HR-F1-8AD 使用手冊.doc

注：使用手冊修改恕不另行通知 軟件板本的升級信息 新一代HR系列儀表HRF1-8AD RS-485 LINK 使用手冊 虹 潤 精 密 儀 器 有 限 公 司HONG RUN PRECISION INSTRUMENTS CO.,LTD 主要用途用于可編程控制器（簡稱PLC）、DCS、PCS、計算機等控制、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的模擬量輸入擴展。 主要特點 三菱 LINK RS485通訊方式，支持多種組態(tài)軟件； 8通道12 Bit模擬量差動輸入； 300115.2Kbps可選，接收、發(fā)送指示狀態(tài)； 模擬量輸入與通訊回路隔離； 電源極性保護。 主要參數(shù)（表1） （表1）工作電壓DC24V5%帶電源極性保護功率消耗最大1200mW通訊接口標準兩線RS485（最多為32個模塊）通訊速率300115200 bps可選1530V/36.1mA通訊格式78位數(shù)據(jù)位、奇、偶、無校驗、1位停止位可選傳送距離50100ms外形尺寸寬71高26長128mm重量不含包裝約0.21Kg安裝方式標準U型導軌安裝工作溫度10 +55；工作濕度35 85%（不結(jié)露）； 使用方法 技術(shù)規(guī)范內(nèi)容： 1. 請求讀數(shù)據(jù)通訊協(xié)議：為獲取模擬量數(shù)據(jù)，必須向HRF1-8AD發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令，見圖1所示：A01（圖1）a. D35： HRF1-8AD模擬量輸入模塊所在RS485網(wǎng)絡中的地址，我們可以理解為從站地址，例如D35H3031，即D35H30H、D35L31H，表示該從站地址是01號；b. D36：除00H、05H和D36數(shù)據(jù)外的所有數(shù)據(jù)累加和，并且僅取16bit的低位數(shù)據(jù)，同時轉(zhuǎn)換為ASIC碼。例如，求和計算結(jié)果為2345H，則D36H34H、D36L35H；2. 獲取HRF1-8AD 8個模擬量數(shù)據(jù)的通訊協(xié)議： 向HRF1-8AD發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，即從HRF1-8AD獲取8個模擬量數(shù)據(jù)組，解釋如下：a. ADRH、ADRL為讀取對應HRF1-8AD的地址；b. AD0HH、AD0H、AD0L、AD0LL為HRF1-8AD的第一個通道的數(shù)據(jù)、依次類推；SUMH、SUML為除00H、02H及SUMH、SUML外所有數(shù)據(jù)累加和，并且僅取16bit的低位數(shù)據(jù)，同時轉(zhuǎn)換為ASIC碼。例如，求和計算結(jié)果為7890H，則SUMH39H、SUML30H，獲取的數(shù)據(jù)組通訊協(xié)議如圖2所示：（圖2）A02 參數(shù)設置本模塊參數(shù)設置方式有兩種，手動設置方式和軟件參數(shù)組態(tài)方式。1 手動設置方式：通過撥碼開關(guān)SW1和跳線J3、J4進行手動設置，ON表示“0”，OFF表示“1”，（模塊內(nèi)部右上J3跳線針斷開為手動方式）見圖3所示：（圖3a） （圖3b） 模塊地址（SW1的15位）： 即地址A0A4，按二進制計算，對應地址為031。舉例如下：A0A1A2A3A4=00000，模塊地址為00H，即0；A0A1A2A3A4=10000，模塊地址為01H，即1；A0A1A2A3A4=01000，模塊地址為02H，即2； ；A0A1A2A3A4=01111，模塊地址為1EH，即30；A0A1A2A3A4=11111，模塊地址為1FH，即31； 通訊速率（SW1的68位）：即BPS0BPS2，對應速率范圍：1200115200bps，見表2所示： （表2）HR_BPS200001111HR_BPS100110011HR_BPS001010101波特率（ Kbps）1.22.44.89.619.238.457.6115.2 出廠設置通訊格式為：1位起始位、7位數(shù)據(jù)位、偶校驗、1位停止位，通訊控制協(xié)議為FOMAT1、有求和校驗。2 自動設置方式：（模塊內(nèi)部右上J3跳線針短接為自動方式）本模塊出廠設置為自動設置方式。在該方式下，所有SW1設置無效，主要參數(shù)如下：模塊地址：00H； 通訊格式：1位起始位、7位數(shù)據(jù)位、偶校驗、1位停止位A03通訊速率：38400bps； 通訊控制協(xié)議：FOMAT1、有求和校驗。也可使用HRX參數(shù)組態(tài)軟件重新設置，詳細見HRX參數(shù)組態(tài)軟件使用說明；3 輸入類型，見圖3b所示：W1W8跳線器對應輸入通道1CH8CH的電流、電壓輸入選擇。W1W8短接為020mA輸入、斷開為05V電壓輸入；舉例如下（見結(jié)構(gòu)框圖及輸入通道、連接示意圖）：1CH、2CH、3CH、4CH、8CH為電流輸入則應短接W1、W2、W3、W4、W8；5CH、6CH、7CH為電壓輸入，即W5、W6、W7應斷開。 結(jié)構(gòu)框圖及輸入通道、連接示意圖： （圖4） 輸入與數(shù)碼值關(guān)系 （見圖5所示）：（圖5）A04 調(diào)試說明： HRF18AD模擬量輸入模塊可采集05V、020mA或者15V、420mA標準模擬量輸入信號，由于該模塊基于8路12bit差分輸入方式，故在使用前進行調(diào)試有助于您更了解該模塊的工作特點。1 連接工作電源：本模塊工作電源為DC24V，單個模塊電流需求大約20mA，為了讓模塊能穩(wěn)定工作，適當留有一定電源余量是必要的。DC24V電源可以是PLC本機自帶的傳感器用電源（必須確保PLC工作的必須電源容量）、也可以是自配的其他直流電源，如用開關(guān)穩(wěn)壓電源必須保證電源品質(zhì)，如選擇紋波小、電磁輻射少的優(yōu)質(zhì)工業(yè)用穩(wěn)壓電源。電源連接后，如果模塊未連接到正在工作的RS485網(wǎng)絡上，則TXD紅色指示燈常亮、綠色RXD燈常滅，否則需要檢測電源、連接端子或者通訊連接線路了！2 連接RS 485通訊網(wǎng)絡：斷開模塊工作的DC24V電源，連接該模塊的TXD、RXD端子到RS485網(wǎng)絡，一般RS485網(wǎng)絡按A、B線連接，這里，我們可以將TXD端連接到A線、RXD連接到B線，如果系統(tǒng)工作并不正常，可能線路連接定義方式不同，你可以嘗試更換連接端子。如果你單獨進行調(diào)試，則需要配置一個RS 232/RS 485轉(zhuǎn)換器，目的是配合組態(tài)軟件、監(jiān)控軟件或者是HRX參數(shù)組態(tài)軟件通過計算機的串口讀取模塊參數(shù)、數(shù)據(jù)。3 輸入各信號到模塊端子：你可輸入各種模擬量信號到對應端子，例如：按圖4接入傳感器、信號回路。4 使用HRX調(diào)試：為了進行系統(tǒng)調(diào)試，必須先使用HRX參數(shù)組態(tài)軟件設置并測試好模塊所有參數(shù)； 運行HRX軟件并進入“HRF18AD模擬量采集模塊參數(shù)采集配置界面”，在該界面下，需要使用到兩種不同的通訊工作方式：“參數(shù)設置”方式和“在線采集”方式，它們主要區(qū)別在于：“參數(shù)設置”方式是按無校驗通訊格式修改模塊的各種工作參數(shù)，與模塊地址無關(guān)；“在線采集”方式是按參數(shù)設定通訊參數(shù)采集對應模塊地址的各模擬量輸入數(shù)據(jù)； 如果你沒有重新設置過通訊參數(shù)，則該模塊“參數(shù)設置”的通訊參數(shù)為：38400,n,8,1， “在線采集”的通訊參數(shù)為：38400,e,7,1，F(xiàn)ORMAT1、有SUM校驗，即該軟件的默認通訊值。每次修改模塊參數(shù)后需要修改對應的計算機通訊參數(shù)，否則將無法讀取模塊參數(shù)；A05確認正確接通模塊工作電源、通道信號和通訊連接后先置“參數(shù)設置”方式，并讀取參數(shù)，如能正常讀取模塊參數(shù)后，再置“在線采集”方式下，按“讀A/D”按鈕，將采集的所有通道數(shù)據(jù)顯示于對應的“當前”值欄；你可嘗試改變輸入信號，再讀取數(shù)據(jù)。按圖5所示的輸入值與數(shù)碼值的關(guān)系，看看對應數(shù)據(jù)是否正確。一般出廠時已經(jīng)按5配置了好補償值，如果輸入值與數(shù)碼值相差較大，可在“參數(shù)設置”方式下重新設置補償值。5 使用其他軟件調(diào)試； 使用其他組態(tài)軟件，例如：組態(tài)王、Citect等專業(yè)軟件監(jiān)視所采集的數(shù)據(jù)； 創(chuàng)建新的調(diào)試工程和連接設備：可選擇三菱Melsec-A Series（MELSEC）或者FX2N 485 PLC（即HRF18AD模塊相當于一個三菱PLC FX2N從設備）； 設置模塊地址和變量標簽：設置變量標簽為D0D7共8個，對應HRF18AD模塊V1V8輸入通道）。 也可同時掛接多個HRF18AD模塊，并分別組態(tài)參數(shù)； 創(chuàng)建新畫面和連接變量標簽； 編譯并運行測試工程，就可連續(xù)采集并顯示相應HRF18AD模塊的模擬量數(shù)據(jù)； 該方式適合工程投運前的局部調(diào)試或者同時對多個模塊進行調(diào)試。如果需要修改工作參數(shù)，則必須使用HRX參數(shù)組態(tài)軟件設置，但不需要設置的模塊必須脫離該RS485網(wǎng)絡，否則可能會修改所有連接該網(wǎng)絡模塊內(nèi)的參數(shù)，因此，該種方式最好在用HRX軟件參數(shù)組態(tài)完畢后進行；6 使用PLC調(diào)試；使用HRF18AD與PLC構(gòu)成系統(tǒng)時，往往需要使用PLC進行調(diào)試。 連接HRF18AD模塊和PLC的RS485通訊端（如果你有HRC1F模塊，則應連接HRC1F的TXD2、TXD2端，然后再連接TXD1、TXD1到PLC的RS485通訊口）； 如果有HRC1F則無需在PLC中編制軟件，否則必須按圖1、圖2編制PLC通訊軟件； 如果通訊工作正常，你可使用PLC的編程軟件進行PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)的在線監(jiān)視，看看對應模擬量通道對應的數(shù)據(jù)區(qū)是否有數(shù)據(jù)采集進來并在發(fā)生變化。 如果數(shù)據(jù)正常，則可以使用該數(shù)據(jù)進行各種，否則檢查通訊線路、驅(qū)動程序或者HRC1F、HRF18AD的各種參數(shù)是否匹配；A06 應用舉例：對于普通的數(shù)據(jù)采集、控制系統(tǒng)，過去往往采用采用計算機模擬量采集卡（近距離）或者計算機遠程模擬量采集模塊（近距離、遠距離），該方式一般僅用于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，因為系統(tǒng)可靠性將十分依賴于計算機自身的可靠性。由于PLC應用的拓展，很多工程成功的使用PLC構(gòu)成數(shù)據(jù)采集、控制系統(tǒng)。這主要是因為PLC系統(tǒng)不但可靠性高（這在大量的應用中得到證實），更由于有十分方便的軟件編程方法和調(diào)試工具，加上很多專業(yè)軟件公司推出通用工業(yè)組態(tài)軟件，很容易地將PLC系統(tǒng)擴展為高功能的分散式控制系統(tǒng)。即PLC完成數(shù)據(jù)采集、邏輯控制、調(diào)節(jié)控制、聯(lián)鎖報警等功能，而計算機則充分發(fā)揮其圖形處理、管理、報表打印等各種。作到任務分散、各負其責，提高系統(tǒng)可靠性。在這種方式下，應用者無需分心提高計算機軟件、核心作用的PLC可靠性，而專注于系統(tǒng)的可靠性、滿足工藝過程的合理性。即便你是一個軟件知識有限的設備管理人員或者是工程應用人員，你只要熟悉工藝要求，利用PLC計算機系統(tǒng)，也可完成相當規(guī)模、上檔次的控制系統(tǒng)。從以上方式看出，因PLC系統(tǒng)本身的可靠性并不依賴于計算機系統(tǒng)，即便是計算機系統(tǒng)故障或者崩潰，PLC系統(tǒng)仍然可完成數(shù)據(jù)采集、控制、聯(lián)鎖功能，因此，計算機由過去作為控制系統(tǒng)的主體逐漸退位到輔助位置或者作為人機對話的窗口，而PLC系統(tǒng)則上升為主要控制系統(tǒng)。 雖然可編程控制器（PLC或PC）的可靠性很高，它們處理開關(guān)量得心應手，但往往PLC系統(tǒng)的模擬量擴展模塊價格卻十分昂貴，并且受I/O點數(shù)限制，無法擴展更多的模擬量通道。例如：三菱FX系列PLC只能擴展32路模擬量輸入，且平均每通道價格在400600元左右，其他PLC的價格也相差不多，想低成本擴展更多的模擬量更是想也不敢奢想！ HRF1-8AD是一種性價比極高的多通道模擬量采集數(shù)據(jù)采集模塊，特別適合利用計算機、PLC作為遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 與普通模擬量采集模塊不同，HRF18AD既可以象普通模擬量采集模塊那樣掛接于計算機的RS485網(wǎng)絡上采集各種模擬量數(shù)據(jù)，也可以配合PLC的通訊網(wǎng)絡，將模擬量數(shù)據(jù)存入PLC內(nèi)存中，更可以通過HRC1F模塊自動將多至256路模擬量信號存入PLC指定內(nèi)存中（數(shù)據(jù)寄存器），而PLC中還無需編制通訊程序，十分方便用戶的使用。 采用HRF18AD模塊則可十分方便的擴展直到256路模擬量輸入，在同樣多的模擬量通道下，其價格僅僅是上述方式的50左右， 這樣，普通用戶能以極低成本、簡單的組態(tài)完成過去想都不敢想的多通道模擬量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。1 與HRC1F配合（見圖6所示）：A07（圖6）與HRC1F配合，打破PLC模擬量等擴展的限制，使小型PLC（包括某些不帶模擬量擴展功能的PLC）也可處理相當數(shù)量的模擬量，擴展了PLC模擬量輸入通道并提高數(shù)據(jù)采集速度，簡化PLC編程。工作原理：在該方式下，HRC1F同時與HRF18AD和PLC交換數(shù)據(jù)。即HRC1F一方面與所有的HRF18AD通訊，獲取模擬量數(shù)據(jù)。同時將獲取的模擬量數(shù)據(jù)成批傳入指定的PLC內(nèi)存中。而使用者無需額外編程。僅需從指定的數(shù)據(jù)寄存器中直接使用已經(jīng)存在的實時模擬量數(shù)據(jù)即可。配置實例：例如，一個工程需要采集64路壓力信號，采用FX2N32MR PLC，壓力信號均為兩線制420mA信號：配置的主要設備為：FX2N32MRRS485BD 1套，用于通訊、控制、聯(lián)鎖、報警；HRC1F 1套，用于連接PLC和模擬量采集模塊；HRF18AD 8套，用于采集壓力傳感器信號； 配置8個HRF18AD共計8864個模擬量輸入通道，利用HRX組態(tài)軟件設置HRC1F、HRF18AD的通訊參數(shù)。 在HRC1F中設置D100存入第一個通道的模擬量數(shù)據(jù)開始地址，模塊數(shù)量為8個；A08 設置HRC1F與HRF18AD的通訊參數(shù)為38400bps、偶校驗、FORMAT1、SUM校驗； 設置HRC1F與PLC的通訊參數(shù)為19200bps、偶校驗、FORMAT1、SUM校驗； 設置HRF18AD的模塊地址通訊參數(shù)也為38400bps、偶校驗、FORMAT1、SUM校驗； 連接PLC和HRC1F通訊端口和HRC1F到HRF18AD通訊端口； 利用FXGPWIN編程軟件設置FX2N32MR的D8120通訊參數(shù)為19200bps、偶校驗、FORMAT1、SUM校驗，D8121通訊站號為1； 系統(tǒng)運行時，PLC的D100D163數(shù)據(jù)寄存器就自動獲得8個HRF18AD所對應的共計64個壓力數(shù)據(jù)。 本例子中也可混合使用HRF18AD、HRF18DA模塊；設置說明：因采用FX485BD模塊自動獲取數(shù)據(jù)，故必須對PLC對特殊寄存器D8120、D8121進行配置：FX485BD工作參數(shù)如下：數(shù)據(jù)長度：7位；校驗位：Even；停止位：1位；通訊速率：19200Bps（最大可到38400bps D8120值為K16550）；通訊協(xié)議：LINK通訊接口：RS485數(shù)目檢查：YES；控制程序：Format1；我們可以采用兩種方式設置D8120通訊寄存器：方式1： 在FXGP/WIN編程軟件的PLC菜單欄中通訊口D8120 中設置（必須連接于PLC在編程接口上）；方式2： 在PLC程序開始時的一次性初始化命令（例如M8002接通 時）時傳送數(shù)據(jù)到D8120和D8121特殊寄存器去。即： MOV K24726 D8120 （設置通訊參數(shù) 對應19200bps、偶校驗、FORMAT1、SUM校驗） MOV K1 D8121 （設置PLC站號為1號）兩種方式均可，建議采用方式2，可確保一勞永逸！在第一次設置D8120后，須切斷PLC電源，等待1分鐘后再次上電，PLC將工作于該通訊設置方式下了！A09PLC程序處理：由于指定的PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)已經(jīng)自動存儲采集的數(shù)據(jù)，因此，無需對PLC采用FOR TO 指令獲得數(shù)據(jù)?？晒?jié)約資源、提高處理速度。例如：0通道數(shù)據(jù)為D100，420mA，對應數(shù)碼為04095。 連接線路說明：本系統(tǒng)可配置冗余環(huán)網(wǎng)，但布線需要考慮線路走向。即最好RXD2作為原發(fā)端并依次連接各HRF18AD模塊，然后從最后一個模塊單獨走線并連接到HRC1F的TXD2端，這樣可確保某段線路損壞也可保持通訊線路暢通。HRC1F安裝于PLC附近，考慮FX485BD驅(qū)動能力有限，不要相距太遠 （30米）；HRC1F與HRF18AD之間連接電纜建議采用標準工業(yè)用帶屏蔽雙絞線（例如用于現(xiàn)場通訊連接的電纜、PROFIBUS）。在57600Bps下保證連接電纜總長小于500米。若有通訊干擾，可嘗試在通訊終（中）段并接130歐母左右的電阻。 如果外埋設于公路、鐵路并穿越之則必須加強電纜強度，例如帶鎧裝電纜和鋼管保護?？諘绲刈⒁夥览讚?！盡量避免與強電線路共穿一根管及平行布線。遠避高頻干擾源！注意事項：在設置了D100地址后，D100D163范圍為模擬量采集數(shù)據(jù)區(qū)，故其他應用程序不能再使用該范圍寄存器，否則可能出現(xiàn)意想不到的結(jié)果。2 與組態(tài)軟件配合，完成低成本數(shù)據(jù)采集任務，見圖7所示： 計算機安裝組態(tài)軟件，例如：FIX、Citect、組態(tài)王等監(jiān)控軟件后，可利用計算機串行通訊口轉(zhuǎn)485模塊，完成計算機到HRF18AD模塊的數(shù)據(jù)自動采集。配置實例：例如，一個工程需要采集128路溫度信號，采用FX2N32MR PLC，溫度信號均為兩線制420mA信號，配置的主要設備為：計算機系統(tǒng) 1套，用于采集、管理信息；RS232轉(zhuǎn)RS485 1套，用于計算機串口和模擬量采集模塊；HRF18AD 16套，用于采集溫度傳感變送器信號； 配置16個HRF18AD共計816128個模擬量輸入通道，利用HRX組態(tài)軟件設置HRF18AD 的通訊參數(shù)。 如果使用Citect組態(tài)軟件，則設置計算機與HRF18AD的通訊參數(shù)為38400bps、偶校驗、FORMAT1、 SUM校驗，I/O設備為三菱Melsec-A Series（MELSEC）；A10如果使用組態(tài)王組態(tài)軟件，則設置計算機與HRF18AD的通訊參數(shù)為38400bps、偶校驗、FORMAT4、SUM校驗，新設備為三菱FX2N 485設備；如使用昆侖通態(tài)組態(tài)軟件，則設置計算機與HRF18AD的通訊參數(shù)為38400bps、偶校驗、 FORMAT1、無SUM校驗，I/O設備為三菱FX2N 485設備； 依次增加設備地址，注意：每個模塊將占用一個地址號，數(shù)據(jù)地址依次為D0D7對應1CH8CH的模擬量輸入。 編制畫面并聯(lián)接變量標簽，然后編譯運行； 設置HRF18AD的模塊地址通訊參數(shù)也為38400bps、偶校驗、FORMAT1、SUM校驗； 系統(tǒng)運行時，聯(lián)接計算機的各I/O設備所對應的標簽就自動獲得16個HRF18AD所對應的共計128個溫度數(shù)據(jù)。 計算機通訊與HRF18AD通訊速率典型值為19.2Kbps，也可以設置為115.2Kbps以提高數(shù)據(jù)采集速度，但連接距離將變短。 本例子中也可混合使用HRF18AD、HRF18DA模塊； （圖7）3 直接連接PLC通訊接口：該方式需要對PLC進行相應編程，以分時獲取HRF18AD數(shù)據(jù)并可節(jié)省一個HRC1F通訊轉(zhuǎn)換模塊，成本較低，但程序編制量大，會占用PLC的一部份資源。由于PLC通訊速度及循環(huán)掃描時間的限制，數(shù)據(jù)采集速度可能會較慢。配置實例：例如，一個工程需要采集32路電流、32路電壓信號，采用FX2N48MR PLC，電流、電壓信號均為兩線制420mA信號：配置的主要設備為：FX2N48MRRS485BD 1套，用于通訊、控制、聯(lián)鎖、報警；HRF18AD 8套，用于采集電壓、電流傳感器信號； 配置6個HRF18AD共計8864個模擬量輸入通道，利用HRX組態(tài)軟件設置HRF18AD的通訊參數(shù)，通訊參數(shù)為19200bps、偶校驗、FORMAT1、SUM校驗；A11 在FX2N-48MT中定義D200存入第一個通道的模擬量數(shù)據(jù)開始地址，由于模塊數(shù)量為8個故D263即為第64個模擬量地址； 在PLC程序中或者利用編程軟件設置D8120特殊寄存器的通訊參數(shù)為通訊參數(shù)為19200bps