开关量隔离转RS-485/232

WJ65是一款具有八路开关量输入输出、RS-485/232接口的工业级数据采集模块,适用于自动化控制和信号隔离,支持ModbusRTU协议,具备高抗干扰和长距离通信能力。

八路DI八路DO,开关量隔离RS-485/232数据采集远程I/O模块 WJ65

产品特点

● 八路开关量输入,八路开关量输出

● 通过RS-485/232接口可以读取输入的电平状态

● 通过RS-485/232接口可以设定输出状态

● 信号输入,输出及通讯接口之间3000V三隔离 

 宽电源供电范围:8 ~ 32VDC

● 可靠性高,编程方便,易于应用

● 标准DIN35导轨安装,方便集中布线

用户可编程设置模块地址、波特率等

● 支持Modbus RTU 通讯协议,自动识别协议

● 低成本、小体积、模块化设计

● 外形尺寸:120 x 70 x 43mm

典型应用:

● 电平信号测量、监测和控制

●  RS-485远程I/O,数据采集

● 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

● 设备运行监测与控制

● 传感器信号的测量 

● 工业现场数据的获取与记录

● 开关量信号采集

产品概述:

WJ65产品实现传感器和主机之间的信号采集与控制,用来检测开关量信号,或者控制设备运行。WJ65系列产品可应用在 RS-232/485总线工业自动化控制系统,开关量信号测量和控制,高低电平信号的测量与输出以及工业现场信号隔离及长线传输等等。

产品包括电源调理,开关量采集、开关量输出和RS-485串行通信。每个串口最多可接255只 WJ65系列模块,通讯方式采用ASCII码通讯协议或MODBUS RTU通讯协议,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。

图2  WJ65模块内部框图

WJ65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。

WJ65系列产品按工业标准设计、制造,信号输入、输出及通讯接口之间3000V三隔离,抗干扰能力强,可靠性高。工作温度范围- 45℃~+85℃。

功能简介:

WJ65 远程I/O模块,可以用来测量八路开关量信号,并有八路开关量输出。

1、开关量信号输入与输出

8路开关量信号输入,可接干接点和湿接点,详细请参考接线图部分;8路开关量信号输出集电极开路输出,可以发命令设置内部上拉输出。

2、通讯协议

通讯接口: 1路标准的RS-485通讯接口或1路标准的RS-232通讯接口,订货选型时注明。

通讯协议:支持两种协议,命令集定义的字符协议和MODBUS  RTU通讯协议。模块自动识别通讯协议,能实现与多种品牌的PLC、RTU或计算机监控系统进行网络通讯。

数据格式:10位。1位起始位,8位数据位,1位停止位,无校验。

通讯地址(0~255)和波特率(2400、4800、9600、19200、38400、57600 、115200bps)均可设定;通讯网络最长距离可达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。       

3、抗干扰

可根据需要设置奇偶校验。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。

开关量信号采集与处理电路的设计中,需要考虑信号隔离、电平换、噪声抑制以及接口兼容性等问题。根据提供的引用内容,可以总结出以下设计方案的关键要素: - 信号隔离是设计中的重要部分,可以采用隔离模块实现输入输出之间的电气隔离,防止干扰信号通过地线传播[^3]。例如,可以使用光耦合器或者磁性隔离元件来实现这一点。 - 对于电平换,可以采用专用的电平换器模块,这些模块能够将TTL电平换为0-24V电平,适用于不同类型的开关量信号采集[^3]。 -信号输入端,可以提供一个5V的电源给光电传感器供电,这要求设计时考虑电源管理部分,确保能够安全稳定地为外部设备供电[^3]。 - 输入输出电平翻功能可以通过逻辑门电路或者可编程逻辑器件(如CPLD或FPGA)来实现,以满足不同的应用需求[^1]。 对于具体的电路设计参考图,虽然没有直接给出,但是可以建议使用多路模拟开关(如4051)配合A/D换芯片(如ADS774)来处理多路模拟信号[^2]。尽管这是针对模拟信号的设计方案,但对于数字信号的采集同样具有借鉴意义,尤其是在多路信号选择和处理方面。 此外,在设计过程中还需要考虑信号调理电路的设计,确保输入到A/D换器的信号符合其输入范围的要求。信号调理可能包括放大、滤波、偏置调整等功能[^1]。 ### 开关量信号采集与处理电路设计参考代码示例 下面是一个简单的Verilog代码示例,用于展示如何在FPGA内部实现一个基本的信号处理逻辑,该逻辑可以接收外部开关量信号并对其进行简单的处理: ```verilog module switch_signal_processor( input wire clk, // 主时钟 input wire rst_n, // 异步复位,低电平有效 input wire switch_in, // 开关量输入信号 output reg processed_out // 处理后的输出信号 ); // 内部寄存器定义 reg [3:0] debounce_counter; // 消抖计数器 always @(posedge clk or negedge rst_n) begin if (!rst_n) begin debounce_counter <= 4'b0; processed_out <= 1'b0; end else begin if (switch_in) begin if (debounce_counter < 4'd15) begin debounce_counter <= debounce_counter + 1; end else begin processed_out <= 1'b1; end end else begin debounce_counter <= 4'b0; processed_out <= 1'b0; end end end endmodule ``` 这段代码实现了对开关量输入信号的简单消抖处理,并将处理后的信号输出。实际应用中,还需要考虑与外部硬件接口的具体细节,例如驱动能力和电平匹配等。
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