基于总线冗余的防水型远程IO模块

总线-可以减少现场布线，有利于线路的管理;

总线冗余技术-集中监控，两条总线同时运行，采用Modbus通讯协议，该协议是应用于工业控制上的一种通用语言。

防水-模块采用铝压铸外壳，外部IO线缆通过防水接头引入模块，适合用于潮湿、多粉尘等环节较为恶劣的区域。

该模块的应用可以为港口，电力，石油化工等行业的自动化系统集成提供多种解决方案;主要进行工业数据采集 和工业自动化控制等工作。

工业过程控制中通常会有传感器的IO信号，如温度，压力和液位等模拟量信号，或者位置，按钮和设备状态等数字量信号需要进行采集，而这些信号又相对比较分散，采用传统的采集方式，需要大量的布线，不仅提高了系统成本，给设备维护也带来了很大的困难。 采用分布式远程IO系统可节省硬件数量和投资，节省安装费用，节省维护开销，提高主动性和可靠性。

2. 工业自动化控制-系统更加可靠，搭建更加灵活

一体化的模块设计适用于机械和系统工程等工业自动化控制领域内的现场直接数字量输入和输出采集。总线冗余设计使得系统更加可靠，输入输出的多种组合使系统搭建变得更加灵活;IP65的防护等级使系统在恶劣环境下变得更加稳定。

模块采用双路485通讯方式，可以保证在一条通讯线路出现故障时，另一条线路仍可正常通讯。通讯协议是工业领域广泛使用的ModBus RTU协议，这样模块就可以跟任何采用Modbus协议的工业设备进行对接，实现控制监测功能。该模块应用于监测控制系统，可以大大节约人力资源，提高工作效率，模块的一体化设计更加有利于系统的维护，可以被广泛应用于分布式远程控制系统。

该模块采用一体化设计，即电源、通讯和信号集为一体，防护等级为IP65，防水防尘，适合用于环境较为恶劣的工业自动化控制与信号采集系统。该设备体积小巧，是一种带有总线冗余的独立式总线设备。无论安装在侧面、水平面还是恶劣条件下，一体化设计均可提供最佳条件，实现轻松、灵活的安装。

如下图所示为总线冗余防水型远程IO模块的工作原理:

图2 IO模块原理

其工作原理介绍如下:

外部信号如按钮、开关、温度和压力等，经信号采集输入端子进入模块，经光电耦合器隔离，经多路复用器选择，进入CPU进行数据处理，并将处理数据存入相应寄存器，PLC控制主站通过现场总线读取模块IO寄存器的数据。

可将系列内多个模块进行总线组网，使得IO点数得到灵活扩展。模块可以由远程命令进行控制。该模块采用工业级元器件，10-30VDC宽电压输入，能够在-30℃~60℃范围内正常工作，支持RS232、RS485通信模式，通信协议采用工业标准的Modbus RTU协议。

参数

供电电压: 10-30 VDC 支持反极性保护

静态功耗: ≤0.3W

开关量输入:无源节点，2500VDC光电隔离

继电器触点:1A@30VDC 0.5A@150V动作时长5ms

通信接口: RS485/RS232

波特率: 1200/2400或4800/9600/19200

校验位: N

数据位: 8

停止位: 1

通信协议: Modbus RTU

看门狗:内置、外置2路

工作温度:-30℃~60℃

工作湿度: 5%~90%RH，无凝露

设备尺寸:124mm x 73mm x 34mm

(长x宽x厚)

安装方式:导轨固定/螺钉固定

远程IO设备采用标准的Modbus RTU协议，可容易配置到组态画面中

1.通信协议格式

远程IO设备实现Modbus通信时，均作为从机，遵循Modbus通信过程，采用了MODBUS-RTU协议的命令子集，使用读寄存器命令(03)和单寄存器设置命令(06)。每消息的开头和结尾至少有3.5个字节时间的间隔。

注:03命令用于主机读取远程IO设备的采集数据或端口状态;

06命令用于设置设备参数或远程控制IO设备继电器动作;

利用Modbus通信协议的03功能码，读取设备的数值。

主机请求数据格式:从机地址、功能码、起始地址、数据个数及CRC码

例如: 从机地址为01，读取设备寄存器地址=0000的数值(1个数值)。

从机响应数据格式:从机地址、功能码、字节数、数据区及CRC码

寄存器数据为二个字节，高位在前。CRC码都是二个字节，低位在前。

例如: 从机地址为01返回:

01 03 02 DATA0H DATA0L CRCL CRCH

利用Modbus通信协议的06功能码，设置设备的一个寄存器的数值。

信息帧格式:

①主机请求数据格式:从机地址、功能码、寄存器地址、设置的数据及CRC码

2.寄存器