一、產(chǎn)品概述
本產(chǎn)品為一款實時測量24路交流電流的數(shù)據(jù)采集模塊,采用高精密電流互感器實現(xiàn)信號的隔離與傳感,信號測量采用的真有效值測量芯片,可準確測量各種波形的電流真有效值,且精度高,穩(wěn)定性好;采用標準RS-485總線接口和MODBUS-RTU協(xié)議。廣泛應用于路燈監(jiān)控、生產(chǎn)自動化檢測、LED燈老化檢測等。本產(chǎn)品具有特點以下:
- 24路同步采樣相互獨立AD,0.1秒完成所有通道的數(shù)據(jù)采集更新;
- 精度高,采用24位AD采樣;
- 穩(wěn)定性好,測量精度不受環(huán)境溫度影響;
- 電流穿孔輸入,使用方便;
二、產(chǎn)品型號
RS-40242A-14 (穿孔式輸入方式) RS-40242B-14 (端子式輸入方式)(<10A)
三、性能指標
- 精度等級:0.5%FS;
- 電流量程:0-5A/0-10A/0-15A/0-20A AC;
- 電流輸入孔徑:Φ5mm;
- 工作溫度:-20℃~+60℃;
- 數(shù)據(jù)更新時間:100mS;
- 隔離耐壓:>2500V DC;
- 輔助電源:24V DC(15V~30V);
- 額定功耗:2W;
- 輸出接口:RS-485;
- 數(shù)據(jù)輸出:24路交流電流值;
- 通訊波特率:4800、9600、19200、28800 bps;
- 數(shù)據(jù)格式:無校驗、8個數(shù)據(jù)位、1個停止位
- 通訊協(xié)議:MODBUS-RTU協(xié)議;
四、產(chǎn)品外觀與安裝尺寸
圖一、產(chǎn)品實物圖
圖二、外形與安裝尺寸 圖三、外觀參考圖
安裝方式:螺釘固定或?qū)к壒潭ǎ?/span>
五、產(chǎn)品接線說明
圖四、產(chǎn)品接線參考圖
說明:電流輸入通過互感器穿孔輸入,互感器孔徑為5mm,必須保證電流的線頭與線徑小于5mm,否則電流導線無線穿入。
表一、引腳定義
引腳 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
名稱 | VCC | GND | INIT | G | D+ | D- |
描述 | 供電電源正 | 供電電源地 | 初始化引腳 | 初始化接地 | RS485正 | RS485負 |
說明:初始化端為地址與波特率初始化,短接后給產(chǎn)品上電,地址與波特率將初始化為1與9600。
六、MODBUS通訊協(xié)議
1、報文格式
(1)、功能碼0x03---查詢從設備寄存器內(nèi)容
主設備報文
從設備地址 (0x01-0xFF 1字節(jié)) |
功能碼 (0x03 1字節(jié)) |
起始寄存器地址 (2字節(jié)) |
寄存器個數(shù) (2字節(jié)) |
CRC校驗碼 (2字節(jié)) |
從設備正確報文
從設備地址 (0x01-0xFF 1字節(jié)) |
功能碼 (0x03 1字節(jié)) |
數(shù)據(jù)區(qū)字節(jié)數(shù) (2*寄存器個數(shù)1字節(jié)) |
數(shù)據(jù)區(qū) (寄存器內(nèi)容 2*寄存器個數(shù)字節(jié)) |
CRC校驗碼 (2字節(jié)) |
(2)、功能碼0x10---對從設備寄存器置數(shù)
主設備報文
從設備地址 (0x01-0xFF 1字節(jié)) |
功能碼 (0x10 1字節(jié)) |
起始寄存器地址 (2字節(jié)) |
寄存器個數(shù) (2字節(jié)) |
數(shù)據(jù)區(qū)字節(jié)數(shù) (2*寄存器個數(shù) 1字節(jié)) |
寫入寄存器的數(shù)據(jù) (2*寄存器個數(shù)個字節(jié)) |
CRC校驗碼 (2字節(jié)) |
從設備正確報文
從設備地址 (0x01-0xFF 1字節(jié)) |
功能碼 (0x10 1字節(jié)) |
起始寄存器地址 (2字節(jié)) |
寄存器個數(shù) (2字節(jié)) |
CRC校驗碼 (2字節(jié)) |
注:1、CRC檢驗碼低位在前、高位在后,寄存器地址, 寄存器個數(shù),數(shù)據(jù)均為高位在前、低位在后;
2、寄存器字長為16bit(兩個字節(jié))
2、寄存器說明與命令格式
(1)、電參量數(shù)據(jù)寄存器定義表
寄存器地址(Hex) | 寄存器內(nèi)容 | 寄存器個數(shù) | 寄存器狀態(tài) | 數(shù)據(jù)范圍 |
0000 | 放01通道電流值 | 1 | 只讀 | 0~10000 |
0001 | 放02通道電流值 | 1 | 只讀 | 0~10000 |
0002 | 放03通道電流值 | 1 | 只讀 | 0~10000 |
0003 | 放04通道電流值 | 1 | 只讀 | 0~10000 |
0004 | 放05通道電流值 | 1 | 只讀 | 0~10000 |
0005 | 放06通道電流值 | 1 | 只讀 | 0~10000 |
0006 | 放07通道電流值 | 1 | 只讀 | 0~10000 |
0007 | 放08通道電流值 | 1 | 只讀 | 0~10000 |
0008 | 放09通道電流值 | 1 | 只讀 | 0~10000 |
0009 | 放10通道電流值 | 1 | 只讀 | 0~10000 |
000A | 放11通道電流值 | 1 | 只讀 | 0~10000 |
000B | 放12通道電流值 | 1 | 只讀 | 0~10000 |
000C | 放13通道電流值 | 1 | 只讀 | 0~10000 |
000D | 放14通道電流值 | 1 | 只讀 | 0~10000 |
000E | 放15通道電流值 | 1 | 只讀 | 0~10000 |
000F | 放16通道電流值 | 1 | 只讀 | 0~10000 |
0010 | 放17通道電流值 | 1 | 只讀 | 0~10000 |
0011 | 放18通道電流值 | 1 | 只讀 | 0~10000 |
0012 | 放19通道電流值 | 1 | 只讀 | 0~10000 |
0013 | 放20通道電流值 | 1 | 只讀 | 0~10000 |
0014 | 放21通道電流值 | 1 | 只讀 | 0~10000 |
0015 | 放22通道電流值 | 1 | 只讀 | 0~10000 |
0016 | 放23通道電流值 | 1 | 只讀 | 0~10000 |
0017 | 放24通道電流值 | 1 | 只讀 | 0~10000 |
數(shù)據(jù)范圍說明:0~10000為額定范圍值,zui大輸出數(shù)據(jù)為12000。
(2)、模塊名、地址與波特率寄存器定義表
寄存器地址(Hex) | 寄存器內(nèi)容 | 寄存器個數(shù) | 寄存器狀態(tài) | 數(shù)據(jù)范圍 |
0030H | 地址與 波特率 | 1 | 寫 | 地址(0-256) 波特率(0-3) |
(3)、命令舉例
命令中所有寄存器地址字節(jié)、寄存器個數(shù)字節(jié)、數(shù)據(jù)字節(jié)高位在前,低位在后;CRC校驗碼低位字節(jié)在前,高位字節(jié)在后;
A:讀所有24組電流數(shù)據(jù)發(fā)送命令舉例:
從設備地址 | 功能碼 | 起始寄存器地址 | 寄存器個數(shù) | CRC-L | CRC-H | ||
01H | 03H | 00H | 00H | 00H | 18H | 45H | C0H |
說明:從寄存器0開始連續(xù)讀24個寄存器數(shù)據(jù),每一路電流數(shù)據(jù)占用一個寄存器;
數(shù)據(jù)返回格式:
從設備地址 | 功能碼 | 數(shù)據(jù)區(qū)字節(jié)個數(shù) | 返回數(shù)據(jù)區(qū) | CRC-L | CRC-H |
01H | 03H | 30H | …… | XX | XX |
說明:數(shù)據(jù)區(qū)總共有24組數(shù)據(jù),48個字節(jié);CRC校驗碼要根據(jù)實際數(shù)據(jù)得出;
B:修改地址與波特率發(fā)送命令舉例:(地址由原來的01號變?yōu)?2號,波特率改為9600<代碼為01>)
從設備地址 | 功能碼 | 起始寄 存器地址 | 寄存器 個數(shù) | 數(shù)據(jù)字 節(jié)個數(shù) | 寫入寄存 器的數(shù)據(jù) | CRC-L | CRC-H | |||
01H | 10H | 00H | 30H | 00H | 01H | 02H | 02H | 01H | 63H | 00H |
說明:”寫入寄存器的數(shù)據(jù)”*字節(jié)為修改后的地址碼(此數(shù)據(jù)為02H);第二字節(jié)為修改后的波特率代碼;代碼定義:0--4800bps 1--9600bps 2--19200bps 3--28800bps
數(shù)據(jù)返回格式:
從設備地址 | 功能碼 | 起始寄存器地址 | 寄存器個數(shù) | CRC-L | CRC-H | ||
01H | 10H | 00H | 30H | 00H | 01H | 85H | CFH |
C:新增硬件撥盤地址與軟件地址選擇功能
本板設有一個硬件地址和軟件地址選擇開關(guān),當DZ01短接時,為硬件設置通訊地址和波特率方式;不插短接塊時為軟件設置通訊地址和波特率方式。
硬件設置地址和波特率:
軟件設置地址和波特率:
本板設有一個8位DIP雙列撥盤開關(guān),當選擇硬件設置通訊地址和波特率方式時,用于地址和波特率設定,開關(guān)位于“ON“時為“0”;“OFF”時為“1”。
1~6為地址設置,可選地址為:00H~3FH(十六進制)0~63D(十進制)
7~8為波特率設置,可選波特率為,00H~03H(十六進制)0~3D(十進制)
代碼定義:0--4800bps 1--9600bps 2--19200bps 3--28800bps
開關(guān)選擇舉例:
地址:00H
波特率:00H(4800bps)
地址:01H(01D)
波特率:01H(9600bps)
地址:02H(02D)
波特率:01H(9600bps)
地址:3EH(62D)
波特率:01H(9600bps)
地址:3FH(63D)
波特率:01H(9600bps)
3、數(shù)據(jù)說明與數(shù)據(jù)還原計算
(1)、讀到的所有數(shù)據(jù)格式如下表(例:電流輸入量程等于5A時):
序號 | 通道 代碼 | 輸入 電流 | 讀到的十六 進制數(shù)據(jù)(Id) | 十進制 數(shù)據(jù) | 備注 | |
高字節(jié) | 低字節(jié) | |||||
1 | I1 | 5A | 27 | 10 | 10000 | 真有效值 |
2 | I2 | 5A | 27 | 10 | 10000 | 真有效值 |
3 | I3 | 5A | 27 | 10 | 10000 | 真有效值 |
… | … |
|
|
|
|
|
23 | I23 | 5A | 27 | 10 | 10000 | 真有效值 |
24 | I24 | 5A | 27 | 10 | 10000 | 真有效值 |
(2):實際電流值計算方法
I=Id/10000*電流量程 (AAC)
其中:Id----從設備讀到的電流數(shù)據(jù)(將二字節(jié)轉(zhuǎn)為十進制數(shù)據(jù))
如:模塊電流量程為5A,從模塊中讀到的數(shù)據(jù)值Id=26F1H(十六進制)=9969D(十進制),即實際電流值I=9969/10000*5=4.9845A。
附1:地址碼對照表
序號 | 地址碼 (HEX) | 地址碼 (十進制) | 序 號 | 地址碼 (HEX) | 地址碼 (十進制) |
1 | 01 | 1 |
| 21 | 33 |
2 | 02 | 2 |
| 22 | 34 |
3 | 03 | 3 |
| 23 | 35 |
4 | 04 | 4 |
| 24 | 36 |
5 | 05 | 5 |
| 25 | 37 |
6 | 06 | 6 |
| 26 | 38 |
7 | 07 | 7 |
| 27 | 39 |
8 | 08 | 8 |
| 28 | 40 |
9 | 09 | 9 |
| 29 | 41 |
10 | 10 | 16 |
| 30 | 48 |
11 | 11 | 17 |
| 31 | 49 |
12 | 12 | 18 |
| 32 | 50 |
13 | 13 | 19 |
| 33 | 51 |
14 | 14 | 20 |
| 34 | 52 |
15 | 15 | 21 |
| 35 | 53 |
16 | 16 | 22 |
| 36 | 54 |
17 | 17 | 23 |
| 37 | 55 |
18 | 18 | 24 |
| 38 | 56 |
19 | 19 | 25 |
| 39 | 57 |
20 | 20 | 32 |
| 40 | 64 |
附2:MODBUS_CRC16檢驗碼計算方法
循環(huán)冗余校驗CRC區(qū)為2字節(jié),含一個16位二進制數(shù)據(jù)。由發(fā)送設備計算CRC值,并把計算值附在信息中,接收設備在接收信息時,重新計算CRC值,并把計算值與接收的在CRC區(qū)中實際值進行比較,若兩者不相同,則產(chǎn)生一個錯誤。
CRC開始時先把寄存器的16位全部置成“1”,然后把相鄰2個8位字節(jié)的數(shù)據(jù)放入當前寄存器中,只有每個字符的8位數(shù)據(jù)用作產(chǎn)生CRC,起始位,停止位和奇偶校驗位不加到CRC中。
產(chǎn)生CRC期間,每8位數(shù)據(jù)與寄存器中值進行異或運算,其結(jié)果向右移一位(向LSB方向),并用“0”填入MSB,檢測LSB,若LSB為“1”則與預置的固定值異或,若LSB為“0”則不作異或運算。
重復上述處過程,直至移位8次,完成第8次移位后,下一個8位數(shù)據(jù),與該寄存器的當前值異或,在所有信息處理完后,寄存器中的zui終值為CRC值。產(chǎn)生CRC的過程:
1. 把16位CRC寄存器置成FFFFH.
2. *個8位數(shù)據(jù)與CRC寄存器低8位進行異或運算,把結(jié)果放入CRC寄存器。
3. CRC寄存器向右移一位,MSB填零,檢查LSB.
4. (若LSB為0):重復3,再右移一位。
(若LSB為1):CRC寄存器與A001 H 進行異或運算
5. 重復3和4直至完成8次移位,完成8位字節(jié)的處理。
6. 重復2至5步,處理下一個8位數(shù)據(jù),直至全部字節(jié)處理完畢。
7. CRC寄存器的zui終值為CRC值。
8. 把CRC值放入信息時,高8位和低8位應分開放置。
把CRC值放入信息中
發(fā)送信息中的16 位CRC值時,先送低8位,后送高8位。
若CRC值為1241(0001 0010 0100 0001):
Addr | Func | Data Count | Data | Data | Data | Data | CR CLo | CR CHi |
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| 41 | 12 |