DAP系列智能压力传感器数字接口模块.docx
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DAP系列智能压力传感器数字接口模块.docx
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DAP系列智能压力传感器数字接口模块
PTH503/708智能数字压力传感器接口模块
技术手册
1.模块概述
PTH503/708智能压力传感器接口模块,采用最新的数字处理技术研发的新一代智能数字接口产品,具有高精度、高可靠性、使用和安装方便等特点。
PTH503/708智能压力传感器接口模块采用低功耗、宽电压设计。
在不进行数字通讯的情况下,功耗不大于20mA。
电压范围是直流7VDC~24VDC。
既可用太阳能或蓄电池供电,也可以采用工业现场的24VDC供电。
两级防雷设计,提高了产品的防雷能力。
PTH503/708智能压力传感器接口模块的通信采用RS485通信协议,半双工工作方式,最高通讯速率57600BPS。
采用简单的ASCII码命令格式,方便使用。
最高采样速度10次/秒。
该变送器可以通过RS485总线组成双绞线网络,特别适用于计算机控制系统中。
2.模块性能参数
a.压力输出精度0.1%FSO,温度输出精度±1℃;
b.对压力传感器可进行零点、非线性、零位温度漂移、温度灵敏度漂移进行补偿;
c.激励方式,恒流0.2mA~2mA,或恒压5V,供电电源电压为7~24V;
d.通信接口采用主从结构半双工RS485总线结构,通信速度1200,2400,4800,9600,19200,38400,57600可调;
e.通信距离最大为1200米,一个通信段上可同时接32个模块;
f.任意切换九种常用的压力单位MPa,KPa,PSI,Kg/cm2,mH2O,Bar,mmHg,atm,usr,各压力单位之间切换所带来的误差小于0.01%FSO;
g.采样速率:
10次/秒,采样位数15位;
h.两级防雷设计,提高了防雷能力;
i.外形尺寸:
长方形17×49,可根据用户需要定制外形尺寸;
k.工作环境温度-40℃~+85℃,湿度30%~95%。
3.模块外形及接线说明
4.模块的通信协议和命令
模块采用RS485通讯协议,半双工工作方式,串行传输速率:
1200,2400,4800,9600,19200,38400,57600可选。
帧格式:
1位开始位,8位数据位,1位停止位,无奇偶校验位。
命令返回延迟时间:
约10毫秒。
传输距离:
1200米。
4.1ASCII命令格式、命令及注解
发送命令:
#aCCdddd;
#是命令的前导码,每一个命令都以#开头。
a是命令的地址码,用于区分该命令是发给哪一个PTH503/708模块的。
可用%作为万能地址码,PTH503/708除响应与自己地址相符的命令外,所有的PTH503/708模块还响应地址为%的命令。
CC命令码由两个英文字母组成,可分为两种命令,读命令和写命令。
dddd命令参数,由1~6个十进制或十六进制数字组成。
;分号,ASCII码的59(3BH),是DAP命令的结束码
一旦PTH503/708收到与自己地址码相符的合法命令,除RS和mb命令外,都要返回ASCII格式的值。
返回命令:
*D↙
*是返回的前导码,每一个命令返回都以*开头。
D是返回值,有可能是字符串,数字等。
↙回车符,ASCII码的13(0DH),是DAP模块返回的结束码
万能地址:
%是PTH503/708的万能地址码,无论PTH503/708自己的地址是多少,都要响应地址码为%的命令。
当RS485总线上只接有一只PTH503/708时,才能使用%作为地址发送命令。
否则将产生总线竞争,有可能会损坏PTH503/708。
PTH503/708的ASCII命令及注解
读命令
命令
描述
命令参数
命令举例
回送举例
OP
读当前压力值
无
#1OP;
*+100.000↙
OT
读当前温度值
无
#1OT;
*+21.5↙
A?
读地址码
无
#1A?
;
*1↙
U?
读当前使用的压力单位
无
#1U?
;
*0—Kpa↙
F?
读最大量程值
无
#1F?
;
*+600.000↙
M?
读最小量程值
无
#1M?
;
*-100.000↙
P?
读比例因子
无
#1P?
;
*01.000↙
S?
是否去了皮重
无
#1S?
;
*OFF↙
N?
读序列号
无
#1N?
;
*0801160001↙
RS
软件复位
无
#1RS;
无
写命令
mu
修改压力输出单位
0~8
#1mu2;
*muDone↙
ma
修改地址码
0~9,A~Z
#1ma2;
*maDone↙
mb
修改串行通信的波特率
0~4
#1mb4;
无
sz
平移到零点
无
#1sz;
*szON↙
调校命令
cz
零点校位
无
#1cz;
*czDone↙
cf
满量程校正
无
#1cf;
*cfDone↙
st
保存cz和cf校正后的参数
无
#1st;
*stDone↙
sp
备份参数
无
#1sp;
*spDone↙
rp
恢复参数
无
#1rp;
*rpDone↙
OP(OutputPressure)读当前的压力值。
OP是PTH503/708产品最主要的命令,读当前的压力值,返回为固定长度的10位字节字符串。
例如,读地址为1的PTH503/708的压力值
命令:
#1OP;
返回:
*+599.820↙
表示地址为1的PTH503/708当前的压力为+599.820。
压力的单位可用命令“U?
”确定,当使用不同的单位时,返回字符的小数点位置可能不同。
而在同一压力单位的情况下,小数点的位置是固定的。
当用“mu”改变压力单位后,小数点的位置发生改变。
如果比例因子不等于1,则OP的返回值是实际压力值与比例因子的乘积。
OT(OutputTemperature)读当前的温度值
返回为固定长度的7位字节字符串。
小数点保留一位。
例如:
命令:
#1OT;
返回:
*+22.1↙
表示地址为1的PTH503/708当前的温度为+22.1℃
A?
(Address?
)读PTH503/708的地址码
例如:
命令:
#1A?
;
返回:
*1↙
表示有地址为1的PTH503/708在RS485总线上,否则,无返回。
在网络应用时,如有多个PTH503/708在同一条RS485总线上,可用A?
命令搜索挂在总线上所有的PTH503/708。
方法如下:
依次执行命令“#1A?
”,“#2A?
”,“#3A?
”,……,“#ZA?
”。
如有返回字符串,并与地址码相同,表示有该地址的PTH503/708在总线上。
地址码的取值范围是ASCII码的0~9,A~Z,a~z。
%是PTH503/708的万能地址码。
当仅接有一只PTH503/708时,可使用%作为地址的A?
命令,读该只PTH503/708的地址。
例如:
命令#%A?
;
返回*2↙
表示该只PTH503/708的地址是2。
U?
(Unit?
))读当前使用的压力单位,
直接返回当前使用压力单位的字符串。
↙
例如:
命令:
#1U?
;
返回:
*0—Kpa↙
表示有地址为1的PTH503/708目前使用的压力单位是Kpa,PTH503/708共有九种压力单位可供选择,它们是0—Kpa,1—Mpa,2—PSI,3—Kg/cm2,4—mH2O,5—Bar,6—mmHg,,7—atm,8—usr(自定义),返回的字符串(压力单位)前有一个顺序数,有关usr单位的定义请参考命令mu。
另外,选择不同的压力单位,使用修改压力单位命令mu。
F?
(FSO?
)读最大量程的压力值,
返回当前压力单位下的最大量程值。
例如:
命令:
#1F?
;
返回:
*+600.000↙
在不同的压力单位下最大量程值是不相同的,F?
命令的返回值也发生相应的改变。
M?
(MSO?
)读最小量程的压力值,
返回当前压力单位下的最小量程值。
例如:
命令:
#1M?
;
返回:
*-100.000↙
在不同的压力单位下最小量程值是不相同的,M?
命令的返回值也发生相应的改变。
P?
(Proportion?
)读压力输出的比例因子
返回当前的比例因子。
例如:
命令:
#1P?
;
返回:
*00.985↙
表示比例因子为0.985。
此时OP的返回值比实际的压力小(是实际的压力的0.985倍)。
所有OP命令都是返回当前的压力值与比例因子的乘积,通常情况下比例因子为1,不会影响到OP的返回值。
比例因子主要用于测量液位时,液位高度与压力不匹配的场合。
即比例因子用于校正液体密度不等于1时,压力与液位的误差。
例如液体比重的倒数(比例因子)为δ=1.021,压力单位为(米水)mH2O,当压力为Pressure=11.250mH2O,则OP的返回值将返回实际液体高度(H=Pressurexδ)的米值,H=11.25x1.021=11.486m高,即返回*+011.486.比例因子只能在工厂提供的软件中设置。
并且,一旦设定后用户不能更改压力单位,否则比例因子将复位到1.000。
比例因子的取值范围是:
0.75~1.25。
S?
(ShiftToZero?
)是否已有“平移到零”操作(是否有皮重)?
返回当前“去皮重”操作的状态,如已去皮重返回*ON↙,否则如无去皮重返回*OFF↙。
例如:
命令:
#1S?
;
返回:
*ON↙
有关去皮重,请参考去皮重的开关命令sz。
N?
读产品序列号
返回产品的序列号,共16个字符。
例如:
命令:
#1N?
;
返回:
*0801160001↙
RS(Reset)软件复位RS命令
软件复位地址码指定的PTH503/708,无返回值,例如:
命令:
#1RS;
返回:
mu(ModifyUnit)修改压力单位
PTH503/708有九种压力单位可供选用,它们依次是0-Kpa,1-Mpa,2-PSI,3-Kg/cm2,4-mH2O,5-Bar,6-mmHg,7-atm,8-usr。
mu命令带有一位十进制数字的命令参数,取值范围0--8,其参数值分别按顺序代表对应的压力单位。
例如:
命令:
#1mu0;
返回:
*muDone↙
将地址1的PTH503/708的压力单位改为Kpa。
第九个压力单位usr是用户自定义单位,由工厂根据用户的要求定义,如用户无特别要求,出厂时设定该单位为百分比,即该单位的满量程输出为100.00(表示100.00%),可用于测量各点压力到达满量程的程度。
为了保证各压力单位之间切换的换算精度小于0.01%,和切换后OP命令的分辨率小于0.01%,同时考虑到PTH503/708产品本身的运算开销,PTH503/708规定满量程的数值范围是1.0000--60000之间。
如果压力单位切换后使满量程的数值超出了范围,则PTH503/708将拒绝mu命令,不切换,而返回:
Err。
压力切换后,应用U?
命令检查是否是正确的压力单位。
压力单位切换到新的单位,会使比例因子复位到1。
ma(ModifyAddress)修改地址
PTH503/708的地址是一位数字或字母。
地址范围为0~9、A~Z,a~z。
mu命令带有一位十进制0~9数字或A~Z、a~z字母的命令参数,该参数是更改后的新的地址码。
如果PTH503/708成功的执行了ma命令将返回*maDone↙,例如:
命令:
#1maZ;
返回:
*maDone↙
将地址1的PTH503/708的地址改为Z。
地址修改后,用#ZA?
命令串检查,应返回*Z。
mb(ModifyBaudRate)修改串行通讯的波特率
mb命令带有一位十进制0~4数字的命令参数,其参数值分别按顺序代表对应的波特率。
PTH503/708产品使用RS485半双工的串行通讯,有5种通讯的波特率可供选用,它们按命令参数0~5依次代表0:
1200,1:
2400,2:
4800,3:
9600,4:
19200,5:
38400,6:
57600。
例如:
命令:
#1mb3;
返回:
无
将地址1的PTH503/708的串行通讯的波特率改为9600,无返回字符串。
修改后立即将主控机的波特率也相应改为9600,再用其它的命令检查是否通讯正常。
sz(ShiftToZero)“平移到零”(去皮重)
sz命令将当前点置为“零”,即去皮重。
sz命令是一个开关命令,每执行一次sz命令将循环“打开/关闭”置“零”功能,即“去皮重/不去皮重”。
执行sz命令后,如关闭“去皮重”,返回*szOFF,如打开“去皮重”,返回*szON。
例如:
命令:
#1sz;
返回:
*szON↙
将地址1的PTH503/708去皮重。
此时如压力保持不变,OP命令的返回值一定是0。
有关sz命令的详细介绍以及与cz的区别,请参看后面“零位和灵敏度的校正”一节。
cz(CalibrateZero)零位校正
cz,cf分别是零位和满量程校正命令,必须在计量室中,并配备高精度的压力标准下进行。
在20℃的室温下,将压力设置为零压,保持足够长的时间,使PTH503/708的输出稳定,执行cz命令将当前点置为零。
如果PTH503/708成功的执行了cz命令将返回*czDone,例如:
命令:
#1cz;
返回:
*czDone↙
cz和cf命令的参数并没有存入,一旦重新上电或RS软件复位,将重新加载原有的零位和满量程参数。
如果要存入cz和cf命令的参数,用st命令。
cf(CalibrateFSO)满量程校正
cz,cf分别是零位和满量程校正命令,必须在计量室中,并配备高精度的压力标准下进行。
在20℃的室温下,将压力设置为满量程,保持足够长的时间,使PTH503/708的输出稳定,执行cf命令将当前点置为满量程。
如PTH503/708成功的执行了cf命令将返回*cfDone↙,例如:
命令:
#1cf;
返回:
*cfDone↙
cz和cf命令的参数并没有存入,一旦重新上电或RS软件复位,将重新加载原有的零位和满量程参数。
如要存入cz和cf命令的参数,用st命令。
st(Store)存入零位和满量程参数
st命令将用cz,cf命令对PTH503/708的零位和满量程校正后的参数保存。
如PTH503/708成功的执行了st命令将返回*stDone,例如:
命令:
#1st;
返回:
*stDone↙
sp备份模块参数
sp命令把PTH503/708所有参数进行备份,一般用于出厂前,举行参数备份。
如PTH503/708成功的执行了sp命令将返回*spDone,例如:
命令:
#1sp;
返回:
*spDone↙
rp恢复备份模块参数
rp命令把PTH503/708备份的参数,置为工作参数。
如PTH503/708成功的执行了rp命令将返回*rpDone,例如:
命令:
#1rp;
返回:
*rpDone↙
4.2出错信息
PTH503/708产品只对具有正确引导码并且与自身地址符相同的命令,才作出响应。
如果引导码及自身地址符正确,但命令或命令参数错误。
PTH503/708产品返回“*Err”,表示错误。
错误的产生可能有以下原因:
1)错误的命令,前述命令以外的字符。
2)命令参数错误,如位数不对,十六进制和十进制的混淆等。
5.零位与满量程的校正
(1)用去皮重和比例因子修正零位和满度输出
sz命令是一个非常有用的命令,可以在任意时刻任意压力的情况下,设定当时的压力为新的起点“0”,而不会改变产品的灵敏度和实际“0”压输出。
常使用sz命令去皮重。
并可以在任何时刻关闭sz的功能。
再一次执行sz命令,使之返回“szOFF”。
sz命令的返回是sz命令执行后的状态。
如sz打开则返回“szON”,如sz关闭则“szOFF”,不要企图使用sz命令的返回字符串去判断sz的状态。
因每执行一次sz,则sz的状态都会反转变化,而且,原有的szON时的皮重值,当执行sz后都会丢失。
要判断sz的状态(是否已有去皮重),用S?
命令。
在实际使用中,可以用sz命令使PTH503/708的输出平移到“0”(去皮重),也可以使用比例因子对输出的灵敏度进行修正。
这些修正措施都不会影响PTH503/708在工厂时标定的参数。
可以再一次执行sz命令关闭“去皮重“功能,或重新设置比例因子到”1“恢复原有的灵敏度。
比例因子可用于修正满度输出的偏差。
可设定0.75~1.25之间的比例因子,使OP的输出和二进制命令01的输出为当时测量压力与比例因子的乘积。
比例因子的设定不影响出厂是标定的灵敏度。
图5示意了sz打开和关闭对OP命令的影响。
图5(A)是sz关闭(szOFF)时压力与OP返回值的关系,设在压力值P1时执行sz命令,使sz打开,在szON时,压力与OP返回值的关系如图5(B)。
(2)用调校命令对零位和满度进行校正
cz、cf命令必须在实验室的计量仪表上运行,用于校验产品。
而sz命令可以在用户RTU的任何时刻执行。
sz命令用于计量压力的相对变化。
零位和满度可以用cz和cf命令进行校正。
用户在使用过程中尽可能使用sz命令和比例因子对零位和灵敏度(满度)进行修正。
cz和cf命令将对出厂时标定的零位和灵敏度进行重新的校正,需要特别慎用。
cz和cf命令主要用于当长时间的使用PTH503/708的零位或灵敏度产生漂移后,或者由于计量部门的需要对PTH503/708重新计量标定时,使用比PTH503/708高一级的标准压力源在计量室内重新标定PTH503/708。
分别使用cz和cf命令重新标定PTH503/708的零位和灵敏度(满量程)。
标定完成后用st命令永久保存新的值,作为下次上电或软件复位后的值。
零位校正步骤:
⒈装PTH503/708和相关的压力标准等,确保压力无泄露、与计算机的通讯正常。
⒉置压力到零位,等待PTH503/708的输出稳定。
⒊向PTH503/708发送cz命令。
PTH503/708返回czDone,表明PTH503/708已成功执行cz命令。
此时OP命令的返回值应为0。
⒋执行st命令永久保存cz命令调整的新值。
满量程校正步骤:
满量程的校正步骤与零位校正的类似,无论当前的压力单位是什幺,加满量程压力时,加到PTH503/708产品出厂时给定的满量程压力即可,出厂时给定的满量程压力可用F?
命令读取。
在任意一个压力单位完成校正即可,其它的压力单位自动完成。
但为直观明了,最好选择与压力标准相同的压力单位。
1.安装PTH503/708和相关的压力标准等,确保压力无泄露、与计算机的通讯正常。
2.控制压力到满量程压力,等待PTH503/708的输出稳定。
3.向PTH503/708发送cf命令。
PTH503/708返回cfDone,表明PTH503/708已成功执行cf命令。
此时OP命令的返回值应与F?
命令读取的值相同。
4.执行st命令永久保存cz命令调整的新值。
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