标21.1.1 模拟量输入21.1.2 数字量输出21.1.3 系统参数21.2 原理框图31.3 端子信息41.3.1 端子排列41.3.2 端子描述41.4 电气参数51.5 通信参数设置51.6 信号指示灯61.6.1 固件升级状态61.6.2 正常运行状态61.7 电源和通讯线的连接61.8 机械规格71.8.1 机械尺寸71.8.2 安装方式82. IPAM-3802的模拟量输入功能92.1 模拟量输入92.2 输入采样原理92.3 输入接线92.4 采
2、样值计算102.4.1 ADC数据类型102.4.2 有符号整型102.4.3 模拟量值102.4.4 量程百分比112.5 模拟量输入通道控制113. IPAM-3802的数字量输出功能123.1 输出原理123.2 输出接线方式123.3 数字量输出通道控制134. IPAM-3802应用示例144.1 安装设备144.2 操作设备144.2.1 IPAM系列模块通信参数的修改144.2.2 RS-485主机通信参数设置144.2.3 模块信息配置164.2.4 功能操作185. IPAM-3802资源地址及通信协议205.1 IPAM系列模块资源地址205.1.1 IPAM-3802的I
3、/O端口资源205.1.2 配置资源215.2 通信协议215.2.1 MODBUS协议215.2.2 自定义ASCII协议命令简析226. 免责声明29产品用户手册 QuanzhouJinjiangAirportElectronicIntelligentTechnologyCo.,Ltd 11. IPAM-3802功能简介IPAM-3802是模拟量输入采集模块，可以同时采样8路的差分信号，采样分辩率为12位。适用于采集工业现场的各种电压和电流信号，可以用于采集传感器或变送器的信号。模块还具有2通道的数字量输出，可以设置为用户控制输出或对输入采样进行超限状态指示输出。IPAM-3802模块的外
4、观如图 1.1所示。图 1.1 IPAM-3802外观示意图1.1 主要技术指标1.1.1 模拟量输入 输入路数：8路差分输入 测量范围：可独立配置各个通道的输入信号测量范围：10V或5V；测量电流信号时，需要在端口并联一个采样电阻，然后根据获得的电压进行计算。 ADC分辩率：12位 采样精度：0.5 采样速率：100次/秒（全通道） 上下限超限报警输出，独立使能或禁止超限报警，上、下限独立配置1.1.2 数字量输出 输出路数：2路 输出类型：开漏输出 最大负载电压：50V 最大负载电流：50mA 可以选择为用户控制模式或输入通道状态指示模式 用户控制模式下，具有安全输出功能，可软件配置安全时
5、间和安全输出值 超限报警模式下，可设置超限输出值1.1.3 系统参数 CPU：32位RISC ARM 操作系统：实时操作系统 隔离耐压：1000 VDC 供电电压：+10+30VDC，电源反接保护 工作温度范围：-20+85 塑料外壳，标准DIN导轨安装 通讯接口：隔离2500 VDC，ESD、过压、过流保护1.2 原理框图IPAM-3802模块的原理框图如图 1.2所示。模块主要由电源、隔离电路、A/D转换电路、数字量输出电路、RS-485隔离通讯接口以及MCU等组成。模块的微控制器采用32位RISC的ARM芯片，具有非常快速的数据处理能力，并采用了看门狗电路，可以在出现意外时将系统重新启动
6、，使得系统更加稳定可靠，可以应用在高性能和高速度的应用环境中。IPAM-3802针对工业应用设计，在内部输入输出单元与控制单元之间采用光电隔离，并对输入信号采取滤波措施，极大降低了工业现场干扰对模块正常运行的影响，使模块具有良好的可靠性。图 1.2 IPAM-3802原理框图1.3 端子信息1.3.1 端子排列IPAM-3802共有26个端子，壳体上端子排列如图 1.3所示。图 1.3 IPAM-3802端子排列1.3.2 端子描述IPAM-3802的端子定义说明如下： GND，+VIN为模块的电源输入端，GND接电源负端，+VIN接电源正端； CFG为模块的默认通信参数硬件使能端子，当此端子
7、接地，模块将以默认的通信参数进行初始化，并且通信参数可配置； EARTH为模块的接大地端子，将此端子与大地连接可以提高ESD保护性能。 485GND，485A，485B为隔离的RS-485接口端子，485GND为接口的隔离地，485A接RS-485收发器的A端，485B接RS-485收发器的B端。 AIN0AIN7为模块的8路模拟量差分输入通道，AIN+为正输入端子，AIN-为负输入端子。 DGND为数字量输出端口地，与模拟量输入端口地之间用磁珠隔开，避免数模干扰。DGND、模块的电源地GND之间电气隔离，隔离电压可达1000 VDC，它们和485GND之间也电气隔离，隔离电压高达2500 V
8、DC。 DO0DO1为模块的2路数字量输出通道端子。1.4 电气参数除非特别说明，表 1.1 电气参数所列参数是指Tamb=25时的值。表 1.1 电气参数参数Parameter最小值Min.典型值Typ.最大值Max.单位Unit模拟量输入Analog Input 输入信号带宽 Bandwidth2kHz 采样精度 Accuracy0.51% of FSR 采样速率 Sampling Rate100次/秒（全通道）测量范围Input Range-10+10V输入信号范围Absolute Input Range-12+12V数字量输出Digital Output 负载电压 Load Volta
9、ge50V 负载电流 Load Current50mA 负载功耗 Power Dissipation2500mW隔离电压Isolation Voltage1000Vdc供电电压Power Supply1030V功耗Power Consumption1.4W1.5 通信参数设置IPAM系列模块支持标准的Modbus协议及一套自定义的ASCII协议命令集，具有三种通信传输模式可供配置。模块的通信参数如：设备地址、波特率、数据位长度和奇偶校验方式等也可通过配置软件进行配置。通信参数都是保存在模块的E2PROM中，用户可以通过RS-485接口进行远程软件配置。要通过配置软件进行修改通信参数，用户首先需
10、要知道该模块的参数配置。由于模块没有诸如拨码开关之类的硬件设置来指示此时的参数配置，可能会存在用户忘了某个IPAM模块的通信参数的情况。为了解决此问题，每个IPAM模块都有一个硬件使能输入端子CFG。将此端子连接到GND后，给模块上电，模块的通信参数处于确定的状态： 地址：1 波特率：9600bps 通信协议传输模式：MB-RTU 数据格式：无奇偶校验，8个数据位，1个停止位将CFG端子与GND短接，模块用以上确定的通信参数进行初始化，并不会改变E2PROM中保存的配置参数。但只有在这个条件下，通信配置参数才可以进行修改，否则对通信参数的配置命令都将回应异常响应。通信参数修改后，必须把CFG端
11、与GND断开连接后，给模块重上电或通过软件复位模块，配置的通信参数才生效。需要注意：在Custom-ASCII协议下，地址参数为动态修改的参数，修改后不用复位模块即生效。1.6 信号指示灯IPAM系列模块具有两个指示灯，PWR为电源指示灯（红色）和工作状态指示灯MNS。PWR在模块内部，需要打开外壳才能看到，此灯亮，表示IPAM模块供电正常。MNS为红绿双色指示灯，可以从外壳面板上看到，用于指示模块的工作状态。由于模块具有远程固件升级的功能，模块的正常运行后将选择进入固件升级状态或正常功能状态，两种工作状态是互相独立的，他们的指示灯状态不同。1.6.1 固件升级状态模块上电后先运行固件升级的程
12、序代码，有固件升级要求条件时，将处于固件升级状态，重新上电复位后，不满足升级条件才退出此状态。在固件升级状态中，MNS指示灯状态如表 1.2 固件升级状态下MNS指示灯状态表 1.2所示。表 1.2 固件升级状态下MNS指示灯状态MNS指示灯状态模块的工作及通信状态不亮模块没有上电或没有运行红灯常亮模块初始化出错红、绿灯交替闪烁，频率1Hz模块正常运行，未与主机进行过通信红、绿灯交替闪烁，频率10Hz已正常通信，建立连接1.6.2 正常运行状态模块上电后运行固件升级的程序代码，判断没有进入固件升级状态条件后，将进入正常功能状态，其MNS指示灯状态如表 1.3所示。表 1.3 正常功能状态MNS
13、指示灯状态MNS指示灯状态模块的工作及通信状态红灯亮模块初始化出错绿灯常亮模块正常运行，未与主机进行过通信绿灯闪烁，频率3Hz模块与主机已正常通信，建立连接1.7 电源和通讯线的连接图 1.4 电源和通讯线的连接模块的电源和RS-485通讯线的连接如图 1.4所示，在接线时，要注意：模块的+VIN引脚连接输入电源的正极性端，GND引脚连接输入电源的负极性端，连接时避免电源连接的极性错误。多个模块连接到同一个电源时，所有的+VIN引脚连接到电源正端，GND引脚连接到电源负端。RS-485通讯线在连接时，网络上所有的模块485A端必须连接到同一根485A信号线，所有的模块485B端必须连接到同一根
14、485B信号线，否则会引起网络的通讯异常。模块的RS-485接口为带隔离的总线接口，需要共地时，将模块的485GND连接到RS-485主机的隔离地上。RS-485网络为总线式拓扑结构，建议网路布线时尽可能减小支线长度。在RS-485网络的主干线的末端需要接终端电阻。注意： RS-485通讯线可以使用双绞线、屏蔽双绞线。若通讯距离超过1KM，应保证线的截面积大于1.0mm2，具体规格应根据距离而定，常规是随距离的加长而适当加大。RS-485网络要求在干线的两个末端安装终端电阻，电阻的要求为： 120 欧姆； 1% 金属膜； 1/2 瓦。注意：终端电阻只应安装在干线两端，不可安装在支线末端。1.8 机械规格1.8.1 机械尺寸IPAM系列数据采集模块采用塑料外壳，其外形尺寸如图 1.5所示。图 1.5 机械尺寸示意图1.8.2 安装方式IPAM系列数据模块外壳配有导轨底板，如图 1.6所示，可以直接安装在标准的DIN导轨（35mm宽D型导轨）上，用户也可以采用其它的简便的安装方式。图 1.6 导轨底板示意图安装时，先将IPAM模块与导轨底板锁紧后，将
