功能简介

IPAM-3402是混合I/O数据采集模块，具有4路的AI差分通道，每一组差分通道也可配置为2路的单端输入通道，以满足不同场合需求，适用于采集工业现场的各种电压和电流信号；模块还具有2路的AO通道，可独立控制输出，也可进行同步输出；模块还具有2路DI和2路DO通道，其中2路DI可配置为计数器功能。

1.1         光电隔离

IPAM-3402产品针对工业应用设计，在模块内部输入输出单元之间采用光电隔离，并对输入信号采取滤波措施，*的降低了工业现场干扰对模块正常运行的影响，使模块具有良好的可靠性。 RS-485通讯接口隔离

1.2         电源隔离

通过DC-DC变换，实现模拟量输入输出电路、数字量输入输出控制电路和微控制器主控电路电源隔离，与光电隔离一起实现*的电气隔离，同时抑制模拟电路和数字电路的噪声串扰，提高EMC特性。安全值输出和通道控制

1.3         RS-485通讯借口隔离

IPAM系列采集模块的RS-485通讯接口都采用专门的电路进行电源隔离和电气隔离，保证RS-485接口芯片和主控电路隔离，隔离电压高达2500VDC。模块还具备专门的总线保护电路，保证模块通讯接口稳定可靠。

1.4         通嵌入式实时操作系统和看门狗电路

IPAM-3402产品中采用了实时操作系统和看门狗电路。实时操作系统可以允许同时运行多个任务。看门狗电路在系统跑飞时将系统重新启动。这些特点使得系统更加稳定可靠。

1.5         通道控制

1.5.1    AI通道控制

IPAM-3402具有4路模拟量差分输入通道，通过配置软件，每一组差分通道也可配置为2路的单端输入通道，也可同时使能。单端输入通道和差分输入通道共用接线端子，可以看成是12个模拟量输入通道，AI0~AI7为单端输入通道，AI8~AI11为差分输入通道。单端输入通道AI0、AI1组成差分输入通道AI8，其中AI0为正输入端，AI1为负信号输入端，以此类推，AI2～AI7每2个单端通道分别组成一个差分通道AI9～AI11。IPAM-3402每1ms对一个通道进行一次采样，可通过软件配置使能或禁止通道采样，关闭没有用到的输入通道，以提高通道的采样速度。例如，只使能差分通道AI8时，采样速率可达1000Hz。模拟量输入通道可以采集-10V～+10V的电压信号，采集电流信号时，需要外接一个精密采样电阻，然后将测得的电压值转换为电流值。

1.5.2    AO通道控制

IPAM-3402还具有2路的模拟量输出通道，可通过配置软件配置为电压输出（0～10V）或电流输出（0～20mA或4～20mA）。2个模拟量输出通道都为12bits分辨率，精度达0.1%。IPAM-3402的模拟量输出通道具有安全输出、紧急输出和斜率输出功能，2个通道还可以进行同步输出。每个通道可通过软件独立配置参数以及控制通道的使能或禁止，当模块上电后未与主机通讯或者AO通道禁止时，对应的AO通道将以设置的安全输出值输出，以保护被控设备的安全。当模块AO通道使能了紧急输出功能，并且数字量输入DI端口输入值与设置的匹配电平*时，对应的AO通道将以设置的紧急输出值输出。

1.5.3    DI通道控制

IPAM-3402具有2路的数字量输入通道，可以通过配置软件配置为普通DI输入模式、AO输出匹配模式或计数器模式。当配置为AO输出匹配模式时，即使能了对应AO通道的紧急输出功能。配置为计数器模式时，即使能计数器功能，对应的DI通道将对该端口上的负脉冲进行计数，输入脉冲频率应小于200Hz。当DI通道配置为普通DI输入模式时，即禁止该通道对应的AO通道的匹配输出功能和计数功能。

1.5.4    DO通道控制

IPAM-3402还具有2路的数字量输出通道，可以设置为由用户控制输出或指示模拟量输入通道的超限状态。通过配置软件，每个模拟量输入通道的上、下限值可独立配置，通道的超限报警功能可独立使能或禁止。当有1路或多路的模拟量输入通道设置为使能超限报警，对应的DO输出端口即被设置为超限指示状态。DO0对应于模拟量输入下限超限报警，DO1对应于模拟量输入上限超限报警。通道超限报警输出的输出值也可通过软件进行配置，选择报警输出时输出高电平或低电平，使得用户的控制更加简便。

1.6         通讯协议

IPAM-3402支持标准的Modbus协议和一套自定义的ASCII协议命令，通过配置软件可以实现Modbus-RTU、Modbus-ASCII和Custom-ASIII三种传输模式的协议转换，适用于广泛的分布控制系统。

1.7         通信参数设置

IPAM系列模块的通信参数如：设备地址、通讯协议、波特率、数据位长度和奇偶校验方式等都是保存在模块的E2PROM中，用户可以利用配置软件通过RS-485接口进行远程配置。用户首先需要知道该模块的参数配置。由于模块没有诸如拨码开关之类的硬件设置来指示此时的参数配置，可能会存在用户忘了某个IPAM模块的通信参数的情况。为了解决此问题，每个IPAM模块都有一个硬件使能输入端子CFG。将此端子连接到GND后，给模块重新上电或复位，模块的通信参数处于确定的状态：

• 地址：1
• 波特率：9600bps
• 通信协议传输模式：MB-RTU
• 数据格式：无奇偶校验，8个数据位，1个停止位

将CFG端子与GND短接，模块用以上确定的通信参数进行初始化，并不会改变E2PROM中保存的配置参数。但只有在这个条件下，通信配置参数才可以进行修改。通信参数修改后，必须把CFG端与GND断开连接后，给模块重上电或通过软件复位模块，配置的通信参数才生效。

2. 硬件结构

IPAM-3402模块主要由电源、隔离电路、A/D转换电路、D/A转换电路、数字量输入电路、数字量输出电路、RS-485隔离通讯接口以及MCU等组成。模块的微控制器采用32位RISC的ARM芯片，具有非常快速的数据处理能力，并采用了看门狗电路，可以在出现意外时将系统重新启动，使得系统更加稳定可靠，可以应用在高性能和高速度的应用环境中。

    IPAM-3402针对工业应用设计，在内部输入输出单元与控制单元之间采用光电隔离，并对输入信号采取滤波措施，*降低了工业现场干扰对模块正常运行的影响，使模块具有良好的可靠性。采用带隔离的RS-485通信接口，可以避免工业现场信号对微控制器通讯接口的影响，并具有ESD、过压、过流保护。