功能簡(jiǎn)介
IPAM-3402是混合I/O數(shù)據(jù)采集模塊，具有4路的AI差分通道，每一組差分通道也可配置為2路的單端輸入通道，以滿足不同場(chǎng)合需求，適用于采集工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種電壓和電流信號(hào)；模塊還具有2路的AO通道，可控制輸出，也可進(jìn)行同步輸出；模塊還具有2路DI和2路DO通道，其中2路DI可配置為計(jì)數(shù)器功能。
1.1 光電隔離
IPAM-3402產(chǎn)品針對(duì)工業(yè)應(yīng)用設(shè)計(jì)，在模塊內(nèi)部輸入輸出單元之間采用光電隔離，并對(duì)輸入信號(hào)采取濾波措施，大的降低了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)干擾對(duì)模塊正常運(yùn)行的影響，使模塊具有良好的性。 RS-485通訊接口隔離
1.2 電源隔離
通過DC-DC變換，實(shí)現(xiàn)模擬量輸入輸出電路、數(shù)字量輸入輸出控制電路和微控制器主控電路電源隔離，與光電隔離一起實(shí)現(xiàn)的電氣隔離，同時(shí)抑制模擬電路和數(shù)字電路的噪聲串?dāng)_，EMC特性。值輸出和通道控制
1.3 RS-485通訊借口隔離
IPAM系列采集模塊的RS-485通訊接口都采用專門的電路進(jìn)行電源隔離和電氣隔離，RS-485接口芯片和主控電路隔離，隔離電壓2500VDC。模塊還具備專門的總線保護(hù)電路，模塊通訊接口穩(wěn)定。
1.4 通嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和看門狗電路
IPAM-3402產(chǎn)品中采用了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和看門狗電路。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)可以允許同時(shí)運(yùn)行多個(gè)任務(wù)。看門狗電路在系統(tǒng)跑飛時(shí)將系統(tǒng)重新啟動(dòng)。這些特點(diǎn)使得系統(tǒng)更加穩(wěn)定。
1.5 通道控制
1.5.1 AI通道控制
IPAM-3402具有4路模擬量差分輸入通道，通過配置軟件，每一組差分通道也可配置為2路的單端輸入通道，也可同時(shí)使能。單端輸入通道和差分輸入通道共用接線端子，可以看成是12個(gè)模擬量輸入通道，AI0~AI7為單端輸入通道，AI8~AI11為差分輸入通道。單端輸入通道AI0、AI1組成差分輸入通道AI8，其中AI0為正輸入端，AI1為負(fù)信號(hào)輸入端，以此類推，AI2～AI7每2個(gè)單端通道分別組成一個(gè)差分通道AI9～AI11。IPAM-3402每1ms對(duì)一個(gè)通道進(jìn)行采樣，可通過軟件配置使能或禁止通道采樣，關(guān)閉沒有用到的輸入通道，以指定通道的采樣速度。例如，只使能差分通道AI8時(shí)，采樣速率可達(dá)1000Hz。模擬量輸入通道可以采集-10V～+10V的電壓信號(hào)，采集電流信號(hào)時(shí)，需要外接一個(gè)精密采樣電阻，然后將測(cè)得的電壓值轉(zhuǎn)換為電流值。
1.5.2 AO通道控制
IPAM-3402還具有2路的模擬量輸出通道，可通過配置軟件配置為電壓輸出（0～10V）或電流輸出（0～20mA或4～20mA）。2個(gè)模擬量輸出通道都為1its分辨率，達(dá)0.1%。IPAM-3402的模擬量輸出通道具有輸出、緊急輸出和斜率輸出功能，2個(gè)通道還可以進(jìn)行同步輸出。每個(gè)通道可通過軟件配置參數(shù)以及控制通道的使能或禁止，當(dāng)模塊上電后未與主機(jī)通訊或者AO通道禁止時(shí)，對(duì)應(yīng)的AO通道將以設(shè)置的輸出值輸出，以保護(hù)被控設(shè)備的。當(dāng)模塊AO通道使能了緊急輸出功能，并且數(shù)字量輸入DI端口輸入值與設(shè)置的匹配電平一致時(shí)，對(duì)應(yīng)的AO通道將以設(shè)置的緊急輸出值輸出。
1.5.3 DI通道控制
IPAM-3402具有2路的數(shù)字量輸入通道，可以通過配置軟件配置為普通DI輸入模式、AO輸出匹配模式或計(jì)數(shù)器模式。當(dāng)配置為AO輸出匹配模式時(shí)，即使能了對(duì)應(yīng)AO通道的緊急輸出功能。配置為計(jì)數(shù)器模式時(shí)，即使能計(jì)數(shù)器功能，對(duì)應(yīng)的DI通道將對(duì)該端口上的負(fù)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，輸入脈沖頻率應(yīng)小于200Hz。當(dāng)DI通道配置為普通DI輸入模式時(shí)，即禁止該通道對(duì)應(yīng)的AO通道的匹配輸出功能和計(jì)數(shù)功能。
1.5.4 DO通道控制
IPAM-3402還具有2路的數(shù)字量輸出通道，可以設(shè)置為由用戶控制輸出或指示模擬量輸入通道的限狀態(tài)。通過配置軟件，每個(gè)模擬量輸入通道的上、下限值可配置，通道的限報(bào)警功能可使能或禁止。當(dāng)有1路或多路的模擬量輸入通道設(shè)置為使能限報(bào)警，對(duì)應(yīng)的DO輸出端口即被設(shè)置為限指示狀態(tài)。DO0對(duì)應(yīng)于模擬量輸入下限限報(bào)警，DO1對(duì)應(yīng)于模擬量輸入上限限報(bào)警。通道限報(bào)警輸出的輸出值也可通過軟件進(jìn)行配置，選擇報(bào)警輸出時(shí)輸出高電平或低電平，使得用戶的控制更加簡(jiǎn)便。
1.6 通訊協(xié)議
IPAM-3402支持標(biāo)準(zhǔn)的Modbus協(xié)議和一套自定義的ASCII協(xié)議命令，通過配置軟件可以實(shí)現(xiàn)Modbus-RTU、Modbus-ASCII和Custom-ASIII三種傳輸模式的協(xié)議轉(zhuǎn)換，適用于廣泛的分布控制系統(tǒng)。
1.7 通信參數(shù)設(shè)置
IPAM系列模塊的通信參數(shù)如：設(shè)備地址、通訊協(xié)議、波特率、數(shù)據(jù)位長(zhǎng)度和奇偶校驗(yàn)方式等都是保存在模塊的E2PROM中，用戶可以利用配置軟件通過RS-485接口進(jìn)行遠(yuǎn)程配置。用戶先需要知道該模塊的參數(shù)配置。由于模塊沒有諸如撥碼開關(guān)之類的硬件設(shè)置來指示此時(shí)的參數(shù)配置，可能會(huì)存在用戶忘了某個(gè)IPAM模塊的通信參數(shù)的情況。為了解決此問題，每個(gè)IPAM模塊都有一個(gè)硬件使能輸入端子CFG。將此端子連接到GND后，給模塊重新上電或復(fù)位，模塊的通信參數(shù)處于確定的狀態(tài)：
¨ 地址：1
¨ 波特率：9600bps
¨ 通信協(xié)議傳輸模式：-RTU
¨ 數(shù)據(jù)格式：無奇偶校驗(yàn)，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位
將CFG端子與GND短接，模塊用以上確定的通信參數(shù)進(jìn)行初始化，并不會(huì)改變E2PROM中保存的配置參數(shù)。但只有在這個(gè)條件下，通信配置參數(shù)才可以進(jìn)行修改。通信參數(shù)修改后，須把CFG端與GND斷開連接后，給模塊重上電或通過軟件復(fù)位模塊，配置的通信參數(shù)才生效。
2. 硬件結(jié)構(gòu)
IPAM-3402模塊要由電源、隔離電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字量輸入電路、數(shù)字量輸出電路、RS-485隔離通訊接口以及MCU等組成。模塊的微控制器采用32位RISC的ARM芯片，具有快速的數(shù)據(jù)處理能力，并采用了看門狗電路，可以在出現(xiàn)意外時(shí)將系統(tǒng)重新啟動(dòng)，使得系統(tǒng)更加穩(wěn)定，可以應(yīng)用在和度的應(yīng)用環(huán)境中。
IPAM-3402針對(duì)工業(yè)應(yīng)用設(shè)計(jì)，在內(nèi)部輸入輸出單元與控制單元之間采用光電隔離，并對(duì)輸入信號(hào)采取濾波措施，大降低了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)干擾對(duì)模塊正常運(yùn)行的影響，使模塊具有良好的性。采用帶隔離的RS-485通信接口，可以避免工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)對(duì)微控制器通訊接口的影響，并具有D、過壓、過流保護(hù)。
