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DDMF1-8DA通道模拟量输出模块
发布时间:2012-1-12 阅读:21次   打印本页 || 关闭窗口

■ 主要用途
用于可编程控制器(简称PLC)、DCS、PCS、计算机等控制、数据采集系统的模拟量输出扩展。
■ 主要特点
● 三菱 LINK RS-485通讯方式,支持多种组态软件;
● 8通道12 Bit模拟量输出;
● 300~115.2Kbps可选,接收、发送指示状态;
● 模拟量输出与通讯回路隔离;
● 电源极性保护。
■ 主要参数(表1)


(表1)

工作电压

DC24V±5%带电源极性保护
电流消耗
****100mA
通讯接口
标准两线RS-485(**多为32个模块)
通讯速率
300~115200 bps可选
通讯格式
7~8位数据位、奇、偶、无校验、1位停止位可选
传送距离
<1200M(19200bps)
输出接口
8通道、0~5V、0~20mA或1~5V、4~20mA输出
模拟量分辨率
12 Bit
输入隔离
模拟量输入与通讯回路隔离电压2500V
适用范围
所有带自由通讯口PLC、PC
刷新速度
单个模块>50~100ms
外形尺寸
宽71×高26×长128mm
重量
不含包装约0.21Kg
安装方式
标准U型导轨安装
工作温度
-10 ~ +55℃
工作湿度
35 ~ 85%(不结露)


■ 使用方法
● 技术规范内容:
1. 请求读数据通讯协议:
为获取DDMF1-8DA现在数据,必须发读数据命令,该命令并非必须使用,因为它并不改变本模块输出值,但你可以获取(按读8AD模块方式)已经写入DDMF1-8DA中的数据。见图1所示:


(图1)


a. D35: DDMF1-8DA模拟量输出模块所在RS-485网络中的地址,我们可以理解为从站地址,例如D35=H3031,即D35H=30H、D35L=31H,表示该从站地址是01号;
b. D36:除00H、05H和D36数据外的所有数据累加和,并且仅取16bit的低位数据,同时转换为ASIC码。例如,求和计算结果为2345H,则D36H=34H、D36L=35H;
2. 获取DDMF1-8DA 8个模拟量数据的通讯协议:
向DDMF1-8DA发出读数据命令后,就可从DDMF1-8DA获取8个模拟量数据组,具体解释如下:
a. ADRH、ADRL为读取对应DDMF1-8DA的地址;
b. AD0HH、AD0H、AD0L、AD0LL为DDMF1-8DA的****个通道的数据、依次类推;SUMH、SUML为除00H、02H及SUMH、SUML外所有数据累加和,并且仅取16bit的低位数据,同时转换为ASIC码。例如,求和计算结果为7890H,则SUMH=39H、SUML=30H,获取的数据组通讯协议如图2所示:


(图2)


3. 写DDMF1-8DA 8个模拟量数据的通讯协议:
按图3协议向DDMF1-8DA直接发写数据命令后,就可改变DDMF1-8DA输出对应8个模拟量电压或者电流值,具体解释如下:

(图3)


a.ADRH、ADRL为写入DDMF1-8DA数据时所的对应地址:
b.DA0HH、DA0H、DA0L、DA0LL为准备写入DDMF1-8DA的****个通道的数据(此为ASIC码,即在写入前必须将普通十六进制数据分离并转换为4个ASIC码)、依次类推;SUMH、SUML为除00H、05H及SUMH、SUML外所有数据累加和,并且仅取16bit的低位数据,同时转换为ASIC码。例如,求和计算结果为7890H,则SUMH=39H、SUML=30H。
● 参数设置
本模块参数设置方式有两种,手动设置方式和软件参数组态方式。
1. 手动设置方式:
通过拨码开关SW1和内部跳线W1~W8进行手动设置,ON表示“0”,OFF表示“1”,见图4所示:

(图4a)
(图4b)


① 模块地址(SW1的1~5位):
即地址A0~A4,按二进制计算,对应地址为0~31。举例如下:
A0A1A2A3A4=00000,模块地址为00H,即0;
A0A1A2A3A4=10000,模块地址为01H,即1;
A0A1A2A3A4=01000,模块地址为02H,即2;
A0A1A2A3A4=11000,模块地址为03H,即3;
……… ……… ……… ……… ……… ;
A0A1A2A3A4=01111,模块地址为1EH,即30;
A0A1A2A3A4=11111,模块地址为1FH,即31;
② 通讯速率(SW1的6~8位):
即BPS0~BPS2,对应速率范围:1200~115200bps,见表2所示:


(表2)

DDM_BPS2
0
0
0
0
1
1
1
1
DDM_BPS1
0
0
1
1
0
0
1
1
DDM_BPS0
0
1
0
1
0
1
0
1
波特率( Kbps)
1.2
2.4
4.8
9.6
19.2
38.4
57.6
115.2


通讯格式固定为:1位起始位、7位数据位、偶校验、1位停止位,通讯控制协议为FOMAT1、有求和校验。
2. 自动设置方式:
本模块出厂设置为自动设置方式。在该方式下,所有SW1设置无效,主要参数如下:
模块地址:00H;
通讯速率:38400bps;
通讯格式:1位起始位、7位数据位、偶校验、1位停止位
通讯控制协议:FOMAT1、有求和校验。
你可以使用JTDDMX参数组态软件重新设置。详细JTDDMX使用方式见《JTDDMX参数组态软件使用说明》;
3. 输出类型,见图4b所示:
W1~W8跳线器对应输入通道1CH~8CH的电流、电压输出选择。
W1~W8断开为0~20mA输出、短接为0~5V电压输出;
举例如下(见结构框图及输入通道、连接示意图):
1CH、2CH、3CH、4CH、8CH为电流输出则应断开W1、W2、W3、W4、W8;
5CH、6CH、7CH为电压输出,即W5、W6、W7应短接。
● 结构框图及输出通道、连接示意图:

(图5)


● 输出与数码值关系 (见图6所示):


(图6)


● 调试说明:
DDMF1-8DA模拟量输出模块可输出0~5V、0~25mA或者1~5V、4~20mA标准模拟量信号,0~20mA的电流负载电阻不允许大于350欧母,为在使用前进行调试有助于您更了解该模块的工作特点。
1. 连接工作电源:
本模块工作电源为DC24V,单个模块电流需求大约100mA,为了让模块能稳定工作,适当留有一定电源余量是必要的。
DC24V电源可以是PLC本机自带的传感器用电源(必须确保PLC工作的必须电源容量)、也可以是自配的其他直流电源,如用开关稳压电源必须保证电源品质,如选择纹波小、电磁辐射少的优质工业用稳压电源。
电源连接后,如果模块未连接到正在工作的RS-485网络上,则TXD红色指示灯常亮、绿色RXD灯常灭,否则需要检测电源、连接端子或者通讯连接线路了!
2. 连接RS 485通讯网络:
断开模块工作的DC24V电源,连接该模块的TXD、RXD端子到RS-485网络,一般RS-485网络按A、B线连接,这里,我们可以将TXD端连接到A线、RXD连接到B线,如果系统工作并不正常,可能线路连接定义方式不同,你可以尝试更换连接端子。
如果你单独进行调试,则需要配置一个RS 232/RS 485转换器,目的是配合组态软件、监控软件或者是JTDDMX参数组态软件通过计算机的串口读取模块参数、数据。
3. 测试各模块端子:
你可使用电流表、电压表等仪表设备联接到对应端子上便于测试输出值;
使用JTDDMX调试:
为了进行系统调试,必须先使用JTDDMX参数组态软件设置并测试好模块所有参数;
① 运行JTDDMX软件并进入“DDMF1-8DA模拟量输出模块参数采集配置界面”,在该界面下,需要使用到两种不同的通讯工作方式:“参数设置”方式和“在线采集”方式,它们主要区别在于:
“参数设置”方式是按无校验通讯格式修改模块的各种工作参数,与模块地址无关;
“在线采集”方式是按参数设定通讯参数控制对应模块地址的各模拟量输出值;
② 如果你没有重新设置过通讯参数,则该模块“参数设置”的通讯参数为:38400,n,8,1, “在线采集”的通讯参数为:38400,e,7,1,FORMAT1、有SUM校验,即该软件的默认通讯值。
③每次修改模块参数后需要修改对应的计算机通讯参数,否则将无法读取模块参数;
④确认正确接通模块工作电源、通道信号和通讯连接后先置“参数设置”方式,并读取参数,如能正常读取模块参数后,再置“在线采集”方式下,先填入对应通道的数字量,然后按对应通道的“写数据”按钮,则该数据变成对应模块通道的电压、电流值;
⑤你可尝试改变输入数据,按图6所示的输出值与数码值的关系,看看对应数据是否正确。
⑥一般出厂时已经按±5‰配置了好补偿值,如果输入值与实际输出值相差较大,可在“参数设置”方式下重新设置补偿值。
4. 使用其他软件调试;
① 使用其他组态软件,例如:组态王、Citect等专业软件监视所采集的数据;
② 创建新的调试工程和连接设备:可选择三菱Melsec-A Series(MELSEC)或者FX2N 485 PLC(即DDMF1-8DA模块相当于一个三菱PLC FX2N从设备);
③ 设置模块地址和变量标签:设置变量标签为D0~D7共8个,对应DDMF1-8DA模块V1~V8输出通道)。
④ 也可同时挂接多个DDMF1-8DA模块,并分别组态参数;
⑤ 创建新画面和连接变量标签,需要配置一个按钮或者拉杆式数据输入动画界面;
⑥ 编译并运行测试工程,改变对应通道数据,就可控制并显示相应DDMF1-8DA模块的模拟量数据,同时对应模块的输出端发生变化,同时模块TXD、RXD指示灯将闪动;
⑦ 该方式适合工程投运前的局部调试或者同时对多个模块进行调试。如果需要修改工作参数,则必须使用JTDDMX参数组态软件设置,但不需要设置的模块必须脱离该RS-485网络,否则可能会修改所有连接该网络模块内的参数,因此,该种方式****在用JTDDMX软件参数组态完毕后进行;
5. 使用PLC调试;
使用DDMF1-8DA与PLC构成系统时,往往需要使用PLC进行调试。
① 连接DDMF1-8DA模块和PLC的RS-485通讯端(如果你有DDMC1F模块,则应连接DDMC1F的TXD2+、TXD2-端,然后再连接TXD1+、TXD1-到PLC的RS-485通讯口);
② 如果有DDMC1F则无需在PLC中编制软件,否则必须按图1、图2编制PLC通讯软件;
③ 如果通讯工作正常,你可使用PLC的编程软件进行PLC内部数据的在线监视,并修改对应通道数据,看看对应模拟量通道输出是否发生变化。
④ 如果数据正常,则可以使用该数据进行各种控制,否则检查通讯线路、驱动程序或者DDMC1F、DDMF1-8DA的各种参数是否匹配;
● 应用举例:
对于普通的数据采集、控制系统,过去往往采用采用计算机+模拟量采集卡(近距离)或者计算机+远程模拟量采集模块(近距离、远距离),该方式一般仅用于数据采集系统,因为系统可靠性将十分依赖于计算机自身的可靠性。
由于PLC应用的拓展,很多工程成功的使用PLC构成数据采集、控制系统。这主要是因为PLC系统不但可靠性高(这在大量的应用中得到证实),更由于有十分方便的软件编程方法和调试工具,加上很多专业软件公司推出通用工业组态软件,很容易地将PLC系统扩展为高功能的分散式控制系统。即PLC完成数据采集、逻辑控制、调节控制、联锁报警等功能,而计算机则充分发挥其图形处理、管理、报表打印等各种。作到任务分散、各负其责,提高系统可靠性。
在这种方式下,应用者无需分心提高计算机软件、核心作用的PLC可靠性,而专注于系统的可靠性、满足工艺过程的合理性。即便你是一个软件知识有限的设备管理人员或者是工程应用人员,你只要熟悉工艺要求,利用PLC+计算机系统,也可完成相当规模、上档次的控制系统。
从以上方式看出,由于PLC系统本身的可靠性并不依赖于计算机系统,即便是计算机系统故障或者崩溃,PLC系统仍然可完成数据采集、控制、联锁功能,因此,计算机由过去作为控制系统的主体逐渐退位到辅助位置或者作为人机对话的窗口,而PLC系统则上升为主要控制系统。
虽然可编程控制器(PLC或PC)的可靠性很高,它们处理开关量得心应手,但往往PLC系统的模拟量扩展模块价格却十分昂贵,并且受I/O点数限制,无法扩展更多的模拟量通道。例如:三菱FX系列PLC只能扩展32路模拟量输出,且平均每通道价格在500~700元左右,其他PLC的价格也差不多,想低成本扩展更多的模拟量更是想也不敢想!
DDMF1-8DA是一种廉价的、高功能的多通道模拟量采集数据采集模块,特别适合利用计算机、PLC作为远程数据采集系统。
与普通模拟量输出模块不同,DDMF1-8DA既可以象普通模拟量输出模块那样挂接于计算机的RS-485网络上输出电压、电流值,也可以配合PLC的通讯网络,将指定的PLC内部数据输出到对应模拟量输出模块端子上,更可以通过DDMC1F模块自动将多至256路模拟量数据输出到输出模块端子,而PLC中还无需编制通讯程序,十分方便用户的使用。
采用DDMF1-8DA模块则可十分方便的扩展直到256路模拟量输出,在同样多的模拟量通道下,其价格仅仅是上述方式的50%左右,
这样,普通用户能以极低成本、简单的组态完成过去想都不敢想的多通道模拟量数据输出、控制系统。
1. 与DDMC1F配合(见图6所示):

(图6)


与DDMC1F配合,打破PLC模拟量等扩展的限制,使小型PLC(包括某些不带模拟量扩展功能的PLC)也可处理相当数量的模拟量,扩展了PLC模拟量输出通道并提高数据采集速度,简化PLC编程。
工作原理:
在该方式下,DDMC1F同时与DDMF1-8DA和PLC交换数据。即DDMC1F一方面与PLC通讯,成批获取PLC内部数据,另一方面,将获取的模拟量数据传入所有的DDMF1-8DA模块,每个DDMF1-8DA模块将获取的数据转换为对应电压、电流输出,而使用者无需额外编程。仅需指定的PLC数据寄存器数据值即可,由DDMC1F自动完成PLC内部数据到对应模块的模拟量输出。
配置实例:
例如,一个工程需要输出64路压力调节信号,采用FX2N-32MR PLC,输出信号均为4~20mA信号:
配置的主要设备为:
FX2N-32MR+RS-485BD 1套,用于通讯、控制、联锁、报警;
DDMC1F 1套,用于连接PLC和模拟量输出模块;
DDMF1-8DA 8套,用于输出压力调节信号;
① 配置8个DDMF1-8DA共计8×8=64个模拟量输出通道,利用JTDDMX组态软件设置DDMC1F、DDMF1-8DA的通讯参数。
② 在DDMC1F中设置D100存入****个通道的模拟量数据开始地址,模块数量为8个;
③ 设置DDMC1F与DDMF1-8DA的通讯参数为38400bps、偶校验、FORMAT1、SUM校验;
④ 设置DDMC1F与PLC的通讯参数为19200bps、偶校验、FORMAT1、SUM校验;
⑤ 设置DDMF1-8DA的模块地址通讯参数也为38400bps、偶校验、FORMAT1、SUM校验;
⑥ 连接PLC和DDMC1F通讯端口和DDMC1F到DDMF1-8DA通讯端口;
⑦ 利用FXGPWIN编程软件设置FX2N-32MR的D8120通讯参数为19200bps、偶校验、FORMAT1、SUM校验,D8121通讯站号为1;
⑧ 系统运行时,DDMF1-8DA将自动通过DDMC1F获取需要输出的PLC的D100~D163数据寄存器数据值并输出到对应端子上。
本例子中也可混合使用DDMF1-8AD、DDMF1-8DA模块;
设置说明:
由于采用FX-485BD模块自动获取数据,故必须对PLC对特殊寄存器D8120、D8121进行配置:
FX-485BD工作参数如下:
数据长度:7位;
校验位:Even;
停止位:1位;
通讯速率:19200Bps(****可到38400bps D8120值为K16550);
通讯协议:LINK
通讯接口:RS-485
数目检查:YES;
控制程序:Format1;
我们可以采用两种方式设置D8120通讯寄存器:
方式1: 在FXGP/WIN编程软件的PLC菜单栏中通讯口D8120 中
设置(必须连接于PLC在编程接口上);
方式2: 在PLC程序开始时的一次性初始化命令(例如M8002接通 时)时传送数据到D8120和D8121特殊寄存器去。
即: MOV K24726 D8120 (设置通讯参数 对应19200bps、偶校验、FORMAT1、SUM校验)
MOV K1 D8121 (设置PLC站号为1号)
两种方式均可,建议采用方式2,可确保一劳永逸!
在****次设置D8120后,须切断PLC电源,等待5分钟后再次上电,PLC将工作于该通讯设置方式下了!
PLC程序处理:
由于指定的PLC内部数据已经自动存储采集的数据,因此,无需对PLC采用FOR TO 指令获得数据。可节约资源、提高处理速度。
例如:0通道数据D100为0~4095,,对应输出电流为4~20mA。
连接线路说明:
本系统可配置冗余环网,但布线需要考虑线路走向。
即****RXD2±作为原发端并依次连接各DDMF1-8DA模块,然后从**后一个模块单独走线并连接到DDMC1F的TXD2±端,这样可确保某段线路损坏也可保持通讯线路畅通。
DDMC1F安装于PLC附近,考虑FX-485BD驱动能力有限,不要相距太远 (<30米);
DDMC1F与DDMF1-8DA之间连接电缆建议采用标准工业用带屏蔽双绞线(例如用于现场通讯连接的电缆、PROFIBUS)。在57600Bps下保证连接电缆总长小于500米。若有通讯干扰,可尝试在通讯终(中)段并接130欧母左右的电阻。
如果外埋设于公路、铁路并穿越之则必须加强电缆强度,例如带铠装电缆和钢管保护。空旷地注意防雷击!尽量避免与强电线路共穿一根管及平行布线。远避高频干扰源!
注意事项:
在设置了D100地址后,D100~D163范围为模拟量输出数据区,故其他应用程序不能再使用该范围寄存器,否则可能出现意想不到的结果。
2. 与组态软件配合,完成低成本数据采集任务,见图7所示:
计算机安装组态软件,例如:FIX、Citect、组态王等监控软件后,可利用计算机串行通讯口转485模块,完成计算机到DDMF1-8DA模块的数据自动采集。
配置实例:
例如,一个工程需要输出128路温度调节信号,采用FX2N-32MR PLC,温度调节输出均为两线制4~20mA信号:
配置的主要设备为:
计算机系统 1套,用于采集、管理信息;
RS232转RS485 1套,用于计算机串口和模拟量采集模块;
DDMF1-8DA 16套,用于输出温度调节信号;
① 配置16个DDMF1-8DA共计8×16=128个模拟量输出通道,利用JTDDMX组态软件设置DDMF1-8DA
的通讯参数。
② 如果使用Citect组态软件,则设置计算机与DDMF1-8DA的通讯参数为38400bps、偶校验、FORMAT1、
SUM校验,I/O设备为三菱Melsec-A Series(MELSEC);
如果使用组态王组态软件,则设置计算机与DDMF1-8DA的通讯参数为38400bps、偶校验、FORMAT4、
SUM校验,新设备为三菱FX2N 485设备;
如果使用昆仑通态组态软件,则设置计算机与DDMF1-8DA的通讯参数为38400bps、偶校验、
FORMAT1、无SUM校验,I/O设备为三菱FX2N 485设备;
③ 依次增加设备地址,注意:每个模块将占用一个地址号,数据地址依次为D0~D7对应1CH~8CH的模
拟量输出。
④ 编制画面并联接变量标签,然后编译运行;
⑤ 设置DDMF1-8DA的模块地址通讯参数也为38400bps、偶校验、FORMAT1、SUM校验;
⑥ 系统运行时,联接计算机的各I/O设备所对应的标签,根据调节需要可自动输出到16个DDMF1-8DA所对应的共计128个温度调节输出。
⑦ 计算机通讯与DDMF1-8DA通讯速率典型值为19.2Kbps,也可以设置为115.2Kbps以提高数据采集速度,但连接距离将变短;
⑧ 本例子中也可混合使用DDMF1-8AD、DDMF1-8DA模块。


(图7)


3. 直接连接PLC通讯接口:
这种方式需要对PLC进行相应编程,以分时输出到DDMF1-8DA电压、电流。
该方式下可节省一个DDMC1F通讯转换模块,成本较低,但程序编制量大,会占用PLC的一部份资源。
由于PLC通讯速度及循环扫描时间的限制,数据输出速度可能会较慢。
配置实例:
例如,一个工程需要输出32路电流、32路电压信号,采用FX2N-48MR PLC,电流为4~20mA、电压输出信号为0~10V:
配置的主要设备为:
FX2N-48MR+RS-485BD 1套,用于通讯、控制、联锁、报警;
DDMF1-8DA 8套,用于输出电压、电流信号;
① 配置8个DDMF1-8DA共计8×8=64个模拟量输出通道,利用JTDDMX组态软件设置DDMF1-8DA的通讯参数,通讯参数为19200bps、偶校验、FORMAT1、SUM校验;
② 在FX2N-48MT中定义D200为****个通道的模拟量输出数据开始地址,由于模块数量为8个故D263即为第64个模拟量地址;
③ 在PLC程序中或者利用编程软件设置D8120特殊寄存器的通讯参数为通讯参数为19200bps、偶校验、FORMAT1、SUM校验。D8121站地址值为1,也可按“与DDMC1F配合”例子来设置该通讯、站地址;
④ 连接PLC和DDMF1-8DA通讯端口,设置通讯接收缓冲区和发送缓冲区:
D0~D48为发送缓冲区;
⑤ 按图2方式编制依次发送00H地址的模块数据程序 ~ 07H地址的模块数据程序;
发送D200~D263数据时必须将该D寄存器中十六进制数据拆为4个单独的十六进制数据,例如:D200 的D寄存器中数据为04D2H,可拆分为00H、04H、0DH、02H,然后转换为ASIC码,即:30H、34H、44H、32H,然后存入发送缓冲区D15、D16、D17、D18中。
全部转换D200~D207数据到发送缓冲区直到D46为止;
将第D1个到第D46数据累加计算后取低8位十六进制数据,分离为高4位和低四位并分别转换为ASIC码存入D47、D48中;
启动RS发送指令,以便发送通讯数据到第1个DDMF1-8DA(地址为00H)模块;
其他通道数据按此方法依次发送;
⑥ 每个DDMF1-8DA模块在收到自己所对应的正确数据后就自动将数据转换为对应电压、电流输出;
⑦ 本例子中也可混合使用DDMF1-8AD、DDMF1-8DA模块,但要分别编制发送、接收程序,可见DDMF1-8AD模块中的通讯数据;
⑧ 虽然使用该方式PLC程序编制工作量相对较大,但由于PLC一般均提供方便指令,且一旦程序编制完毕就无需再动,可作为一个通讯子程序使用,这对有一定PLC编程基础的应用人员也是一件非常简单的事,可进一步降低系统成本。

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