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顺源最新推出低成本小体积数据采集器/隔离放大器/隔离变送器

ISO 4021系列产品实现传感器和主机之间的信号采集，用以检测模拟信号或控制远程设备。通过软件的配置，可用于多种传感器类型，包括：模拟信号输入，模拟信号输出，和数字信号输入/输出（I/O），ISO 4021系列产品可应用在 RS-232/485总线工业自动化控制系统，mA / V信号测量、监视和控制，小信号的测量以及工业现场信号隔离及长线传输等等。

产品包括电源隔离，信号隔离、线性化，A/D转换和RS- 485串行通信。每个串口最多可接256只 ISO 4021系列模块，通讯方式采用ASCII码通讯协议或MODBUS RTU通讯协议，其指令集兼容于ADAM模块，波特率可由代码设置，能与其他厂家的控制模块挂在同一RS-485总线上，便于计算机编程。

ISO 4021系列产品是基于单片机的智能监测和控制系统，所有的用户设定的校准值，地址，波特率，数据格式，校验和状态等配置信息都储存在非易失性存储器EEPROM里。

ISO 4021系列产品按工业标准设计、制造，信号输入 / 输出之间隔离，可承受3000VDC隔离电压，抗干扰能力强，可靠性高。工作温度范围- 45℃～+85℃。

产品特点：

● 低成本、小体积模块化设计● 模拟信号采集，隔离转换 RS-485/232输出

● 测量精度优于0.05%

● RS-杀蚤驱虫485/232输出，可以程控校准模块精度

● 信号输入 / 输出之间隔离耐压3000VDC

● 宽电源供电范围：8 ~ 50VDC

● 可靠性高，编程方便，易于安装和布线

● 用户可编程设置模块地址、波特率等

● 支持Modbus RTU 通讯协议

典型应用：

● 加速创新信号测量、监视和控制

● 智能楼宇控制、安防工程等应用系统

● RS-232/485总线工业自动化控制系统

● 工业现场信号隔离及长线传输

● 设备运行监视

● 传感器信号的测量

● 工业现场数据的获取与记录

● 医疗、工控产品开发

● mA信号采集

1、 通讯协议

通讯接口： 1路标准的RS-485通讯接口和1路标准的RS-232通讯接口。

通讯协议： 支持两种协议，ASCII字符协议和MODBUS RTU通讯协议。可通过编程设定使用那种通讯协议，能实现与多种品牌的PLC、RTU或计算机监控系统进行络通讯。

数据格式：10位。1位起始位，8位数据位，1位停止位。

通讯地址：（00H-FFH）和波特率（300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400bps）均可设定；通讯络最长距离可达1200米，通过双绞屏蔽电缆连接。通讯接口高抗干扰设计， 15KV ESD保护，通信响应时间小于100mS。

2、 抗干扰

可根据需要设置校验和。模块内部有瞬态抑制二极管，可以有效抑制各种浪涌脉冲，保护模块，内部的数字滤波，也可以很好的抑制来自电的工频干扰。

ISO 4021 通用参数

(typical @ +25℃，Vs为24VDC)

输入类型： 电流输入 / 电压输入

精 度： 0.05%

输入失调： 0.1 uA/℃

温度漂移： 15 ppm/℃ ( 30 ppm/℃, 最大)

输入电阻： 50 (mA/mA/0- 20mA电流输入)

100 (mA/0- 10mA电流输入)

1K (mA/0- 1mA电流输入)

大于1M (电压输入)

带 宽： -3 dB 10 Hz

转换速率： 10 Sps

共模抑制(CMR)： 120 dB（1k Source Imbalance @ 50/60 Hz）

常模抑制(NMR)： 60 dB （1k Source Imbalance @ 50/60 Hz）

输入端保护： 过压保护，过流保护

通 讯： 协议 RS485 或 RS232 标准字符协议 和Modbus RTU通讯协议

波特率（300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400bps）可软件选择

地址（0～255）可软件选择

通讯响应时间：100 ms 最大

工作电源： +8 ~ 50 VDC宽供电范围，内部有防反接和过压保护电路

功率消耗： 小于1W

工作温度： - 25 ~ +70℃

工作湿度： 10 ~ 90% (无凝露)

存储温度： - 45 ~ +80℃

存储湿度： 10 ~ 95% (无凝露)

隔离耐压： 输入与输出之间： 3KVDC，1分钟，漏电流 1mA

其中输出和电源共地。

耐冲击电压： 3KVDC， 1.2/50us(峰值)

外形尺寸： 83 mm x 37 mm x 51mm

初始化ISO 4021模块

所有的ISO 4021模块，如果使用 RS-485络，必须分配一个独一无二的地址代码，地址代码取值为16进制数在00和FF之间。但是，所有全新的ISO 4021模块都使用一个工厂的初始设置，如下所示：

地址代码为01

波特率9600 bps

禁止校验和

由于新模块的地址代码都是一样的，他们的地址将会和其他模块矛盾，所以当你组建系统时，你必须重新配置每一个模拟输入模块地址。可以在接好ISO 4021模块电源线和RS485通讯线后，通过配置命令来修改ISO 4021模块的地址。波特率，校验和状态，通讯协议也需要根据用户的要求而调整。而在修改波特率，校验和状态，通讯协议之前，必须让模块先进入缺省状态，否则无法修改。

让模块进入缺省蒸馏器状态的方法：

ISO 4021模块都有一个特殊的标为CONFIG的管脚。将CONFIG管脚短路接到地线(GND管脚)后，再接通电源，此时模块进入缺省状态。在这个状态时，模块的配置如下：

地址代码为00

波特率9600 bps

禁止校验和

这时，可以通过配置命令来修改ISO 4021模块的波特率，校验和状态等参数，通过设置模块的通讯协议命令来选择通讯协议。在不确定某个模块的具体配置时，也可以通过安装配置跳线，使模块进入缺省状态，再对模块进行重新配置。如果用户需要将模块设置为Modbus RTU通讯协议，请看MODBUS通讯协议章节的有关说明。

ISO 4021命令集

命令由一系列字符组成，如首码、地址ID，变量、可选校验和字节和一个用以显示命令结束符(cr)。主机除了带通配符地址 ** 的同步的命令之外，一次只指挥一个ISO 4021模块。

命令格式：(Leading Code)(Addr)(Command)[data][checksum](cr)

(Leading code) 首码是命令中的第一个字母。所有命令都需要一个命令首码，如%,$,#,@,...等。 1- 字符

(Addr) 模块的地址代码, 如果下面没有指定，取值范围从 00～FF (十六进制)。 2- 字符

(Command) 显示的是命令代码或变量值。 变量长度

[data] 一些输出命令需要的数据。 变量长度

[checksum] 括号中的Checksum（校验和）显示的是可选参数，只有在启用校验和时，才需要此选项。 2- 字符

(cr) 识别用的一个控制代码符，(cr)作为回车结束符，它的值为0x0D。 1- 字符

当启用校验和(checksum)时，就需要[Checksum]。它占2-字符。命令和应答都必须附加校验和特性。校验和用来检查所有输入命令，来帮助你发现主机到模块命令错误和模块到主机响应的错误。校验和字符放置在命令或响应字符之后，回车符之前。

计算方法：两个字符，十六进制数，为之前所发所有字符的ASCII码数值之和，然后与十六进制数0xFF相与所得。

应用举例：禁止校验和(checksum)

用户命令 $002(cr)

模块应答 ! (cr)

启用校验和(checksum)

用户命令 $002B6 (cr)

模块应答 ! A9 (cr)

$ = 0x24 0 = 0x30 2 = 0x32

B6=(0x24+0x30+0x30+0x32) AND 0xFF

! = 0x21 0 = 0x30 2 = 0x32 6 = 0x36

A9=(0x21+0x30+0x30+0x30+0x32+0x30+0x36+0x30+0x30) AND 0xFF

常用模拟输入模块命令：

1、读模拟输入模块数据

2、读通道N模拟输入模块数据

3、配置模块

4、读配置状态

5、偏移校准

6、满刻度校准

7、读模块名称

8、启用或禁止通道命令

9、读通道状态命令

10、设置通讯协议命令

命令的应答 ：

应答信息取决于各种各样的命令。应答也由几个字符组成，包括首代码，变量和结束标识符。应答信号的首代码有两种， ! 或 表示有效的命令而 ? 则代表无效。通过检查应答信息，可以监测命令是否有效

注意：1、在一些情况下，许多命令用相同的命令语法。要确保你用的地址在一个命令中是正确的，假如你用错误的地址，而这个地址代表着另一个模块，那么命令会在另一个模块生效，因此产生错误。

2、必须用大写字母输入命令。

1、读模拟输入模块数据命令

说 明：以当前配置的数据格式，从模拟输入模块中读回所有通道模拟输入数据。

命令语法：#AA(cr)

参数说明：# 分界符。

AA 模块地址，取值范围 00～FF(十六进制)。

(cr) 结束符，上位机回车键（0DH）。

响应语法： (data)(cr) 命令有效。

?AA(cr) 命令无效或非法操作。

参数说明： 分界符。

(data) 代表读回的所有通道数据。数据格式可以是工程单位，FSR的百分比，16进制补码，或者ohms。详细说明见命令集第3条。

(cr) 结束符，上位机回车键（0DH）。

其他说明：假如语法错误或通讯错误或地址不存在，模块不响应。

如果某个通道已经被关闭，那么读出的数据显示为空格字符。

应用举例： 用户命令 #23(cr)

模块应答 +04.765+04.756 (cr)

说 明：在地址23H模块上输入是（数据格式是工程单位）：

通道0：+04.765mA 通道1：+04.756mA

2、读通道N模拟输入模块数据命令

说 明：以当前配置的数据格式，从模拟输入模块中读回通道N的模拟输入数据。

命令语法：#AAN(cr)

参数说明：# 分界符。

AA 模块地址，取值范围 00～FF(十六进制)。

N 通道代号 0或1

(cr) 结束符，上位机回车键（0DH）。

响应语法： (data)(cr) 命令有效。

?AA(cr) 命令无效或非法操作或通道被关闭。

参数说明： 分界符。

(data) 代表读回的通道N的数据。数据格式可以是工程单位，FSR的百分比，16进制补码，或者ohms。详细说明见命令集第3条。

(cr) 结束符，上位机回车键（0DH）。

其他说明：假如语法错误或通讯错误或地址不存在，模块不响应。

应用举例： 用户命令 #230(cr)

模块应答 +04.632 (cr)

说 明：在地址23H模块上 通道0的输入是 +04.632mA（数据格式是工程单位）。

3、配置模拟输入模块命令

说 明：对一个模拟输入模块设置地址，输入范围，波特率，数据格式，校验和状态。配置信息储存在非易失性存储器EEPROM里。

命令语法：%AANNTTCCFF(cr)

参数说明：% 分界符。

AA 模块地址，取值范围 00～FF(十六进制）

NN 代表新的模块16进制地址，数值NN的范围从00到FF。

TT 用16进制代表类型编码。 ISO 4021产品必须设置为00。

CC 用16进制代表波特率编码。

波特率代码

波特率

01

300 baud

02

600 baud

03

1200 baud

04

2400 baud

05

4800 baud

06

9600 baud

07

19200 baud 08

38400 baud

表2. 波特率代码

FF 用16进制的8位代表数据格式，校验和。注意从bits2 到bits5不用必须设置为零。

Bit7

Bit 6

Bit 5

Bit 4

Bit 3

Bit2

Bit 1

Bit 0

根据相干公式分别计算纸张的抗张强度、断裂长、抗张指数、断裂时伸长率、抗张能量吸收、抗张能量吸收指数、弹性模量等相干参数

表3. 数据格式，校验和代码

Bit7：保留位，必须设置为零

Bit6：校验和状态，为0：禁止； 为1：允许

Bit5-bit2：不用，必须设置为零。

Bit1-bit0：数据格式位。

00：工程单位(Engineering Units)

01：满刻度的百分比(% of FSR)

10：16进制的补码(Twos complement)

11：欧姆(ohms)(仅热电阻产品可设置)

(cr) 结束符，上位机回车键（0DH）。

响应语法：!AA(cr) 命令有效。

?AA(cr) 命令无效或非法操作，或在改变波特率或校验和前，没有安装配置跳线。

参数说明：! 分界符，表示命令有效。

? 分界符，表示命令无效。

AA 代表输入模块地址

(cr) 结束符，上位机回车键（0DH）。

其他说明：假如你第一次配置模块，AA=00、 NN等于新的地址。假如重新配置模块改变地址、输入范围、数据格式，AA等于当前已配置的地址，NN等于当前的或新的地址。假如要重新配置模块改变波特率或校验和状态，则必须安装配置跳线，使模块进入缺省状态，此时模块地址为00H，即 AA=00H，NN等于当前的或新的地址。

假如语法错误或通讯错误或地址不存在，模块不响应。

应用举例： 用户命令 %(cr)

模块应答 !11(cr)

说 明：% 分界符。

00 表示你想配置的模拟输入模块原始地址为00H。

11 表示新的模块16进制地址为11H。

00 类型代码，ISO 4021产品必须设置为00。

06 表示波特率9600 baud。

00 表示数据格式为工程单位，禁止校验和。

4、读配置状态命令

说 明： 对指定一个模拟输入模块读配置。

命令语法：$AA2(cr)

参数说明：$ 分界符。

AA 模块地址，取值范围 00～FF(十六进制)。2 表示读配置状态命令

(cr) 结束符，上位机回车键（0DH）。

响应语法：!AATTCCFF(cr) 命令有效。

?AA(cr) 命令无效或非法操作。

参数说明：! 分界符。

AA 代表输入模块地址。

TT 代表类型编码。

CC 代表波特率编码。见表3

FF 见表4

(cr) 结束符，上位机回车键（0DH）。

其他说明：假如语法错误或通讯错误或地址不存在，模块不响应。

应用举例： 用户命令 $302(cr)

模块应答 !300F0600(cr)

说 明：! 分界符。

30 表示模拟输入模块地址为30H 。

00 表示输入类型代码。

06 表示波特率9600 baud。

00 表示数据格式为工程单位，禁止校验和。

5、偏移校准命令

说 明：校准一个输入模块通道N的偏移。

命令语法：$AA1N(cr)

参数说明：$ 分界符。

AA 模块地址，取值范围 00～FF(十六进制)。

1 表示偏移校准命令。

N 通道代号 0～1

(cr) 结束符，上位机回车键（0DH）。

响应语法：! AA (cr) 命令有效。

?AA(cr) 命令无效或非法操作。

参数说明：! 分界符，表示命令有效。

? 分界符，表示命令无效。

AA 代表输入模块地址

(cr) 结束符，上位机回车键（0DH）。

其他说明：产品出厂时已经校准，用户无需校准即可直接使用。

当对一个模拟输入模块校准时，先校准偏移命令后，再校准增益。

在校准时，模拟输入模块需在要校准的通道上连上合适的输入信号。不同的输入范围需要不同的输入电压或电流。具体校准方法请看校准模块章节。

假如语法错误或通讯错误或地址不存在，模块不响应。

应用举例： 用户命令 $2310(cr)

模块应答 !23(cr)

说 明：对地址23H模块的通道0进行偏移校准。

6、增益校准命令

说明：校准一个输入模块通道N的增益。

命令语法：$AA0N(cr)

参数说明：$ 分界符。

AA 模块地址，取值范围 00～FF(十六进制)。

0 表示增益校准命令。

N 通道代号 0～1

(cr) 结束符，上位机回车键（0DH）。

响应语法：!AA(cr) 命令有效。

?AA(cr) 命令无效或非法操作。

参数说明：! 分界符，表示命令有效。

? 分界符，表示命令无效。

AA 代表输入模块地址

(cr) 结束符，上位机回车键（0DH）。

其他说明：产品出厂时已经校准，用户无需校准即可直接使用。

当对一个模拟输入模块校准时，先校准偏移后，再校准增益。

在校准时，模拟输入模块需在要校准的通道上连上合适的输入信号。不同的输入范围需要不同的输入电压或电流。具体校准方法请看校准模块章节。

假如语法错误或通讯错误或地址不存在，模块不响应。

应用举例： 用户命令 $2303(cr)

模块应答 !23(c使得氧原子能够快速进入材料内部；杂质元素Or)

说 明：对地址23H模块的通道3进行增益校准。

7、读模块名称命令

说明：对指定一个模拟输入模块读模块名称。

命令语法：$AAM(cr)

参数说明：$ 分界符。

AA 模块地址，取值范围 00～FF(十六进制)。

M 表示读模块名称命令

(cr) 结束符，上位机回车键（0DH）。

响应语法：!AA(ModuleName)(cr) 命令有效。

?AA(cr) 命令无效或非法操作

参数说明：! 分界符，表示命令有效。

? 分界符，表示命令无效。

AA 代表输入模块地址。

(ModuleName) 模块名称可以为ISOADA08、ISO 4021或ISO4014等等，代表你使用的模块型号

(cr) 结束符，上位机回车键（0DH）。

其他说明：假如语法错误或通讯错误或地址不存在，模块不响应。

应用举例： 用户命令 $08M(cr)

模块应答 !08ISO 4021 (cr)

说 明：在地址08H模块为ISO 4021。

8、启用或禁止通道命令

说明：对指定一个模拟输入模块发送启动或禁止模块的数据采集通道命令。

命令语法：$AA5VV(cr)

参数说明：$ 分界符。

AA 模块地址，取值范围 00～FF(十六进制)。

5 表示启动或禁止模块的数据采集通道命令

VV 两个16进制数，第一个数的3~0位代表7~4通道

第二个数的3~0位代表3~0通道

位值为 0：禁止通道

位值为 1：启用通道

(cr) 结束符，上位机回车键（0DH）。

响应语法：!AA(cr)轻工涂料 命令有效。

?AA(cr) 命令无效或非法操作

参数说明：! 分界符，表示命令有效。

? 分界符，表示命令无效。

AA 代表输入模块地址。

(cr) 结束符，上位机回车键（0DH）。

其他说明：假如语法错误或通讯错误或地址不存在，模块不响应。

应用举例： 用户命令 $08501(cr)

模块应答 !08 (cr)

说 明： 设置通道值为0x01。

0即0000，表示，禁止通道7，6，5和4。

1即0001，表示启用通道0，禁止通道3，2和1。

9、读通道状态命令<化工原料/p>

说明：对指定一个模拟输入模块发送读通道状态命令。

命令语法：$AA6(cr)

参数说明：$ 分界符。

AA 模块地址，取值范围 00～FF(十六进制)。

6 表示读通道状态命令

(cr) 结束符，上位机回车键（0DH）。

响应语法：!AAVV(cr) 命令有效。

?AA(cr) 命令无效或非法操作

参数说明：! 分界符，表示命令有效。

? 分界符，表示命令无效。

AA 代表输入模块地址。

VV 两个16进制数，第一个数的3~0位代表7~4通道

第二个数的3~0位代表3~0通道

位值为 0：禁止通道

位值为 1：启用通道

(cr) 结束符，上位机回车键（0DH）。

其他说明：假如语法错误或通讯错误或地址不存在，模块不响应。

应用举例： 用户命令 $186 (cr)

模块应答 !1803(cr)

说 明：当前通道状态值为0x03。

0x03即0000和0011，表示地址18H的模块所有通道都已经启用。

10、设置通讯协议命令

说明：设置模块的通讯协议为命令集定义的字符协议或者Modbus RTU协议。

命令语法：$AAPV(cr)

参数说明：$ 分界符。

AA 模块地址，取值范围 00～FF(十六进制)。

P 表示设置通讯协议命令

V 协议代号，可为0或1

0：命令集定义的字符协议

1：Modbus RTU协议

(cr) 结束符，上位机回车键（0DH）。

响应语法：!AA(cr) 命令有效。

?AA(cr) 命令无效或非法操作

参数说明：! 分界符，表示命令有效。

? 分界符，表示命令无效。

AA 代表输入模块地址。

(cr) 结束符，上位机回车键（0DH）。

其他说明：假如语法错误或通讯错误或地址不存在，模块不响应。

设置通讯协议命令必须在缺省状态下才会有效。

应用举例1： 用户命令 $00P1(cr)

模块应答 !00 (cr)

说 明： 设置通讯协议为Modbus RTU协议。

应用举例2： 用户命令 $00P0(cr)

模块应答 !00 (cr)

说 明： 设置通讯协议为命令集定义的字符协议。

输入范围和数据格式：

模拟输入模块使用了4种数据格式：

00：工程单位(Engineering Units)

01：满刻度的百分比(% of FSR)

10：16进制的补码(Twos complement)

11：欧姆(ohms)(仅热电阻产品可设置)