產(chǎn)品頻道

一、概述 DUT4000系列數(shù)據(jù)采集模塊是EPA現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)模擬量輸入設(shè)備，能夠?qū)囟葌鞲衅鳎犭娮?，熱電偶等）的輸出信?hào)或電流、電壓直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，通過(guò)RS-485總線及標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議將數(shù)據(jù)傳送給主機(jī)，通過(guò)隔離異步并行輸出接口將數(shù)據(jù)傳送給各種PLC或嵌入式設(shè)備。在模塊上由89C51單片機(jī)管理模塊自動(dòng)工作，通道轉(zhuǎn)換、ADC啟動(dòng)、采集數(shù)據(jù)、參比端補(bǔ)償（熱電偶）、引線電阻補(bǔ)償（熱電阻）、數(shù)字校零、非線性校正和數(shù)據(jù)處理等，均由單片機(jī)完成，主機(jī)僅在需要數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送讀取數(shù)據(jù)命令，模塊給出已經(jīng)線性化了的溫度的數(shù)字量。通訊協(xié)議兼容臺(tái)灣MODBUS ASCⅡ/RTU、研華ADAM4000系列和松下PLC，可以由組態(tài)軟件直接操作，不需要額外的驅(qū)動(dòng)程序，技術(shù)人員不需要有溫度檢測(cè)專門知識(shí)和編程能力即可使用。本產(chǎn)品主要用于各種現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)。 二、產(chǎn)品特點(diǎn) 1. 以89C51 單片機(jī)為核心，集成電路全部采用CMOS器件； 2. 隔離的DC－DC變換器為測(cè)量電路提供一組電源，為通訊接口提供另一組電源，隔離標(biāo)準(zhǔn)異步并行輸出接口，全浮空電路設(shè)計(jì)；輸入加有完善的保護(hù)電路，誤加幾十伏高壓不會(huì)損壞電路； 3. 采用雙積分A/D轉(zhuǎn)換器，用晶振產(chǎn)生時(shí)鐘使采樣周期是工頻的整數(shù)倍，高抗共模數(shù)據(jù)放大器（共模抑制比可達(dá)120dB）和軟件濾波程序，抗干擾能力強(qiáng)； 4. 采用數(shù)字校零技術(shù)，從根本上消除了放大器和ADC漂移產(chǎn)生的誤差，用計(jì)算法和連續(xù)式非線性A/D轉(zhuǎn)換法對(duì)傳感器進(jìn)行非線性校正，穩(wěn)定性好，精度高； 5. 加有監(jiān)視計(jì)數(shù)器（看門狗電路），在任何強(qiáng)干擾情況下，單片機(jī)均會(huì)自啟動(dòng)，保證不死機(jī)； 6. 熱電阻模塊，加有引線電阻補(bǔ)償電路，基本消除了引線電阻引起的誤差。用比率法測(cè)量電阻，消除基準(zhǔn)電源不穩(wěn)定的影響，顯著提高了測(cè)量的穩(wěn)定性和精度，在全溫度范圍內(nèi)，精度達(dá)到0.05%，出廠時(shí)校準(zhǔn)精度達(dá)到0.02%； 7. 熱電偶模塊，板內(nèi)加有參比端補(bǔ)償電路，由軟件進(jìn)行處理，補(bǔ)償精度高。參比端溫度傳感器可以安裝在現(xiàn)場(chǎng)，用普通導(dǎo)線代替補(bǔ)償導(dǎo)線，以降低系統(tǒng)開銷； 8. 無(wú)電位計(jì)設(shè)計(jì)，軟件校準(zhǔn)零點(diǎn)和滿度，保證各通道的精度和一致性； 9. 軟件選擇各種類型傳感器，具有很強(qiáng)通用性。 三、技術(shù)指標(biāo) 1. 模擬量輸入 （1）輸入和范圍 1) 熱電阻：PT100、Cu50、Cu100、熱敏電阻（特殊定制），全溫度范圍。采用三線制接線，模塊內(nèi)加有引線電阻補(bǔ)償電路。 2) 熱電偶：K、S、B、T、E、J、W、R、N，全溫度范圍。模塊內(nèi)加有冷端補(bǔ)償電路，參比端溫度傳感器可以安裝在現(xiàn)場(chǎng)，用普通導(dǎo)線代替補(bǔ)償線。 3) 電 流：4～20mA，0～20mA 4) 電 壓：0～5V，1～5V，0～50mV 5) 混合輸入：熱電阻、熱電偶、電流、電壓、毫伏信號(hào)混合輸入 （2）分 辨 率：溫度 0.1℃/字；電流 500碼/mA；電壓 2000碼/V；毫伏：300碼/mV （3）電路精度：溫度 ±0.2℃；標(biāo)準(zhǔn)電流、標(biāo)準(zhǔn)電壓和毫伏電壓 ±2字 （4）路 數(shù)：8路，熱電偶：7路+環(huán)境溫度 （5）轉(zhuǎn)換時(shí)間 有濾波,2.16S/8通道； 無(wú)濾波,0.72S/8通道； 2. 通信接口： 串行口,隔離RS485，兼容研華ADAM4000系列或松下PLC系列； 并行口,隔離異步并行輸出接口，無(wú)條件輸出或選通輸出； 3. 電源電壓： +9V ～ +30V 4. 外形尺寸(毫米)： 146×98.4×45 5. 安裝尺寸： DIN(35mm)工業(yè)導(dǎo)軌，或雙螺釘（Φ4~5）安裝 6. 工作條件： 功耗：< 2W環(huán)境溫度：-30℃~70℃；相對(duì)濕度：£ 85％ 四、工作原理 DUT4000數(shù)據(jù)采集模塊原理如圖1所示，模擬開關(guān)分別切換多路溫度傳感器，由單片機(jī)控制分別選中通道0～7的溫度傳感器的測(cè)量電路，經(jīng)過(guò)放大后送入A/D轉(zhuǎn)換器。單片機(jī)采集數(shù)據(jù)后，經(jīng)校準(zhǔn)、濾波、參比端補(bǔ)償（熱電偶）和線性化等數(shù)據(jù)處理后轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的溫度數(shù)字量。主機(jī)需要數(shù)據(jù)時(shí)，經(jīng)串行口發(fā)送取數(shù)據(jù)命令，模塊則把當(dāng)前最新數(shù)據(jù)傳送給主機(jī)。異步并口在無(wú)條件輸出時(shí)，每轉(zhuǎn)換完一次，通過(guò)并行接口同步輸出；選通輸出由STB控制。 五、外型尺寸和端子定義 如圖2所示為采集模塊底部外型裝配圖（尺寸見圖）。模 塊 裝 配 在 工 業(yè) 標(biāo) 準(zhǔn) 導(dǎo) 軌 上。此 外，模 塊 兩 側(cè) 各 有 一 固 定孔，孔徑 為 5.5mm，也 可 以 用 ф4螺 絲 通 過(guò) 這 兩 個(gè) 固 定 孔 將 模塊固定。圖3中，iA、iB、iC為 模 擬量 輸 入 端 。模塊的傳感器輸入端的每個(gè)通道有3個(gè)接線端子，8路共24位。熱電阻溫度傳感器采用三線制，接線如圖4.1所示，8路接法相同，熱電阻溫度傳感器連接時(shí)第iB和iC兩根導(dǎo)線在現(xiàn)場(chǎng)的傳感器端連接到一起。熱電偶和電流、電壓輸入接法基本相同，如圖4.2所示，每組的iA 為傳感器的正端，iB為負(fù)端，iC為屏蔽地。熱電偶采集模塊，最后一路用于冷端端，iB為負(fù)端，iC為屏蔽地。熱電偶采集模塊，最后一路用于冷端補(bǔ)償，塊內(nèi)自帶補(bǔ)償元件。 圖3中，直流電源24V接于V+和V-之間，T+和T-為RS485接口的A和B（研華的ADAM4520為DATA+和DATA-）。DUT4000模塊增加一異步并行輸出接口，可以連接可編程序控制器(PLC)或標(biāo)準(zhǔn)異步設(shè)備。圖3中，STB為異步并行接口的選通信號(hào)，D0~D7為異步并行接口的數(shù)據(jù)線，IN+和IN-為開關(guān)量輸入，外設(shè)的請(qǐng)求信號(hào)通過(guò)這兩個(gè)端子輸入。 六、串行通訊協(xié)議與數(shù)據(jù)采集 通訊協(xié)議兼容ADAM4000系列兼容協(xié)議或松下PLC協(xié)議，以及MODBUS協(xié)議中的ASCII方式和RTU方式。研華的組態(tài)軟件GENIE或組態(tài)王可直接讀取模塊數(shù)據(jù)，使用方法和ADAM4017模塊相同。DUT模塊自動(dòng)識(shí)別檢查和，在組態(tài)軟件中可根據(jù)需要設(shè)置。隨產(chǎn)品提供各種操作系統(tǒng)下各種語(yǔ)言的數(shù)據(jù)采集源程序，DUT模塊地址、串行通訊參數(shù)和功能參數(shù)的設(shè)置程序。 七、DUT4000系列與西門子S7-226 PLC連接 模塊的隔離異步輸出并行接口支持多種輸出時(shí)序： 1. 并行接口半字節(jié)無(wú)條件輸出，能夠連接各種PLC控制器 2. 并行接口字節(jié)請(qǐng)求輸出，由標(biāo)準(zhǔn)異步并行接口采集數(shù)據(jù) DUT4000模塊與西門子PLC（S7-226）連接以半字節(jié)無(wú)條件數(shù)據(jù)傳輸方式采集數(shù)據(jù)，硬件連接如圖5所示，將DUT4000模塊的STB連接到S7的I0.0，D0~D3連接到S7的I1.0~I1.3，S7的+24V電源和GND連接到DUT模塊的V+和V-，S7的M1連接到GND。編程使PLC的I0.0每次的上升沿產(chǎn)生中斷。在中斷程序中，讀入I1.3~I1.0的數(shù)據(jù)，根據(jù)讀入的次數(shù)和通道計(jì)數(shù)，將數(shù)據(jù)存入對(duì)應(yīng)通道寄存器的低半字節(jié)到高半字節(jié)，直到讀入8個(gè)通道32次數(shù)據(jù)（每個(gè)通道兩個(gè)字節(jié)）。在程序中，用字節(jié)VW300~VW314存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，從0通道~7通道順序存儲(chǔ)。采集溫度數(shù)值為實(shí)際溫度乘10，采集電流或電壓值為實(shí)際電流或電壓所對(duì)應(yīng)碼數(shù)。 八、產(chǎn)品型號(hào) DUT4000產(chǎn)品型號(hào)如表1所示，另外可特殊定制混合輸入模塊DUT4000-TC。