鶴壁市鴻海電子科技有限公司
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模擬量輸出模塊
MB4AI4AO 4路模擬量輸入和輸出模塊
- 模擬量輸入:4路 0~20mA、4~20mA、0~5V和0~10V 輸入
- 模擬量輸出:4路 0~20mA、4~20mA、0~5V和0~10V 輸出
- 產品供電:10-30V @12V @24V <3W
- 通訊參數:RS485接口 Modbus RTU 通訊協議
- 外形尺寸:
- 安裝方式:
- 淘寶:
第一章 產品介紹
一． 概述
MB4AI4AO 4路模擬量采集和4路模擬量輸出模塊，可采集4路0-20mA、4-20mA、0-5V、0-10V四種模擬量輸入信號和4路0-20mA、4-20mA、0-5V、0-10V四種模擬量信號輸出；4AI采集到的模擬量信號數據，通過隔離RS485接口輸出，通過隔離RS485接口可以控制4AO的數據輸出；模塊采用Modbus-RTU通訊，可直接適配PLC、DCS以及國內各種組態軟件等。
信號采集、信號輸出、電源、RS485通訊電氣信號相互隔離，有效抑制各類串模和共模干擾，保證數據的精確度，同時也保障了模塊的可靠工作。
二． 特點
1. 采用標準的Modbus-RTU協議。
2. 可根據自己的需求設置每個通道的輸入信號類型。
3. AO模擬量輸出工作模式
|
模塊功能模式 |
功能特點 |
|
上電加載預置值模式 |
1. 模擬量輸出【AO上電初值】可設置加載一個值，默認為加載0值。 2. 當模塊上電時，模擬量輸出AO加載【AO上電初值】。 |
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上電加載掉電值模式 |
1. 不間斷監測模塊供電情況，當檢測到模塊供電掉電時，記錄保存當前的AO通道輸出值。 2. 當模塊再次上電時，模擬量輸出AO加載上次掉電前的值。 |
|
隔離器模式 （安全柵工作模式） |
1． 模擬量輸出AO0的輸出大小由AI0的值決定. 2． AO0輸出值跟隨AI0的值變化而變化，不由電腦控制改變輸出. 3． 另外幾個通道以此類推 |
4. 安全：信號采集、信號輸出、電源、RS485通訊電氣信號相互隔離。
5. 通訊保護：RS485通訊信號輸出接口采用過壓過流雙保護。
6. 輸入信號類型、輸出信號類型、通訊格式可通過軟件設置。
7. 電源極性保護。
三． 技術指標
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項目 |
參數 |
|
AI 信號輸入 |
1．輸入通道：4通道隔離模擬量采集 2．輸入信號類型：0~20mA、4~20mA、0~5V、0~10V四種模擬量信號 3．采樣速率：4通道每5mS采集一次 4．分辨率：12 bit 5．精度：電壓 0.2% 電流 0.3% 6. 隔離電壓保護：1500V |
|
AO 信號輸出 |
1．輸出通道：4通道隔離模擬量輸出 2．輸出信號類型：0~20mA、4~20mA、0~5V、0~10V四種模擬量信號 3．采樣速率：4通道5mS 可更新一次 4．分辨率：12 bit 5．采集精度：電壓 0.2% 電流 0.3% 6. 隔離電壓保護：1500V |
|
RS485 通訊輸出 |
1．通訊協議：MODBUS-RTU 2．接口類型：隔離RS485通訊，輸出接口采用過壓過流雙保護 3．波特率：1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps 4．校驗位：無校驗、偶校驗、奇校驗 5．設置方式：模塊地址、波特率、校驗位均可通過軟件設置 6. 隔離電壓保護：1500V |
|
模塊尺寸 |
A. 單獨模塊尺寸：104mm*72mm*26mm B. 帶端子和導軌盒尺寸：124mm*72mm*45mm |
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安裝方式 |
標準DIN導軌安裝(35mm導軌 或 高低導軌) |
|
工作環境 |
溫度：-10 ~ +55℃ 濕度：35~85%（不結露） |
|
工作電源 |
1．供電電壓：10V~30V寬范圍供電，帶電源極性保護 2．電源功耗：小于4W |
四． 產品外觀及外圍接線圖
五． 模塊指示燈和開關功能說明
1. POW/SET; 模塊工作狀態指示
A.綠燈亮：模塊工作在運行狀態。 B.紅燈亮：模塊有配置參數已寫入，需重新上電。
2. TXD/RXD: 通訊狀態指示
A.綠燈閃亮：通訊接收到數據 B. 紅燈閃亮：模塊正在發送數據
C.綠燈常亮：DATA+和DATA-上接的通訊RS485線接反了或者接線有斷線。
3. 模塊右側復位開關
A. 當通訊參數（模塊地址、波特率、校驗位）不知道或是通訊參數誤設，不能和模塊通訊建立聯系，解決的辦法是把通訊參數復位；我們用曲別針按住復位開關不放開，5秒鐘后模塊[POW/SET]紅色指示燈亮，放開復位開關，此時通訊參數已經復位，只要把模塊的電源斷電后重新啟動一次，此時模塊的通訊參數已經復位。
B. 復位后的通訊參數：地址：1、波特率：9600bps、校驗位：無。
六． 典型應用接線圖
七． 端子定義
|
端子 |
名稱 |
說明 |
|
端子 |
名稱 |
說明 |
|
1 |
AI0 |
模擬量輸入0通道正端 |
14 |
A00I |
模擬量通道0電流輸出 |
|
|
2 |
AI1 |
模擬量輸入1通道正端 |
15 |
A00V |
模擬量通道0電壓輸出 |
|
|
3 |
AI2 |
模擬量輸入2通道正端 |
16 |
AOGND |
模擬量通道0輸出負端 |
|
|
4 |
AI3 |
模擬量輸入3通道正端 |
17 |
A01I |
模擬量通道1電流輸出 |
|
|
5 |
AIGND |
模擬量輸入負端 |
18 |
A01V |
模擬量通道1電壓輸出 |
|
|
6 |
AIGND |
模擬量輸入負端 |
19 |
AOGND |
模擬量通道1輸出負端 |
|
|
7 |
AIGND |
模擬量輸入負端 |
20 |
A02I |
模擬量通道2電流輸出 |
|
|
8 |
AIGND |
模擬量輸入負端 |
21 |
A02V |
模擬量通道2電壓輸出 |
|
|
9 |
NC |
空 |
22 |
AOGND |
模擬量通道2輸出負端 |
|
|
10 |
DATA+ |
RS485通訊+ |
23 |
A03I |
模擬量通道3電流輸出 |
|
|
11 |
DATA- |
RS485通訊- |
|
24 |
A03V |
模擬量通道3電壓輸出 |
|
12 |
+Vs |
電源輸入+ |
|
25 |
AOGND |
模擬量通道3輸出負端 |
|
13 |
GND |
電源輸入- |
|
26 |
AO24V |
模擬量輸出24V供電正端 |
八． 原理方框圖
九． MODBUS寄存器說明
1. 模塊支持的MODBUS功能碼
|
代碼 |
含義 |
操作 |
|
0x03H |
讀多個保持寄存器 |
讀取一個或多個保持寄存器的值 |
|
0x 06H |
寫單個個保持寄存器 |
將一個數據寫入保持寄存器 |
|
0x 04H |
讀多個輸入寄存器 |
讀取一個或多個輸入寄存器的值 |
|
0x 10H |
寫多個保持寄存器 |
將一個或多個數據寫入保持寄存器 |
2. 寄存器定義描述
A. 輸入寄存器（功能碼：0x04H）
|
地址 |
參數 |
讀/寫 |
最小值 |
最大值 |
說明 |
|
30001 |
AI0 |
只讀 |
0 |
4095 |
模擬輸入通道0 AD轉換數值 |
|
30002 |
AI1 |
只讀 |
0 |
4095 |
模擬輸入通道1 AD轉換數值 |
|
30003 |
AI2 |
只讀 |
0 |
4095 |
模擬輸入通道2 AD轉換數值 |
|
30004 |
AI3 |
只讀 |
0 |
4095 |
模擬輸入通道3 AD轉換數值 |
B. 保持寄存器（功能碼：0x03H、0x06H、0x10H）
|
地址 |
參數 |
讀/寫 |
最小值 |
最大值 |
說明 |
|
40033 |
AI0 |
只讀 |
0 |
4095 |
模擬輸入通道0 AD轉換數值 |
|
40034 |
AI1 |
只讀 |
0 |
4095 |
模擬輸入通道1 AD轉換數值 |
|
40035 |
AI2 |
只讀 |
0 |
4095 |
模擬輸入通道2 AD轉換數值 |
|
40036 |
AI3 |
只讀 |
0 |
4095 |
模擬輸入通道3 AD轉換數值 |
|
|
|||||
|
40049 |
AO0 |
讀寫 |
0 |
4095 |
模擬量輸出控制值，通道0 |
|
40050 |
AO1 |
讀寫 |
0 |
4095 |
模擬量輸出控制值，通道1 |
|
40051 |
AO2 |
讀寫 |
0 |
4095 |
模擬量輸出控制值，通道2 |
|
40052 |
AO3 |
讀寫 |
0 |
4095 |
模擬量輸出控制值，通道3 |
|
|
|||||
|
40065 |
設備類型 |
只讀 |
0 |
256 |
5 （MB4AI4AO模塊） |
|
40066 |
設備狀態 |
只讀 |
0 |
0x0101 |
Bit4：復位按鍵狀態 Bit0：模塊復位請求標志 |
|
40067 |
模塊電壓 |
只讀 |
0 |
300 |
0.0-29.9V |
|
40068 |
模塊溫度 |
只讀 |
0 |
100 |
0-99℃度 (備用) |
|
40069 |
產品版本 |
只讀 |
0 |
65535 |
硬件版本(高8位) + 軟件版本(低8位) |
|
40070 |
生產信息 |
只讀 |
0 |
65535 |
年(高8位) + 批號(低8位) |
|
40071 |
模塊地址 |
讀/寫 |
1 |
247 |
1（默認） |
|
40072 |
波特率 |
讀/寫 |
0 |
7 |
0(1200) 1(2400) 2(4800) 3(9600) 默認4(19200) 5(38400) 6(57600) 7(115200) |
|
40073 |
校驗位 |
讀/寫 |
0 |
2 |
0(無校驗.) 默認 1(偶校驗) 2(奇校驗) |
|
40076 |
模擬量輸入 AI輸入類型 (全局) |
讀寫 |
0 |
4 |
0：0-20mA(默認) 1：4-20mA 2：0-5V 3：0-10V 4：各通道輸入自定義 |
|
40077 |
模擬量輸出AO 工作模式 (全局) BIT： 15-8 |
讀寫 |
0 |
3 |
0：上電加載上電預置值(默認) 1：上電加載上次掉電前數值 2：隔離器模式 3：各通道輸出自定義 |
|
模擬量AO輸出類型 (全局) BIT： 7-0 |
讀寫 |
0 |
3 |
0：0-20mA(默認) 1：4-20mA 2：0-5V 3：0-10V |
|
|
|
|||||
|
40129 |
模擬量輸入通道0 AI0輸入類型 |
讀寫 |
0 |
3 |
0：0-20mA(默認) 1：4-20mA 2：0-5V 3：0-10V 注意 1. 只有40076 AI輸入類型設置為4，才能對各個通道信號自定義設置。 2. 設置完寄存器后，還要設置相應的跳線 |
|
40130 |
模擬量輸入通道1 AI1輸入類型 |
讀寫 |
0 |
3 |
|
|
40131 |
模擬量輸入通道2 AI2輸入類型 |
讀寫 |
0 |
3 |
|
|
40132 |
模擬量輸入通道3 AI3輸入類型 |
讀寫 |
0 |
3 |
|
|
|
|||||
|
40145 |
模擬量輸出通道0 AO0工作模式 |
讀寫 |
0 |
3 |
模擬量輸出通道工作模式 BIT： 15-8 0：上電加載上電預置值(默認) 1：上電加載上次掉電前數值 2：隔離器模式 模擬量AO輸出類型BIT： 7-0 0：0-20mA(默認) 1：4-20mA 2：0-5V 3：0-10V 使用注意事項 1. 只有40077 模擬量輸出工作模式設置為3，才能對各個通道信號自定義設置。 2. 設置完寄存器后，還要設置相應的跳線 3. 通道AO0、1電壓輸出出廠默認是0-5V， 通道AO2、3電壓輸出出廠默認是0-10V， 電壓輸出幅度標定，用戶不能更改，有特殊需求，可以聯系廠家定制。 |
|
AO0輸出類型 |
讀寫 |
0 |
3 |
||
|
40146 |
模擬量輸出通道1 AO1工作模式 |
讀寫 |
0 |
3 |
|
|
模擬量輸出通道1 AO1輸出類型 |
讀寫 |
0 |
3 |
||
|
40147 |
模擬量輸出通道2 AO2工作模式 |
讀寫 |
0 |
3 |
|
|
模擬量輸出通道2 AO2輸出類型 |
讀寫 |
0 |
3 |
||
|
40148 |
模擬量輸出通道3 AO3工作模式 |
讀寫 |
0 |
3 |
|
|
模擬量輸出通道3 AO3輸出類型 |
讀寫 |
0 |
3 |
||
|
|
|||||
|
40161 |
AO0 上電預置值 |
讀寫 |
0 |
4095 |
1. 模擬輸出通道上電加載值。 2. 當模塊AO通道輸出工作模式設置為上電加載值時有效。 |
|
40162 |
AO1 上電預置值 |
讀寫 |
0 |
4095 |
|
|
40163 |
AO2 上電預置值 |
讀寫 |
0 |
4095 |
|
|
40164 |
AO3 上電預置值 |
讀寫 |
0 |
4095 |
|
十． AI模擬量輸入通道采樣值（功能碼：04H 輸入寄存器）轉換為實際數據計算方法
1. 0-20mA輸入：實際值 = 采集值(十進制形式) * 20 mA/ 4096
2. 4-20mA輸入：實際值 = 采集值(十進制形式) * 20mA / 4096
3. 0~5V 輸入：實際值 = 采集值(十進制形式) * 5 V/ 4096
4. 0~10V 輸入：實際值 = 采集值(十進制形式) * 10V / 4096
5. 當通道設置為4-20mA輸入時，通道輸入值不足4mA時，上傳數據為4mA。
6. 計算例子：
如果通道0設置為4-20mA輸入，通訊讀取到的數據為0x0723H，轉換十進制是1827，計算公式為：1827*20 / 4096 = 8.92mA
十一． AO模擬量輸出DAC控制值（功能碼：0x03H、0x06H、0x10H保持寄存器）轉換為實際數據計算方法
1. 0-20mA輸出 DAC輸出控制值 = X(實際電流輸出值，十進制形式) * 4096 / 20
2. 4-20mA輸出 DAC輸出控制值 = X(實際電流輸出值，十進制形式) * 4096 / 20
3. 0-5V 輸出 DAC輸出控制值 = X(實際電壓輸出值，十進制形式) * 4096 / 5
4. 0-10V 輸出 DAC輸出控制值 = X(實際電壓輸出值，十進制形式) * 4096 / 10
5. 在 4～20mA輸出范圍下，命令輸出小于 4mA的數值，都將以 4mA輸出。
6. 計算例子： 如果通道0設置為4-20mA輸出，需要輸出10mA電流，計算公式為：10 * 4096 / 20 = 2048 ，實際控制DAC輸出值就是2048。
十二． Modbus RTU通訊 模擬量通道輸入命令示例（例 模塊地址：1）
1. 讀取1個通道（讀取通道0）： 01 04 00 00 00 01 31 CA
2. 讀取4個通道（讀取通道0 – 3）：01 04 00 00 00 04 F1 C9
十三． Modbus RTU通訊 模擬量通道輸出命令示例（例 模塊地址：1）
1. 讀取1個通道（讀取通道0）： 01 03 00 30 00 01 84 05
2. 讀取4個通道（讀取通道0 –3）：01 03 00 30 00 04 44 06
3. 設置1個通道（設置通道0）： 01 06 00 30 08 00 8E 05 （設置輸出電流值為10mA ）
4. 設置4個通道（設置通道0 –3）：01 10 00 30 00 04 08 08 00 08 00 08 00 08 00 F3 74
（設置輸出電流值為10mA ）
標簽: 模擬量采集模塊 模擬量輸出模塊 模擬量輸入輸出模塊 modbus模塊 0~20mA 4~20mA 0~5V 0~10V