RS485数据采集模块 IPAM-7404

1. 功能简介

IPAM-7404是具有计数、测频功能的数据采集模块，具有4路的计数/测频通道，包括2路隔离输入和2路非隔离输入通道，以满足不同场合需求，适用于采集工业现场的脉冲信号；模块还具有4路的DI通道，也是包括2路隔离输入和2路非隔离输入通道，可配置成计数/测频通道的门控输入信号；模块还具有4路非隔离DO通道，可配置为匹配或超限报警输出功能。

1.1 光电隔离

IPAM-7404产品针对工业应用设计，模块部分通道具有光电隔离，隔离电压2500 VDC，并且所有的输入通道具有可编程数字滤波功能，极大的降低了工业现场干扰对信号的影响，使模块具有良好的可靠性。

1.2 RS-485通讯接口隔离

IPAM系列采集模块的RS-485通讯接口都采用专门的电路进行电源隔离和电气隔离，保证RS-485接口芯片和主控电路隔离，隔离电压高达2500V_DC。模块还具备专门的总线保护电路，保证模块通讯接口稳定可靠。

1.3 嵌入式实时操作系统和看门狗电路

在产品中采用了实时操作系统和看门狗电路。实时操作系统可以允许同时运行多个任务。看门狗电路在系统跑飞时将系统重新启动。这些特点使得系统更加稳定可靠。

1.4 功能配置

具有4路计数/测频通道、4路DI通道和4路DO通道，每一种I/O端口都有多种功能参数可供选择。

1.4.1 计数/测频通道配置

具有4路的计数/测频通道，其中2路为隔离输入通道，2路为非隔离输入通道。非隔离输入通道的输入信号门槛电压为可配置，所有输入通道都具有独立可配置数字滤波功能。每个计数/测频通道都可独立配置功能模式：

1. 计数模式

§ 32bits计数器；

§ 计数方向：可选择递增计数或递减计数，每次以1递增或递减；

§ 计数初值和匹配值：可编程；

§ 复位模式：使能复位后，将加载计数初值，计数达到匹配值将重新复位为计数初值；此时清零命令即为复位命令，将使计数值复位为初值；

§ 匹配模式：可配置DO输出模式，计数值达到匹配值后实现对应DO端口的低电平或高电平或翻转输出；

§ PWM：只有在计数模式下，对应DO端口可配置为PWM输出；

§ 门控模式：可配置DI输入模式，在DI端口电平满足配置模式时，才对输入信号进行计数。

2. 捕获模式

在计数模式基础上实现计数值的捕获，通过配置DI输入模式，低电平模式下，如果对应DI端口电平有由高至低跳变，则将当前计数值保存在对应的捕获寄存器；高电平模式下，如果对应DI端口电平有由低至高跳变，则对当前计数值进行捕获；其余模式下，不使能捕获功能。

3. 测频模式

§ 分辨率：0.01Hz

§ 测量个数：可选择配置，通过增加被测信号的测量个数可提高测量精度。

§ 匹配/超限模式：可配置DO输出模式，频率值达到匹配值后实现对应DO端口超限输出；每个通道上、下限可独立配置；

§ 门控模式：可配置DI输入模式，在DI端口电平满足配置模式时，捕获当前的频率值。

4. 脉宽测量模式

§ 分辨率：0.1us

§ 测量个数：可选择配置，通过对多个信号测量求平均可提高测量精度。

§ 匹配/超限模式：可配置DO输出模式，脉宽达到匹配值后实现对应DO端口超限输出；每个通道上、下限可独立配置；

§ 门控模式：可配置DI输入模式，在DI端口电平满足配置模式时，捕获当前的脉宽值。

1.4.2  DI通道配置

具有4路的数字量输入通道，为配合计数测频功能，也是包括2路隔离输入和2路非隔离输入通道。每个DI通道也可独立配置功能模式：

1. 普通DI模式0

此模式下，数字量输入端口用作普通DI端口，且没有数字滤波功能；

2. 普通DI模式1

此模式下，数字量输入端口也用作普通DI端口，但其数字滤波功能与对应计数/测频通道设置一致；若此时数字滤波功能禁止，则与普通DI模式0一样。

3. 高电平模式

此模式下，对应计数/测频通道选择为计数模式时，只有在DI端口为高电平才使能功能；对应计数/测频通道选择为其他模式时，在DI端口有由低至高上升沿时，对当前测量值进行捕获。

4. 低电平模式

此模式下，对应计数/测频通道选择为计数模式时，只有在DI端口为低电平才使能功能；对应计数/测频通道选择为其他模式时，在DI端口有由高至低下降沿时，对当前测量值进行捕获。 不管配置为何种功能模式，DI端口电平经数字滤波后的状态都可以通过读取DI输入寄存器获得，若禁止数字滤波功能，DI输入寄存器值即是当前DI端口状态。

1.4.3 DO通道配置

还具有4路的数字量输出通道，可独立配置功能模式：

1. 普通DO输出模式

普通DO输出模式即为用户控制输出模式，此模式下，DO输出受用户控制；

2. PWM输出模式

只有计数/测频通道设置为计数模式时，对应DO端口才可配置PWM输出模式；此模式下，DO端口根据配置参数实现PWM输出；

3. 匹配/超限低电平输出模式

此模式下，当对应的计数/测频通道达到匹配或超限报警条件，DO端口将输出低电平，未满足条件时，DO保持高电平输出；

4. 匹配/超限高电平输出模式

此模式下，当对应的计数/测频通道达到匹配或超限报警条件，DO端口将输出高电平，未满足条件时，DO保持低电平输出；

5. 匹配/超限输出翻转模式

此模式下，当对应的计数/测频通道达到匹配或超限报警条件，DO端口将执行翻转输出，未满足条件时，DO保持原状态输出；

1.4.4  编码器功能

还支持编码器输入功能，可以直接对编码器输入信号进行测量，获得角度、运行方向和转速等数据。

编码器通道和计数/测频通道共用接线端子，并共用部分内部资源，一个编码器通道占用2个计数/测频通道，使能了编码器功能后，对应的计数/测频通道功能将自动禁止，对应的内部资源配置将自动被编码器通道所使用。

§ 复位模式：可选择Z大值复位或索引复位；

§ 计数模式：可选择A边沿计数或AB边沿计数；

§ Z大计数值：可编程；选择Z大值复位模式时，用于配置计数复位位置，应考虑计数模式；

§ 定时器时间：可编程，用于设置转速更新时间，每隔设置时间进行一次转速换算；

§ 解析分度：即每转产生脉冲数，可根据实际采用编码器传感器进行设置，用于计算角度和转速；

§ 门控模式：通过配置DI输入模式，可在DI条件满足时捕获当前的角度、运行方向和转速；

§ 超限报警：通过配置DO输出模式，可独立配置上、下限报警功能及超限输出电平，上、下限值可独立编程。

1.5 通讯协议

支持标准的Modbus协议和一套自定义的ASCII协议命令，通过配置软件可以实现Modbus-RTU、Modbus-ASCII和Custom-ASIII三种传输模式的协议转换，适用于广泛的分布控制系统。

1.6 通信参数设置

IPAM系列模块的通信参数如：设备地址、通讯协议、波特率、数据位长度和奇偶校验方式等都是保存在模块的E²PROM中，用户可以利用配置软件通过RS-485接口进行远程配置。用户首先需要知道该模块的参数配置。由于模块没有诸如拨码开关之类的硬件设置来指示此时的参数配置，可能会存在用户忘了某个IPAM模块的通信参数的情况。为了解决此问题，每个IPAM模块都有一个硬件使能输入端子CFG。将此端子连接到GND后，给模块重新上电或复位，模块的通信参数处于确定的状态：

• 地址：1
• 波特率：9600bps
• 通信协议传输模式：MB-RTU
• 数据格式：无奇偶校验，8个数据位，1个停止位

将CFG端子与GND短接，模块用以上确定的通信参数进行初始化，并不会改变E²PROM中保存的配置参数。但只有在这个条件下，通信配置参数才可以进行修改。通信参数修改后，必须把CFG端与GND断开连接后，给模块重上电或通过软件复位模块，配置的通信参数才生效。