本文介绍了利用模拟量输出模块ISODA进行远程设备控制的应用方案。PLC的AO模块或DCS系统输出的模拟量电流或电压信号直接去控制远程的执行设备，往往会因为长距离的传输造成信号的衰减、失真，有时还会因为其他外界信号干扰造成信号出错，影响整个系统的正常工作。应用ISODA远程模拟信号输出模块的RS-485差分数字信号传输可以有效地提高系统抗干扰能力，利用RS-485的总线通讯和地址设置，在某些场合还可以减少布线，降低设备控制成本和提高系统可靠性。
    随着科学技术的不断进步，人们利用各种控制器来的进行工作和生产，比如说控制加热炉的温度，控制灌溉的流量，控制物品移动的距离等。PLC的AO模块或DCS系统输出的模拟量电流或电压信号直接去控制远程的执行设备，往往会因为长距离的传输造成信号的衰减、失真，有时还会因为其他外界信号干扰造成信号出错，影响整个系统的正常工作。因此利用RS-485数字信号进行远程传输，然后利用远程模拟信号输出模块ISODA输出模拟信号，在工业现场中得到了越来越多的应用。
    1、模拟信号输出模块ISODA的工作原理概述
    ISODA系列产品实现主机RS-485/232接口信号隔离转换成标准模拟信号，用以控制远程设备。ISODA系列产品可应用在RS-232/RS-485总线工业自动化控制系统，4-20mA，0-5V，0-10V等标准信号输出，用来控制工业现场的执行设备，控制设备以及显示仪表等等。
    产品包括电源隔离，信号隔离、线性化，D/A转换和RS-485串行通信。每个串口最多可接256只ISODA系列模块，通讯方式采用ASCII码通讯协议或MODBUSRTU通讯协议，其指令集兼容于大多数同类模块，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。
    ISODA系列产品是基于单片机的智能监测和控制系统，所有的用户设定的校准值，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。
    ISODA系列产品按工业标准设计、制造，信号输出/通讯接口之间隔离，可承受3000VDC隔离电压，抗干扰能力强，可靠性高。工作温度范围-45℃～+80℃。
    ISODA系列产品框图如图1所示。
图1 ISODA产品原理框图
   2、模拟信号输出模块ISODA的功能简介
    ISODA信号隔离D/A转换模块，可以用来输出一路电压或电流信号，也可以用来输出两路可以共地的电流或电压信号。
    2．1、模拟信号输出和工作电源
    12位输出精度，产品出厂前所有信号输出范围已全部校准。在使用时，用户也可以很方便的自行编程校准，因此在现场的应用更加灵活。信号输出温度漂移：±20ppm/℃(±30ppm/℃,最大)。
    工作电源，+8~50VDC宽供电范围，内部有防反接和过压保护电路。功率消耗：小于1.5W。隔离耐压：通讯接口/输出之间：3KVDC，1分钟，漏电流1mA，其中通讯接口和电源共地。
    2．2、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。
    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。可通过编程设定使用那种通讯协议，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。由于支持通用的MODBUSRTU协议，所以能够在工控领域得到广泛应用。
    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（0～255）和波特率（300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400bps）均可设定；通讯网络最长距离可达1200米，通过双绞屏蔽电缆连接。
   通讯接口高抗干扰设计，±15KVESD保护，通信响应时间小于100mS。
    2．3、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。
   3、ISODA模块在远程控制工业烤箱上的应用
   工业烤箱应用广泛，在电工、电子、仪表、材料、半导体等生产企业对非易燃易爆物进行干燥、烘培及其热处理试验；可用于学校、医疗、食品、化工等单位对非易燃易爆物进行干燥、保湿、烘培及其热处理等试验；特别适用于LED、LCD石英晶体电容、电阻等要求高恒精度和可靠性产品的过程烘干和老化。适用于烘烤有化学性气体及食品加工行业的欲烘烤物品、基板应力的去除、油墨的固化、漆膜等等的精密烘烤、烘干、回火、预热、定型、加工等。
    工业烤箱由角钢、薄钢板构成，另外箱体加强，外表面复漆，外壳与内胆之间用硅酸铝纤维充填，形成可靠的保温层。工业烤箱采用电热丝加热，外加温控器控制烤箱内的温度。外部输入0-5VDC模拟电压信号到温控器，温控器根据输入的信号来控制工业烤箱的温度。由于工业烤箱距离控制中心的PLC有500多米，直接用PLC的AO模块输出0-5VDC传输到温控器后，信号出现了比较大的衰减，影响控制的精度，所以采用ISODAO4-485模块来实现信号的数字化远传。将ISODAO4-485模块安装在温控器附近，ISODAO4-485模块的模拟量输出接口连接到温控器的0-5VDC输入端，PLC的RS-485接口通过屏蔽电缆来连接到ISODAO4-485模块的RS-485接口。
   PLC和ISODAO4-485模块的通讯采用MODBUSRTU通讯协议。ISODAO4-485模块出厂的设置是：通讯协议指令集规定的ASCII协议，通讯的地址为01，波特率为9600bps。通讯的波特率和地址不用修改，通讯协议要修改为MODBUSRTU通讯协议，可以按照以下步骤，设置模块为MODBUSRTU通讯协议。1，将CONFIG引脚（第8脚）和GND引脚（第7脚）短接。2，正确连接电源线和通讯接口线。3，接通电源，模块自动进入缺省状态，通讯地址为00，波特率为9600。4，等待1分钟，模块初始化。5，发送命令$00P1(cr)，检查应答，如果为!00(cr)则设置成功。6，关闭电源，断开CONFIG引脚和GND引脚之间的连接。完成以上步骤后，模块已经成功设置为ModbusRTU通讯协议方式，直接接入PLC即可。
    ISODAO4-485模块寄存器40001的数据为通道0的当前输出值，寄存器40002的数据为通道1的当前输出值。以寄存器的40001为例，其值为16进制数0x0FFF时，ISODAO4-485模块通道0输出5VDC的电压信号，其值为16进制数0x07FF时，ISODAO4-485模块通道0输出2.5VDC的电压信号，其值为16进制数0x0000时，ISODAO4-485模块通道0输出0VDC的电压信号。PLC通过改变ISODAO4-485模块寄存器内数据大小来达到改变模拟信号输出的目的。
图2 ISODA模块在远程控制工业烤箱上的应用框图
   4、ISODA模块在电动执行器上的应用
    电动执行器是工业过程控制系统中一个十分重要的现场驱动装置，其能源取用方便、安装调试简单，在电力、冶金、石油、化工等工业部门得到越来越广泛的应用。电动执行器包括电动执行机构和调节阀两部分，控制精度主要决定于电动执行机构的控制性能，它能够将系统的控制信号转换成输出轴的角位移、直线位移，控制阀门等截流件的位置或其它调节机构，使被控介质按系统要求状态工作。
    随着电力电子技术的发展，电动执行器发展快速，无触点的DKJ型角行程和DKZ型直行程电动执行机构两大类产品进入市场，DKJ、DKZ是我国最早的、唯一生产的电动执行器，此产品以结构简单、经济实用等优点被最早的国营大型企业使用。随着现代工控计算机管理的发展，目前我国仪器仪表行业整体综合技术水平普遍上升，微电子技术和计算机技术在仪器仪表产品中普遍采用，多数产品实现了智能化。今天，DKJ、DKZ系列与以前相比有了两大实质性改进：
    （1）生产出直接受计算机控制的智能电子型、户外型、隔爆型等改进型产品；
   （2）将电路控制部分灌封在一个小型塑料盒中，即模块，形成了便于维护的即插即用型。因此，普通DKJ型和DKZ型的可靠性、精度、负载能力、信号品质系数等性能有了很大提高，而且对环境条件的要求降低了很多；
    采用模拟信号输入的电动执行器大多数采用4-20mA的电流信号来控制。利用一个ISODAO1-485模块可以输出两路4-20mA模块，可以控制两个电动执行器。ISODA模块可以和其他智能设备挂在同一个RS-485总线上，在远程控制中，还可以节约布线成本。下图为ISODA模块远程控制电动执行器的一个应用方案。
图3 ISODA模块在远程控制电动执行器的应用框图
    智能化是当前一切工业控制设备的流行趋势，ISODA模块的智能化程度很高，可以接收数字信号，将主机的控制信号快速地转换成模拟信号，来控制电动执行器。
   5、模拟信号的数字化远程传输与还原
    ISODA模块可以通过短接HOST端到GND端（即11脚和12脚短接）设置成主机模式，与ISO4021模块的通讯接口相连接，并将ISO4021模块设置为Modbus通讯方式，就可以实现将ISO4021的两通道输入信号对应在ISODA模块的两个输出通道里输出。该模式主要用于模拟信号的数字化远程传输与还原，在信号的光纤传输，GSM、CDMA无线传输，以太网传输等领域得到广泛应用。
   ISODA模块主机模式设置方法：1，模块没有上电时，短接HOST端到GND端（即11脚和12脚短接）。2，接通电源，给模块上电，模块即进入主机模式，会不断地按Modbus协议的发出读寄存器数据命令。3，注意，要进入主机模式，CONFIG管脚不要短接到地线(GND管脚)，否则会进入缺省模式。
    4-20mA模拟信号在工业现场应用广泛，下面以4-20mA信号为例，实现远程传输与还原。4-20mA模拟信号进入ISO4021A4-232模块后转换成数字量，通过RS-232接口，连接到RS-232转光纤转换器，或者RS-232转GSM/CDMA转换器，或者RS-232转以太网转换器，再通过光纤，或者GSM/CDMA，或者以太网远程传输，在接收端再用相应的RS-232转光纤转换器，或者RS-232转GSM/CDMA转换器，或者RS-232转以太网转换器，将信号转换成RS-232信号。RS-232信号输出到ISODAO1-232模块的RS-232接口，最后ISODAO1-232模块输出4-20mA的模拟信号，完成了远程传输功能。

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【主营产品】
1：Invensys Foxboro（福克斯波罗）：I/A Series系统，FBM（现场输入/输出模块）顺序控制、梯形逻辑控制、事故追忆处理、数模转换、输入/输出信号处理、数据通信及处理等。

2：Invensys Triconex: 冗余容错控制系统、基于三重模件冗余（TMR）结构的最现代化的容错控制器。

3：Westinghouse（西屋）： OVATION系统、WDPF系统、WEStation系统备件。

4：Rockwell Allen-Bradley: Reliance瑞恩、SLC500/1747/1746、
MicroLogix/1761/1763/1762/1766/1764、CompactLogix/1769/1768、
Logix5000/1756/1789/1794/1760/1788、PLC-5/1771/1785等。

5：Schneider Modicon（施耐德莫迪康）：Quantum 140系列处理器、控制卡、电源模块等。

6：ABB：工业机器人备件DSQC系列、Bailey INFI 90等。

7：Siemens(西门子)：Siemens MOORE， Siemens Simatic C1，Siemens数控系统等。

8：Motorola（摩托罗拉）：MVME 162、MVME 167、MVME1772、MVME177等系列。

9：XYCOM：I/O 、VME板和处理器等。

10：GE FANUC(GE发那科)：模块、卡件、驱动器等各类备件。

11：Yaskawa（安川）：伺服控制器、伺服马达、伺服驱动器。

12：Bosch Rexroth（博世力士乐）：Indramat，I/O模块,PLC控制器,驱动模块等。

13：Woodward（伍德沃德）：SPC阀位控制器、PEAK150数字控制器。

14:工业机器人系统备件。

CPU模块 标准型CPU 6ES75184AP000AB0 CPU 1518-4 PN/DP，4 MB 程序，20 MB 数据；1 ns；集成 2x PN 接口，2x 以太网接口，1x DP接口
6ES75173AP000AB0 CPU 1517-3 PN/DP，2 MB 程序，8 MB 数据；2 ns；集成 2x PN 接口，1x 以太网接口，1x DP接口
6ES75163AN010AB0 CPU 1516-3 PN/DP，1 MB 程序，5 MB 数据；10 ns ；集成 2xPN 接口，1x 以太网接口，1x DP 接口
6ES75152AM010AB0 CPU 1515-2 PN，500 KB 程序，3 MB 数据；30 ns；集成 2x PN 接口,1x 以太网接口
6ES75131AL010AB0 CPU 1513-1 PN，300 KB 程序，1.5 MB 数据；40 ns；集成 2x PN 接口
6ES75111AK010AB0 CPU 1511-1 PN，150 KB 程序，1 MB 数据；60 ns；集成 2x PN 接口
紧凑型CPU 6ES75121CK000AB0 CPU 1512C-1 PN, 250 KB程序，1 MB数据；48 ns；集成2x PN接口；集成 32 DI/32 DO, 5 AI/2 AO, 6 HSC@100kHz
6ES75111CK000AB0 CPU 1511C-1 PN, 175 KB程序，1 MB数据；60 ns；集成2x PN接口；集成 16 DI/16 DO, 5 AI/2 AO, 6 HSC@100kHz
分布型CPU 6ES75121DK010AB0 CPU 1512SP-1 PN，200KB 程序，1 MB 数据；48 ns；集成 1x PN 接口 (可用ET 200SP总线适配器再拓展2个PN 接口)
6ES75101DJ010AB0 CPU 1510SP-1 PN，100KB 程序，750 KB 数据；72 ns；集成 1x PN 接口(可用ET 200SP总线适配器再拓展2个PN 接口)
开放型CPU 6ES76772AA310EB0 CPU 1515SP PC,2 GB RAM,8 GB CFAST； 预装32位WINDOWS EMBEDDED STANDARD 7 E，预装CPU 1505S V1.7软件控制器
6ES76772AA410FB0 CPU 1515SP PC,4 GB RAM,16 GB CFAST； 预装64位WINDOWS EMBEDDED STANDARD 7 P，预装CPU 1505S V1.7软件控制器
6ES76772AA410FK0 CPU 1515SP PC,4 GB RAM,16 GB CFAST； 预装64位WINDOWS EMBEDDED STANDARD 7 P，预装CPU 1505S V1.7软件控制器和WINCC ADVANCED RUNTIME(带有128点授权)
6ES76772AA410FL0 CPU 1515SP PC,4 GB RAM,16 GB CFAST； 预装64位WINDOWS EMBEDDED STANDARD 7 P，预装CPU 1505S V1.7软件控制器和WINCC ADVANCED RUNTIME(带有512点授权)
6ES76772AA410FM0 CPU 1515SP PC,4 GB RAM,16 GB CFAST； 预装64位WINDOWS EMBEDDED STANDARD 7 P，预装CPU 1505S V1.7软件控制器和WINCC ADVANCED RUNTIME(带有2048点授权)
软控制器 6ES76727AC000YA0 CPU 1507S,VERSION 1.8(1个浮点授权), 仅能在SIMATIC IPC上使用
6ES78062CD000YA0 S7-1500软件控制器用ODK，使用C/C++扩展S7-1500软件控制器的功能
总线适配器 ET 200SP总线适配器 6ES71936AR000AA0 总线适配器BA 2×RJ45
6ES71936AF000AA0 总线适配器BA 2×FC快连式
6ES71936AP000AA0 总线适配器BA 2×SCRJ光纤
CPU通信模块 分布型CPU通信模块 6ES75455DA000AB0 S7-1510/1512 SP CPU DP通信模块 (RS-485 PROFIBUS-DP)
CPU 存储卡 CPU 存储卡 6ES79548LC020AA0 S7-1200/1500 4M 存储卡
6ES79548LE020AA0 S7-1200/1500 12M 存储卡
6ES79548LF020AA0 S7-1200/1500 24M 存储卡
6ES79548LL020AA0 S7-1200/1500 256M 存储卡
6ES79548LP020AA0 S7-1200/1500 2G 存储卡
6ES79548LT020AA0 S7-1200/1500 32G 存储卡
接口模块 ET 200MP接口模块 6ES71555AA000AB0 ET 200MP IM 155-5 PN ST 标准型接口模块
6ES71555AA000AC0 ET 200MP IM 155-5 PN HF 高性能型接口模块
6ES71555BA000AB0 ET 200MP IM 155-5 DP ST 标准型接口模块
电源模块 电源管理模块 6ES75070RA000AB0 PS：60 W，额定输入电压 AC/DC 120/230 V
6ES75050RA000AB0 PS：60 W，额定输入电压 DC 24/48/60 V 
6ES75050KA000AB0 PS：25 W，额定输入电压 DC 24 V 
6EP1332-4BA00 PM 1507：72W， 24 V/3 A，额定输入电压 AC 120/230 V
6EP1333-4BA00 PM 1507：192W， 24 V/8 A，额定输入电压 AC 120/230 V
I/O模块 模拟量输出模块 6ES75325HF000AB0 AQ 8：模拟量输出模块，高速 AQ 8x U/I HS, 35mm模块，不含前连接器
6ES75325HD000AB0 AQ 4：模拟量输出模块，AQ 4x U/I ST, 35mm模块，不含前连接器
6ES75325ND000AB0 AQ 4：模拟量输出模块，高性能，通道隔离，AQ 4x U/I HF, 35mm模块，不含前连接器
6ES75325NB000AB0 AQ 2：模拟量输出模块，AQ 2x U/I ST, 25mm模块，含前连接器
模拟量输入模块 6ES75317KF000AB0 AI 8：模拟量输入模块，AI 8x U/I/RTD/TC ST, (支持4通道RTD), 35mm模块，不含前连接器 
6ES75317NF100AB0 AI 8：模拟量输入模块，高速，AI 8x U/I HS, 35mm模块，不含前连接器
6ES75317PF000AB0 AI 8：模拟量输入模块，高性能，通道隔离，AI 8x U/R/RTD/TC HF(支持8通道RTD)，35mm模块，不含前连接器
6ES75317NF000AB0 AI 8：模拟量输入模块，高性能，通道隔离，AI 8xU/I HF，35mm模块，不含前连接器
6ES75317QD000AB0 AI 4：模拟量输出模块，AI 4x U/I/RTD/TC ST, 25mm模块，含前连接器
模拟量输入/输出模块 6ES75347QE000AB0 AI4/AQ2：模拟量输入/输出模块 AI/AO 4x U/I/RTD/TC 2x U/I ST, 25mm模块，含前连接器
数字量输出模块 6ES75221BL010AB0 DQ 32：数字量输出模块，晶体管 DQ 32 x 24 VDC/ 0.5A HF, 35mm模块，不含前连接器
6ES75221BL100AA0 DQ 32：数字量输出模块，晶体管 DQ 32 x 24 VDC/ 0.5A BA, 25mm模块，含前连接器
6ES75221BH010AB0 DQ 16：数字量输出模块，晶体管 DQ 16 x 24 VDC/ 0.5A HF, 35mm模块，不含前连接器
6ES75221BH100AA0 DQ 16：数字量输出模块，晶体管 DQ 16 x 24 VDC/ 0.5A BA, 25mm模块，含前连接器
6ES75225FH000AB0 DQ 16：数字量输出模块，可控硅 DQ 16x 230 VAC/ 1A ST (TRIAC), 35mm模块，不含前连接器
6ES75225HH000AB0 DQ 16：数字量输出模块，继电器 DQ 16x 230 VAC/ 2A ST (RELAY), 35mm模块，不含前连接器
6ES75225EH000AB0 DQ 16：数字量输出模块，晶体管 DQ16 X 24...48VUC/125VDC/0.5A, 35mm模块，不含前连接器
6ES75221BF000AB0 DQ 8：数字量输出模块，高性能 DQ 8x 24VDC/ 2A HF, 35mm模块，不含前连接器
6ES75225FF000AB0 DQ 8：数字量输出模块，可控硅 DQ 8 x 230 VAC/ 2A ST (TRIAC), 35mm模块，不含前连接器
6ES75225HF000AB0 DQ 8：数字量输出模块，继电器 DQ 8x 230VAC/ 5A ST (RELAY), 35mm模块，不含前连接器
数字量输入模块 6ES75211BL000AB0 DI 32：数字量输入模块，高性能 DI 32x 24VDC HF, 35mm模块，不含前连接器
6ES75211BL100AA0 DI 32：数字量输入模块，DI 32x 24VDC BA, 25mm模块，含前连接器
6ES75211BH000AB0 DI 16：数字量输入模块，高性能 DI 16x 24VDC HF, 35mm模块，不含前连接器
6ES75211BH100AA0 DI 16：数字量输入模块，DI 16x 24VDC BA, 25mm模块，含前连接器
6ES75211BH500AA0 DI 16：数字量输入模块，源型，DI 16x 24VDC SRC BA, 35mm模块，不含前连接器
6ES75211FH000AA0 DI 16：数字量输入模块，DI 16x 230V AC BA, 35mm模块，不含前连接器
6ES75217EH000AB0 DI 16：数字量输入模块，DI 16 X 24...125V UC HF, 35mm模块，不含前连接器
数字量输入/输出模块 6ES75231BL000AA0 DI16/DQ16：数字量输入/输出模块，16x 24VDC/16x 24VDC/ 0.5A BA, 25mm模块，含前连接器
工艺模块 6ES75501AA000AB0 TM Count 2 x 24 V：2通道高速计数器与位置采集(增量型编码器，24V信号), 35mm模块，不含前连接器
6ES75511AB000AB0 TM PosInput 2，2通道计数与位置采集(增量型/绝对值编码器SSI，RS422和5V TTL信号), 35mm模块，不含前连接器
6ES75521AA000AB0 TM Timer DIDQ 16x24V 带时间戳、高速计数、PWM等功能, 35mm模块，不含前连接器
通讯模块 6ES75401AB000AA0 PtP RS422/485 通讯模块 
6ES75411AB000AB0 PtP RS422/485，高性能通讯模块（支持Modbus RTU）
6ES75401AD000AA0 PtP RS232通讯模块
6ES75411AD000AB0 PtP RS232，高性能通讯模块（支持Modbus RTU）
安装导轨 6ES75901BC000AA0 S7-1500 安装导轨：2000 mm 
6ES75901AJ300AA0 S7-1500 安装导轨：830 mm
6ES75901AF300AA0 S7-1500 安装导轨：530 mm
6ES75901AE800AA0 S7-1500 安装导轨：482 mm 
6ES75901AC400AA0 S7-1500 安装导轨：245 mm 
6ES75901AB600AA0 S7-1500 安装导轨：160 mm
配件 附件 6ES75922AX000AA0 标签,35mm模板适用，100片
6ES75921AX000AA0 标签,25mm模板适用，100片
6ES75921AM000XB0 35mm模板前连接器，螺钉型，40针，含4根跳线 
6ES75921BM000XB0 35mm模板前连接器，快连型，40针，含4根跳线 
6ES75921BM000XA0 25mm模板前连接器，快连型，40针，含4根跳线 
6ES75905AA000AA0 "用于连接PE（地）到S7-1500安装导轨的接地元件，
对于2000mm的安装导轨是必须的 每个包装20片"
备件 6ES75911AA010AA0 S7-1511/13CPU显示面板
6ES75911BA010AA0 S7-1515/16/17/18CPU显示面板
6ES75908AA000AA0 S7-1500 PS/PM供电模板连接头，内含10片
6ES75280AA707AA0 接口模块(6ES7 155-5AA00-0AB0)前盖板5片/包
6ES75280AA007AA0 I/O模块前盖板5片/包，35mm模板适用
6ES75280AA000AA0 I/O模块前盖板5片/包，25mm模板适用
6ES75900AA000AA0 U型连接器,，5片/包
6ES75923AA000AA0 跳线，20片/包
6ES75905CA000AA0 35mm模块屏蔽套件：含屏蔽端子，框架以及24VDC接线端
6ES75905CA000AA0 25mm模块屏蔽套件：含屏蔽端子，框架以及24VDC接线端
6ES75905BA000AA0 模拟量/技术模板专用屏蔽端子
6ES76772AA300AA0 CPU 1515SP PC,2 GB RAM,不带CFAST卡，无预装软件，仅作备件使用
6ES76772AA400AA0 CPU 1515SP PC,4 GB RAM,不带CFAST卡，无预装软件，仅作备件使用