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1、职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库课程教案课程名称：传感器与智能仪表编制人：孙在松邮箱：zais ongsun 电话：0633-7987155编制时间：2014-12-01编制单位：日照职业技术学院项目项目七 传感器与智能仪表综合应用与调试单元名称典型传感器及智能仪表传输数据格式统一.课次1学时2上课地点教学目标能力目标知识目标能将变送器输出的电流或电压数据转 换成某总线协议格式的数据。了解带有协格式的数据格式。教学重点、难点重点：4-20MA或0-10V电压数据的 MODBU与PROFIBUS协议数据转换难点：总线协议数据转换教学过程主要教学内容备注1、项目引入
2、（10min ）展示散料输送灌包系统传感器与智能仪表标准数据总线协议 格式转换案例，从而引出项目的问题。教师引 导、学生 讨论2、知识准 备（30min）一、4-20ma传感器电流信号向 RS-485串口数据信号【总线协议信 号】的转换各种传感器基本上都是米用420mA电流信号输出，而模拟量信号传输距离有限且容易受外部电磁环境干扰，一般都是利用模拟 量输入模块将 420mA模拟量信号转换为 RS-485串口数据信号， 通过RS-485总线工业控制网络传输数据。女如:一工程检测传感器在模拟量信号向串口数据信号的转换过 程中，选用深圳国科伟业通信技术有限公司的MD-108型模拟量输入模块，其提供八
3、路独立隔离的 420mA电流输入接口，支持Modbus RTU通信协议，米用RS-485总线通信接口与计算机通信，支持多个模块级联，RS-485端口米用光电隔离芯片将模块与RS-485总线进行有效隔离，保证数据通信的稳定性。在工业现场有许多种类的仪器仪表和传感器可以被转换成420mA的电流信号。各类变送器、电机保护器和变频器等也都具有 420mA输出信号，用于远程测控。420mA转485米集模块是一款采集4-20mA电流输入，输出至 RS485接口的智能模拟量采集 模块，4-20毫安模拟量转485,电流采集模块，4-20毫安电流测量， 温度转4-20毫安采集，压力测量转 485，温度测量转48
4、5,电压采 集模块，电流信号测量模块，模拟量采集模块，模拟量采集仪，模 拟量输入控制器 0-5V电压采集器在工业现场模拟量采集很多是采教师多媒体PPT讲解3、操作训练(30min )用420mA电流来表示的，比如温度，湿度以及其他一些模拟量。 温湿度传感器将采集的温湿度数据转换为420mA电流输出至420mA采集模块，4-20ma电流环采集模块，模块将采集来的电流信 号通过单片机转换为基于厂家自定义简易通信协议的RS-485数据，再通过RS-485总线将数据传输至计算机。采集模块能够同时采集八 路420毫安电流信号。二、8路模拟信号转 RS-485232,数据采集A/D转换模块 WJ28 产品
5、介绍教师引 导、学生 小组讨 论传感器的综合应用1、产品特点：八路模拟信号采集，隔离转换RS-485232输出采用24位AD转换器，测量精度优于0.05%通过RS-485232接口可以程控校准模块精度信号输入/输出之间隔离耐压 3000VDC 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通讯协议低成本、小体积模块化设计2、典型应用：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-232485 总线工业自动化控制系统 图1 WJ28模块外观图工业
6、现场信号隔离及长线传输设备运行监测教师多媒体PPT讲解教师引 导、学生 小组讨 带式输 送机上 传感器 使用方 法传感器信号的测量工业现场数据的获取与记录医疗、工控产品开发4-20mA或0-5V信号采集3、产品概述：WJ28产品实现传感器和主机之间的信号采集，用来检测模拟信号。WJ28系列产品可应用在 RS-232485总线工业自动化控制系统， 4-20mA / 0-5V信号测量、监测和控制，0-75mV，0-100mV等小信号 的测量以及工业现场信号隔离及长线传输等等。产品包括电源隔离，信号隔离、线性化，A/D转换和RS-485串行通信。每个串口最多可接255只 WJ28系列模块，通讯方式采
7、用ASCII码通讯协议或MODBUS RTU通讯协议，其指令集兼容于 ADAM 模块，波特率可由代码设置，能与其他厂家的控制模块挂在冋一 RS-485总线上，便于计算机编程。4、功能简介：WJ28信号隔离采集模块，可以用来测量八路电压或电流信号。(1) 模拟信号输入24位采集精度，8路模拟信号输入。产品出厂前所有信号输入 范围已全部校准。在使用时，用户也可以很方便的自行编程校准。 具体电流或电压输入量程请看产品选型。(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MODBUSRTU通讯协议。
8、可通过编程设定使用那种通讯协议，能实现与多种 品牌的PLG 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。通讯地址(0255)和波特率(2400、4800、9600、19200、 38400bps)均可设定；通讯网络最长距离可达1200米，通过双绞屏敝电缆连接。通讯接口高抗干扰设计，土 15KV ESD保护，通信响应时间小于 100mS。(3) 抗干扰可根据需要设置校验和。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，内部的数字滤波，也可以很好的 抑制来自电网的工频干扰。5、产品选型：WJ28 - U(A) -输入电压或电流信号值
9、通讯接口U1 : 0-5VA1 : 0-1mA 485： 输出为 RS-485 接口U2: 0-10VA2: 0-10mA 232： 输出为 RS-232 接口U3 : 0-75mVA3 : 0-20mAU4 : 0-2.5VA4: 4-20mA教师多媒体PPT讲解6职业教育机电一体化专业教学资源库7职业教育机电一体化专业教学资源库U5 : 0- VU6 : 0- 0VU7 : 0- 00mVU8 :用户自定义选型举例1: 型号:输出为RS-485接口选型举例2:型号:出为RS-232接口选型举例3: 型号:输出为RS-485接口6、模块接线图A5: 0- mAA6: 0- 0mAA7: 0-
10、 0mAA8 :用户自定义WJ28-A4-485 表示8路4-20mA信号输入,WJ28-U1-232 表示8路0-5V信号输入，输WJ28-U2-485 表示8路0-10V信号输入，/t -咖*45GNDDATA+(2 data-RS-455DCSFLC山视图7、安装尺寸iff3+FSIE1+1- if600利可以安装在标准DATA*TXDDATA-ShlDGNDJrn1-DIN35导轨上8职业教育机电一体化专业教学资源库4、归纳总总结本单元讲解网络拓扑结构与传感器的标准模拟量信号向 总线协议信号的转换方法。教师PPT讲授结(20min )教学策略要通过相近案例的完整剖析引导学生对本案例的分析。学习成果课后作业（找一传感器模拟量信号向串口信号转换的案例）学习评价学习态度（出勤、学习表现）30%;学习作业70%9