ADAM-4117快速入门手册-4-20模块知识及编程

4-20模块知识及编程,本文以ADAM-4117为例来说明

ADAM-4117快速入门手册

一、ADAM-4117概述

ADAM-4117是16位A/D、8通道的模拟量输入模块，可以采集电压、电流等模拟量输入信号，并且为所有通道都提供了独立的可编程的输入范围。在工业测量和监控的应用中，ADAM-4117具有良好的性价比。它不仅能够用于恶劣的环境中，而且还具有更加坚固型的设计。

ADAM-4117支持8路差分信号，还支持MODBUS协议。在模块的右侧有一个白色的拨码开关来设置初始化状态（INIT*）和正常工作状态的切换。ADAM-4117具有4-20ma、0-20ma、±20ma等电流量程，当

您需要测量电流时，不需要外接电阻，只需打开盒盖，按照电路板上的标识来设置跳线即可。

 

图1

ADAM-4117规格说明

AI 模拟量输入

l 有效分辨率：16位

l 通道：8路差分，可独立设置量程

l 高共模电压：200Vdc

l 通讯协议：ASCII命令，Modbus协议

l 输入类型：mV，V（支持单双极性），mA

l 输入量程：0~150mV, 0~500mV, 0~1V, 0~5V, 0~10V, 0~15V,±150 mV, ±500 mV,

±1V, ±5 V, ±10 V, ±15V, 0~20mA,±20 mA, 4~20mA

l 隔离电压：3000VDC

l 过压保护：±60V

l 采样速率：10/100 采样点每秒（通过测试软件设置）

l 输入内阻：电压20MΩ，电流120Ω

l 精确度：电压模式：±0.1% or better 电流模式：±0.2% or better

l 零点漂移：±6μV/℃

l 跨度漂移：±25 ppm/° C

l 共模抑制（CMR）@50/60Hz dB min

l 内置看门狗

l 内置 TVS/ESD保护

l 功耗

跳线设置：

当ADAM-4117测量电流时，需要跳线。将盒盖拆开，可以看到电路板上有八个跳线，按照下图或者按照电路板上的标识进行跳线，测量电流需要将跳线跳到“I”端，测量电压则需要保持跳线在“V”端的出厂设置不变。跳线完成后，可以使用万用表测量V+与V-之间，正常应该有120Ω的电阻。

图2

二、ADAM-4117硬件连线
如果需要连接二线制变送器，可以参考下图的接线方法。如果变送器是电流变送器，请注意模块内部的电流跳线。

三、测试软件（Utility）的使用

ADAM-4117适用ADAM-4000-5000 Utility(old)或ADAM .Net Utility(new). 下面以ADAM .Net Utility为例，演示ADAM-4117的安装、配置和测试过程。

1. Utility的安装

将ADAM-4117盒子里附带的小光盘放入计算机的光驱中，取消自动播放，使用右键打开，先按照如下路径安装Microsoft DotNet framework，即下图中的dotnetfx.exe。
安装完Microsoft .net fx之后，再安装测试软件Advantech Adam.Net Utility： 注意：如果PC是Win 2000/XP操作系统，需要运行的是Win 32下的安装文件

安装完成之后，可以通过如下路径打开Adam .net Utility：

如果希望使用年代比较久一些的ADAM-4000-5000 Utility，也可以通过光盘上的如下路径安装这个测试软件：

2. Adam .net Utility的快速使用

Step 1 选择连接到ADAM-4117的com口，点击上面的放大镜图标search： 注意：如果使用串口扩展卡，扩展出来的com口序号较大（例如com5），可能需要您点击Utility上面Setup菜单中的refresh

按钮来显示所有的com口

一般情况下，鼠标点击到com1时，右侧setting中的参数无需改变，除非您确认您已经修改了ADAM-4520以及ADAM-4117的串口通讯参数（例如波特率、数据位等）

图:

 

 

Step 2 一般情况下，无需更改弹出窗口的Starting address，直接点击Start即可。这项参数的含义是从哪个RS-485地址开始搜索，一直搜索到Address 255为止。

Step 3 搜索到模块后，可以点击Cancel按钮取消搜索，点击左侧菜单中的模块名称进入模块配置页面。

 图:

 

在上面的Utility画面中，可以配置RS-485 地址(Address)、波特率(Baudrate)、通讯协议(Procotol)等。修改完毕后，点击右上角的“Apply change”保存设置到模块的芯片里。

注意：上面截图中的ADAM-4117为初始化状态，所以可以修改波特率和通讯协议等参数。切换初始化状态的开关在模块右侧，拨到INIT为初始化状态（配置状态），拨到Normal为用户正常使用状态

。切换开关的操作必须在模块断电状态下进行才有效。

3. ADAM-4117的MODBUS协议

ADAM-4117支持MODBUS RTU协议，在模块初始化状态的情况下，可以在Utility下通过“Protocol”项的下拉菜单将协议更改为“Modbus”。

更改协议之后，将拨码开关拨到Normal，可以通过MODBUS寄存器地址40001～40008来读取CH0～CH8的数值。更加详细的MODBUS地址对照表参见ADAM-4100系列的英文手册。

Modbus协议读到的数值为16进制或10进制的整数，数值从0-65535，分别对应量程的上下限。例如，当量程为±10V时，如果输入的电压值为0V，则读取到的Modbus数值为32767。
4. ADAM-4117 的ASCII协议

将ADAM-4117的拨码开关拨到Normal状态后上电，用鼠标点一下ADAM-4117所在的com口，再点一下上面的黄色闪电工具。

如果希望读取ADAM-4117全部8个通道的数值，可以使用的ASCII命令是“#”+“地址”+“回车(cr)”；例如当4117地址为1时，可以发送命令“#01(cr)”.

更加详细的ASCII指令表参见ADAM-4100系列英文手册。

图标，打开Terminal

图:

注意：在ADAM Utility中，已经默认在ASCII命令后面增加回车，所以看不出来需要使用回车。如果使用网络上的“串口调试助手”或自己编写程序，那么一定要在命令后面添加回车（对应的ASCII

为0D）才会收到4117的回复。

5. 校准（警告：非必要无需自行校准！）

ADAM-4117出厂时已经经过校准，所以一般情况下，用户无需自行校准。当模块使用几年后，可能会产生一些零点漂移，在这种情况下，如果您有标准信号源，您可以自行校准，也可以寄到研华维

修部门来校准。

校准过程如下：

Step1：将模块右侧的拨码开关拨到INIT状态

Step2：点击Zero calibration按钮，会弹出一个对话框提示“请提供0.0mV的电压到模块的CH0通道”。此时，在CH0通过标准信号源接入0.0mV的信号后，点击“Apply”。

如果您没有接入标准信号源，不小心误点了Zero calibration按钮，请点击弹出窗口右上角的红叉，退出校准过程。务必不要在没有外接0.0mV信号的情况下点击“Apply”按钮！！！！！

注意：如果您使用的不是+/-10V的量程，需要您在CH0输入的信号可能不是0mV，请您按照弹出对话框的提示来输入实际信号！

图:

Step3：点击Span calibration按钮，会弹出一个对话框提示“请提供10.0V的电压到模块的CH0通道”。此时，在CH0通过标准信号源接入10.0V的信号后，点击“Apply”。

如果您没有接入标准信号源，不小心误点了Zero calibration按钮，请点击弹出窗口右上角的红叉，退出校准过程。务必不要在没有外接10.0mV信号的情况下点击“Apply”按钮！！！！！

注意：如果您使用的不是+/-10V的量程，需要您在CH0输入的信号可能不是0mV，请您按照弹出对话框的提示来输入实际信号！

图:

四、ADAM-4100的软件编程

ADAM-4117的编程，主要的流程就是通过串口发出命令，然后收取模块的回复。当使用Modbus协议时，通过串口发出的命令就是Modbus命令，具体可以参考Modbus RTU的标准协议内容，由于是公开

的通用协议，在此不再赘述。如果使用VS.Net 2003/2005对Modbus进行编程，可以参考下面Step3的例程。

下面主要讲解如何通过ASCII协议来对ADAM-4117模块进行编程。 注意：更加详细的ASCII指令表参见ADAM-4100系列英文手册。

Step1 使用Utility上的Terminal功能测试（参见上面3.4小节中的内容），确认ADAM-4117配置正确，可以接收ASCII命令。如果使用Visual Studio6.0编程，请参考Step2的内容；如果使用Visual

Studio200/2005，请参考Step3.

Step2 （使用VS6.0编程）参考ADAM-4100系列英文手册18页-23页的内容，有VB 6.0编程的讲解。

图:

 

 

如果使用VC、Labview等编程，可以参考如下的程序流程图进行编程

图:

 

Step3 （使用VS2003/2005编程）安装光盘里的ADAM .Net class library，安装之后可以在C盘的如下路径找到VB和VC#的例程：

C:\Program Files\Advantech\Adam.NET Class Library\VS2003\Samples\Win32

对于ADAM-4117模块，

使用ASCII协议时，可以参考Adam4017P_18P或Comporttest例程； 使用Modbus协议时，可以参考ModbusRTU例程。

五、ADAM-4117的特殊功能

1. 高速（100Hz）采样：通过Utility里的“Integration Time”更改，将50/60Hz更改为“High Speed”，即为4117的高速采样模式

2. 地址模式：在带电状态下，将4117右侧的拨码开关拨到INIT状态，4117的8个绿色小指示灯会以二进制的形式显示当前4117的地址

3. Adam .net Utility的画图功能：点击Utility画面上的“Trend Log”按钮，可以选择通道进行画图，在画图开始之前点击“Save”按钮，可以将绘制图形的数据以Excel表格的形式保存下来。

 

六编程部分源码

源码部分以.net(4.0)为例说明

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

using Advantech.Adam;

using Advantech.Common;

using Advantech.Protocol;

using System.Windows.Forms;

 

namespace AdditionModule

{

    public class _4_20Module

    {

        public int m_iCom, m_iAddr, m_iCount;

        private Adam4000Config m_adamConfig;

        //private Adam4000Type m_Adam4000Type;

        private AdamCom adamCom;

        bool isOpen = false;

        public _4_20Module(int port)

        {

            m_iCom = port;        // using COM1

            m_iAddr = 1;  // the slave address is 1

            m_iCount = 0; // the counting start from 0

            //m_Adam4000Type = Adam4000Type.Adam4117;

            adamCom = new AdamCom(m_iCom);

            adamCom.Checksum = false; // disbale checksum

            //Open();

        }

        ///

        ///打开a4-20

        ///

        ///

        public bool Open()

        {

            adamCom.OpenComPort();

            //if (adamCom.OpenComPort())

            //{

            isOpen = true;

            adamCom.SetComPortState(Baudrate.Baud_9600, Databits.Eight, Parity.None, Stopbits.One);

            // set COM port timeout

            adamCom.SetComPortTimeout(500, 500, 0, 500, 0);

            m_iCount = 0; // reset the reading counter

            // get module config

            adamCom.Configuration(m_iAddr).GetModuleConfig(out m_adamConfig);

            //if (!adamCom.Configuration(m_iAddr).GetModuleConfig(out m_adamConfig))

            //{

            //    adamCom.CloseComPort();

            //    MessageBox.Show("Failed to get module config!", "Error");

            //    return false;

            //}

            return true;

            //}

            //return true;

        }

        ///

        ///关4-20

        ///

        public void Close()

        {

            adamCom.CloseComPort();

            isOpen = false;

        }

        ///

        /// 4-20读原-始数据

        ///

        ///

        ///

        public bool Read(out  float[] response)

        {

            if (!isOpen)

            {

                Open();

            }

            response = new float[8];

            Adam4000_ChannelStatus[] status;

            ushort[] response2 = new ushort[8];

            adamCom.AnalogOutput(m_iAddr).GetValues(1, 8, out response2);

            return adamCom.AnalogInput(m_iAddr).GetValues(8, out response, out status);

        }

    }

}