一线通…远程数据采集模块
 
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EM239一线通模块使用说明


发布时间:20141月6 19

特点

SIEMENS S7-200扩展模块。

16路温度输入及其他类型输入通道。

14种输入信号,通道类型随意组合。

●双端差动输入。

●自动校准功能,输入电气隔离。

RS485接口,MODBUS协议。

●连接各种PLC及各种组态软件。

概述

EM239专为S7-200PLC配套设计,通过RS485接口连接S7-200系列任何型号的CPU,实现多通道模拟量采集,补充S7-200模拟量通道少、价格高的不足。每个CPU最多可以连接32个EM239模块,模拟数量最多为512点。

EM239模块为16路模拟量采集一线通模块,可采集电压、电流、毫伏、各种类型热电阻温度、各种类型热电偶温度,通道类型随意组合。采用RS485通讯接口和MODBUS-RTU通讯协议,直接连接S7-200系列的CPU,形状、尺寸、颜色与SIEMENS S7-200相同。

输入通道采用双端差动输入。输入、电源、网络及通道之间电气隔离,有效抑制各类共模干扰,消除通道间的相互影响。每个通道的信号类型可以任意设置。

热电阻、热电偶输入有断路检测功能,采集结果为温度值,热电偶输入自动进行冷端温度补偿。

一线通模块具有一阶数字滤波、50Hz工频抑制功能,对抑制工业现场的工频干扰十分有效,保证微弱信号的采集精度,同时,一线通模块具有自动校准、系统校准功能,随时修正由于环境温度变化引起的测量误差,保证一线通模块在整个工作温度范围内的采集精度。

技术指标

●通道数量:16路。

●信号类型:K、E、T、J、S、EA2型热电偶。

            Pt100、Cu100、Cu50、G、BA1、BA2型热电阻。

±50mV,± 5V电压,4-20mA,0-10mA。

●精    度:温度:±(0.1%FS+0.1)℃。

其他:±0.1%FS 。

●扫描周期:1秒。

●分 辨 率:20位AD。

●隔离电压:网络隔离1500V;通道间隔离400V。

●通讯接口:RS485/MODBUS-RTU协议。

●通讯参数:19200bps/无奇偶校验/1位起始位/1位停止位。

●通信距离:1200米。

●安装方式:导轨安装

●外型尺寸:120X80X63mm

●工作电源:24VDC/1瓦。

●工作环境:温度-20~70℃,湿度≤85% RH

 

网络连接

EM239模块通过RS485接口与S7-200CPU连接,每个CPU可以连接32个EM239模块,EM239为从机。网络如图1所示。EM239模块为从机设备

S7-200CPU连接

EM239模块支持S7-200的MODBUS协议库的相关命令。CPU编成时只涉及MBUS_CTRL和MBUS_MSG两条指令。

MBUS_CTRL用来初始化CPU的串行口,mode=1将串行口分配给MODBUS接口,mode=0将串行口分配给PPI接口;parity=0,设置无校验;baud=19200,设置串行口的波特率为19200bps;timeout=1000,设置通讯等待时间最多为1秒。

MBUS_MSG用来输出MODBUS请求命令(发出数据采集命令),EN和First均接通时启动MBUS_MSG命令;slave用来指明EM239模块的地址;RW=0,指明该命令是读数据命令;addr=30001指明读取数据从EM239模块的1通道开始;count=16代表连续读取16个通道数据(对EM239模块可以是1~16间的任何数);Dataptr指明读取数据存放地址的指针。

参见《MODBUS协议及自由口通讯》及《S7-200可编程序系统手册》。

端子定义

2为EM239一线通模块的端子接线示意图。

A、B  :通道输入端子,每个通道2个接线端子,共有16个输入通道。

C     :输入通道公共端,用于三线制热电阻输入时使用。

CH1~16:16路模拟量输入通道。

P+、P-:24VDC供电端子,分别与直流24V电源的+、-端连接。

G     :一线通模块接地端,必须可靠连接大地,防止电磁干扰。

A+、B-:RS485通讯端子,用双绞线将A+、B-端分别与RS485网络的A+、B-相连。

SW    :设置开关,设置地址号、通道类型之前,必须短路SW跳线,完成后必须断开SW。

                      图2 EM239端子接线图

信号输入

电压输入:EM239的所有通道可以设置为直流电压输入,信号范围为±5V,采集结果为:±5000(有符号数)。

电流输入:EM239的直流电压输入方式可以采集直流电流,电流的输入范围为0~20mA,使用时在A、B端子上需并联250欧姆精密电阻,将电流转换成电压,最后以电压的方式测量,0~20mA对应的采集结果为:0~5000。

毫伏输入:EM239的所有通道可设置为直流毫伏输入,信号的范围为±50mV,采集结果为:±5000(有符号数)。

热电阻输入:EM239的所有通道可以直接连接热电阻温度输入,采用三线制输入方式(A、B、C三线等长),自动消除引线电阻误差,采集结果为10倍的温度值,共有6种类型的热电阻可以直接输入,如图3、图4所示。当热电阻输入通道断线时,该通道采集结果指示32767,此为断线标识。

热电偶输入:EM239的所有通道可以直接连接热电偶温度输入,采集结果为10倍的温度值。热电偶输入时,模块自动进行冷端温度补偿,软件设置时,忽略“补偿通道”输入项。共有6种型号的热电偶输入。当热电偶输入通道断线时,该通道采集结果指示0,此为断线标识。注:所有模拟量输入信号应使用屏蔽电缆,屏蔽线应可靠接大地。

3热电阻输入接线图      图4错误的热电阻接线图    图5热电偶输入接线图

数据类型

EM239模块的采集结果为双字节有符号整数(16位)。各种类型热电阻、热电偶的温度范围如下表。

类型

测量范围

类型

测量范围

类型

测量范围

类型

测量范围

Pt100

-100~500℃

G

-50~150℃

S

0~1560℃

T

0~400℃

Cu100

-50~150℃

BA1

0~650℃

K

0~1200℃

E

0~850℃

Cu50

-50~150℃

BA2

0-650℃

J

0~1120℃

EA-2

0-780℃

模块设置

EM239模块在使用前必须设置模块地址、信号类型,设置过程在电脑上进行,电脑要具备RS485接口并安装《一线通工具软件.EXE》,该软件在网络上下载,参见“文件下载”章节。将电脑RS485接口与EM239模块的RS485接口连接(A+、B-同名连接在一起)。如果电脑不具备RS485接口,有两种方法扩展:

A,如果电脑具备RS232接口,可以用“RS232转RS485接头”转换成RS485。

B,如果电脑不具备RS232接口,可以用“USB转RS485接头”转换成RS485。

上述两种RS485转换方法可以在模块设置时使用,正常使用时,从可靠性考虑不建议使用这样转换的RS485接口。

1,通讯参数:运行《一线通工具软件.EXE》,首先进入“通讯参数”设置界面,如图1所示。这是对电脑本身通讯参数的选择,请选择:19200 bps8位数据;无校验;1停止位。端口:选择电脑的COM口,该COM口必须是与EM239连接的RS485端口,否则电脑无法与EM239通讯。完成后按“确定”,软件进入图2所示的工具软件主界面。如果选择的COM口在电脑上不存在,按“确定”后,系统将提示端口错误信息。

端口号的确定:如果是用“USB转RS485接头”转换的RS485口,可以在电脑的“设备管理”下查找该COM口编号。如果不能确定COM口编号,只能用COM1、COM2、COM3…进行试验,直至正确为止。

1  通讯参数选择窗口                  图2  一线通工具软件主界面            

2,模块地址设置:模块地址如同模块的名字,同一个RS485网络中,每个EM239模块都有唯一一个地址,地址范围为1~32。使用前必须为EM239模块设置地址。首先将模块的SW跳线短路,在“模块设置”菜单下选择“地址设置”,出现图3所示“模块地址”窗口,在窗口内输入欲设置的EM239模块的地址号,按“确定”,完成地址设置,自动关闭“模块地址”窗口。如果设置失败出现图5所示的“超时错误”窗口,可能原因:通讯参数错误、端口号错误、连接电缆接线错误、SW未短路以及某个RS485接口损坏等。

3,信号类型设置:EM239模块的每个通道可以采集14种类型的信号,使用前必须对每个通道进行设置(配置),设置前将SW短路,在“模块设置”菜单下选择“信号类型”,进入图4所示“信号类型”窗口。

地址编号:该栏输入被设置EM239模块名字(地址);

通道号  :该栏内输入欲设置的通道号,一般从1通道开始;

通道类型:该栏内选择欲设置通道的信号类型;

补偿通道:该栏忽略,2014年款的EM239模块内部自动进行冷端温度补偿,仅针对2014年款EM239模块忽略该项。

按“确定”,完成本通道的设置,设置成功后,“通道号”自动加1,继续下一通道的设置,直至完成全部16通道设置,如果设置失败出现图5所示的“超时错误”窗口,可能原因:地址号错误、通讯参数错误、端口号错误、连接电缆接线错误、SW未短路以及某个RS485接口损坏等。

4,模拟量采集:工具软件可以采集EM239模块所有通道的数据,在图2所示主界面里的“模块地址”栏内输入EM239模块的名字(地址),按“模拟量采集”按钮,模块的所有通道数据显示在窗口中,刷新周期为1秒,注:工具软件对采集数据进行算术除10处理,且不支持负数显示。如果通讯失败出现图5所示的“超时错误”窗口,可能原因是“模块地址”栏的地址输入错误,也可能是通讯参数错误、端口号错误、连接电缆接线错误、某个RS485接口损坏等。

模拟量采集时,不需要短路SW。EM239模块只支持工具软件的“地址设置”、“信号类型”、“模拟量采集”和“模块信息采集”功能,不支持软件的其他功能,对不支持的功能操作将提示“超时错误”信息。

5,模块信息采集:在图2所示主界面里的“模块地址”栏内输入EM239模块的名字(地址),按“模块信息采集”按钮,将显示该模块的生产编号。模块信息采集同样不需要SW短路。如果出现“超时错误”提示,可能原因是模块地址错误,也可能是通讯参数错误、端口号错误、连接电缆接线错误、某个RS485接口损坏等。

完成EM239模块设置后,必须将SW断开,参数将永久保存在模块中,正常运行时,SW也是断开的状态。

3  模块地址窗口          图4  信号类型设置窗口          5  通讯错误窗口

文件下载

请在http://WWW.485BUS.COM  的“文件下载”里下载下面文件并仔细阅读:

1,《一线通工具软件.EXE》;

2,《EM239模块使用说明(2014)》;

根据需要下载参考:

3,《EM239与S7-200通讯例程》;

4,《MODBUS协议及自由口通讯》;

以及网站“技术文章”里的相关文章。

 




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