HC-221 模拟量测量模块

HC-221模拟量测量模块

一、产品介绍

　　1.1、简介

　　热电阻温度采集模块,HC-221模块可实现2路模拟量输入信号测量，通讯接口为RS-485口，MODBUS-RTU通讯协议，DC10～30V电源供电。电源、信号输入、通讯接口三方全隔离。

　　1.2、功能特点

　　1.2.1.采集1~2路模拟量输入：0/4～20mA、0～5V、0～10V、0~5A、0~500V等各量程可选；采用16位AD采集处理，测量精度高

　　1.2.2.电源、信号输入、通讯输出三方全隔离，抗干扰性能好

　　1.2.3.通信规约采用标准Modbus-RTU方式，兼容性好，方便编程

　　1.2.4.带ESD保护电路的RS-485通信接口

　　1.2.5.宽工作电压DC10～30V，并具防接反保护功能

　　1.2.6.采用工业级芯片，内置看门狗，并具有完善的防雷抗干扰措施，保证可靠性

　　1.2.7.可配置实时数据更新周期，方便应用于各种模拟量测量要求

　　1.2.8.带LED指示工作状态，便于现场安装调试

　　1.2.1.35mm标准DIN导轨安装，插拔式端子接线，方便现场安装布线

　　1.3、技术参数

　　1.3.12路模拟量输入

　　1)输入信号：直流/可定制交流输入；

　　2)输入量程：20mA、1A、5A、5V、10V、300V等可选；

　　3)数据更新周期：0.08S/0.3S可配置；

　　4)过载能力：1.2倍量程可持续；瞬间(<1S)3倍量程不损坏；

　　5)输入阻抗：电压通道＞1kΩ／V；电流通道≤150Ω；

　　1.3.2通讯接口

　　1)接口类型：1路RS-485通讯接口

　　2)通讯规约：MODBUS-RTU标准规约

　　3)通讯地址：1～247可设置

　　4)数据格式：可软件设置，“n,8,1”、“e,8,1”、“o,8,1”、“n,8,2”

　　5)通讯速率：可设置1200、2400、4800、9600Bps；

　　1.3.3测量精度：±0.2%FS；

　　1.3.4隔离：电源、信号输入、通讯接口三方全隔离；隔离电压2500VDC

　　1.3.5电源

　　1)DC+10～30V供电，峰值电压不得超过+40V；典型功耗：≤0.3W；

　　1.3.6工作环境

　　1)工作温度：-20～+70℃；存放温度：-40～+85℃；

　　2)相对湿度：5～95%，无结露（在40℃下）；

　　3)海拔高度：0～3000米；

　　4)环境：无爆炸、腐蚀气体及导电尘埃，无显著摇动、振动和冲击的场所；

　　1.3.7温度漂移：≤100ppm/℃；

　　1.3.8安装方式：35mm标准DIN导轨安装

　　1.3.9模块尺寸：112.6×36.6×42mm

二、应用

　　2.1、外形及安装

安装：采用35mm 标准DIN导轨安装，固定导轨后，将模块卡入导轨即可；

接线：

1) 将相应的连接端子插入模块；

2) 使用0.2～2.5mm²的电缆，从每条线的端部剥去6mm连接在端子上，并将导线插入连接端子的相应位置。

3) 将接线螺钉力矩紧至0.56～0.79N·m。

2.1、 端子定义

热电阻温度采集模块是工业测温领域的核心设备，通过采集铂电阻（Pt100、Pt1000）、铜电阻（Cu50）等热电阻传感器的电阻变化，转换为温度信号并上传至控制系统（如PLC、单片机、上位机），广泛应用于化工、冶金、医疗等场景。其使用需严格遵循操作规范，以确保测温精度与设备安全，具体须知如下：  

一、选型与参数匹配  

传感器类型适配  

确认模块支持的热电阻类型：常见为Pt100（-200℃~650℃）、Pt1000（-50℃~300℃）、Cu50（-50℃~150℃），需与实际使用的传感器型号一致（如Pt100模块不可接Cu50传感器，否则测量偏差极大）。  

注意传感器分度号：如Pt100有A级（精度±0.15℃+0.002|t|）和B级（±0.3℃+0.005|t|），模块需匹配对应精度等级（高精度模块建议配A级传感器）。  

量程与通道数  

量程需覆盖被测温度范围：如测量-50℃~200℃，选择量程≥-100℃~300℃的模块，避免超量程导致数据溢出。  

通道数根据监测点数量选择（如8路、16路），预留1-2路备用通道，便于后期扩展。  

输出与供电  

输出信号需与控制器匹配：常用RS485（Modbus协议）、以太网、模拟量（4-20mA），优先选择数字量输出（抗干扰性更强）。  

供电电压需严格符合模块要求（如DC12V、24V），偏差不超过±10%（如24V模块接入30V会烧毁电路）。  

二、接线规范（核心注意事项）  

传感器接线方式  

两线制：适用于短距离（≤10米）、低精度场景，传感器两根引线直接接入模块“+”“-”端子（引线电阻会引入误差，需软件补偿）。  

三线制：推荐用于中长距离（10-50米），传感器一根引线接“+”，另外两根分别接“-”和“补偿端”（通过补偿导线电阻抵消误差，精度优于两线制）。  

四线制：高精度场景（如实验室）使用，传感器两根电流线接“+”“-”，两根电压线接“补偿+”“补偿-”，完全消除引线电阻影响，模块需支持四线制接口。  

接线时需区分传感器正负极（部分模块无极性，但三线/四线制需按标识接线，否则补偿失效）。  

通讯与供电接线  

通讯线（如RS485）使用屏蔽双绞线，A、B线对应连接（模块A接控制器A，B接B），屏蔽层单端接地（接控制柜地线，避免干扰）。  

供电线需独立布线，与强电电缆（如动力线）间距≥30cm，避免电磁干扰；大电流模块需加装保险丝（如1A），防止短路。  

接线检查  

用万用表测量传感器电阻：常温下Pt100约100Ω，Cu50约50Ω，若为0Ω或无穷大，说明传感器损坏或断线。  

确认无短路：检查传感器线与电源线是否导通（正常应绝缘），避免接线错误导致模块烧毁。  

三、参数配置要点  

基础参数设置  

通过模块配置软件（如厂商提供的调试工具）或拨码开关，设置热电阻类型（如“Pt100”）、接线方式（“三线制”）、测量单位（℃/℉）。  

通讯参数：设置地址（1-247，避免多模块冲突）、波特率（常用9600bps）、校验位（无校验/偶校验），需与控制器一致。  

精度校准  

新模块或长期使用后需校准：将传感器放入恒温槽（如0℃冰水混合物、100℃沸水），通过软件进行“零点校准”（输入标准温度，调整模块显示值一致）和“满量程校准”。  

校准后保存参数，重启模块生效（部分模块支持自动校准，需接入标准电阻箱）。  

滤波与响应速度  

针对干扰大的环境（如电机附近），可设置滤波系数（1-10级，数值越大滤波越强，但响应速度变慢），平衡精度与实时性。  

敏感场景（如快速升温过程）选择低滤波等级，避免滞后导致数据失真。  

四、安装与环境要求  

安装位置  

远离强电磁干扰源：如变频器、接触器、电焊机，间距≥1米，必要时加装金属屏蔽盒。  

避免环境：模块工作环境温度通常为-10℃~60℃，湿度≤90%RH（无凝露），远离粉尘、腐蚀性气体（如化工车间需加防护箱）。  

固定牢固：通过导轨或螺丝安装，避免振动（振动会导致接线松动，影响测量稳定性）。  

传感器布线  

引线采用专用补偿导线（如Pt100用铜导线，Cu50用铜导线），线径≥0.5mm²（减少电阻损耗）。  

长距离布线（＞50米）优先用三线制或四线制，避免引线电阻过大导致误差（每米导线电阻约0.01Ω，对应Pt100误差约0.1℃）。  

五、维护与故障排查  

日常维护  

定期检查接线端子：每月紧固一次螺丝（尤其振动环境），防止氧化松动（可涂抹导电膏）。  

清洁模块：用干布擦拭表面灰尘，避免堆积影响散热（模块温度过高会导致精度下降）。  

定期校准：每年至少一次，使用标准温度计或恒温槽验证精度，偏差重新校准。  

常见故障处理  

显示异常（如“----”或超量程）：检查传感器是否断线、接线是否松动，或模块通道损坏（更换通道测试）。  

测量偏差大：  

两线制接线时未补偿引线电阻（改用三线制）；  

传感器与模块类型不匹配（如Pt1000接Pt100模块）；  

环境温度过高导致模块漂移（加强散热）。  

通讯失败：检查地址、波特率是否匹配，通讯线是否断路，或模块电源故障（用万用表测供电电压）。  

六、安全注意事项  

接线与调试必须断电操作，高压环境（如工业炉测温）需先断开传感器所在回路电源，防止触电。  

禁止带电插拔传感器或通讯线，以免产生浪涌损坏模块芯片。  

维修时需由专业人员操作，禁止私自拆解模块（拆解会导致质保失效，且可能损坏内部精密元件）。