TAC3000系列控温模块简介

一、产品功能与特点

TAC3000系列温度控制模块可选择多种控温模式，连接八路热电阻温度传感器或七路热电偶温度传感器，以PWM调功方式控温实现多路温度控制。开关量输出口直接驱动固态继电器，各温区之间具备PWM相位偏移设置和分步起动加热的顺序功能，有利于电网负荷调配和降低电力负荷冲击。每个开关量输出位也可以组态成报警逻辑信号输出或模块工作状态输出，还可以作为离散输出点由上位机控制。报警模式分绝对值报警、相对偏差报警和偏差报警加上预警报警模式。模块的不同工作状态可以以占空比信号的形式通过一位开关量输出口给出加热、预警、报警和恒温4种工作状态。TAC3000模块通过RS-485总线接口和多种通讯协议与主设备相连，主设备可以是计算机，也可以是通用人机界面设备。通讯协议兼容MODBUS-RTU/ASCII、台湾研华ADAM4000系列通讯协议和松下FPI通讯协议，实现全部内部参数的读取和设置。该产品可用于各种现场需要温度控制的场合。

本产品的特点如下：

1、 以工业级单片机为核心，集成电路全部采用CMOS器件，全部经过工业级温度考核；

2、隔离DC-DC变换器和隔离RS485输出，以及隔离开关量输出接口，全浮空电路设计；

3、 采用三线制热电阻测量电路，自动补偿引线电阻；

4、 模块内置测温元件，软件完成热电偶参比端温度补偿；

5、 无电位器设计，软件校准零点和满度；

6、 采用数字校零技术消除系统的失调和漂移，保证各个通道的精度和一致性；

7、 软件选择同类型传感器中的不同型号，通用性强；

8、 输入和电源加有完善的TVS保护电路，误加几十伏高压不会损坏；可耐受几千伏ESD火花放电。

9、 电源监视电路和看门狗电路，保证恶劣环境下可靠运行。

二、技术指标

1、 传感器：PT100/Cu50/Cu100，各种热电偶，电流、电压

2、 路 数：8路（热电偶：7路+1路环境温度）

3、 范 围：温度传感器全范围，0~50mV，0~5V，4~20mA

4、 分辨率：0.1℃，300码/mV，2000码/V，500码/mA

5、 电路精度：±0.2℃，±2字

6、 转换时间： 有滤波：2.16秒/8通道，无滤波：0.72秒/8通道

7、 开关量输出：9路隔离OC输出，最大驱动能力：500mA

8、 开关量输入：4路光偶隔离输入，可接入无源触点，模块给触点提供电源。

9、通讯接口：隔离RS485，波特率可选，出厂默认：9600,8,N,1

10、供电电源：9~30V

11、功 耗：<2W

12、外形尺寸：146×116×45

13、环境温度：-40~80℃

14、相对湿度：≤85％

三、工作原理

温度控制模块原理框图如图1所示，温度传感器经模拟开关由单片机控制顺序选通到放大电路和A/D转换器ICL7135（±20000码）。单片机采集数据后，经校零、滤波、参比端补偿（热电偶）和线性化处理后转换为对应的温度数字量，存入内部RAM。模块每隔2.16秒（有滤波）或0.72秒（无滤波）完成一次上述操作，自动刷新内部RAM。上位机可以通过RS485接口取得这些温度数据。单片机把采集来的温度根据控温参数设置，进行相应的控温运算，由运算结果决定PWM的占空比进行控温。开关量输出口如果用于报警输出，单片机则根据该开关量输出的逻辑参数设置进行逻辑运算，结果输出到输出口。

当开关量输出即不用于控温和也不用于报警时，可作为异步并行口按着特定时序输出温度数据，或者作为离散输出点由上位机控制其输出状态。

四、外型尺寸和端子定义

图2为模块底部外型装配图，外型尺寸为146×98.4×45（单位mm），模块装配在工业标准导轨上。此外，模块两侧各有一固定孔，孔径为5.5mm，也可以用φ4螺丝通过这两个固定孔将模块固定。

图3为端子定义图，模块电源使用直流9V~30V接于V+和V-之间；T+和T-为RS485接口的A和B（研华的ADAM4520为DATA+和DATA-）； D0~D7为八个开关量输出，STB为第九个开关量输出，IN1~IN4为开关量输入，其中，IN1为外启动控温输入，IN4可用于异步并口的请求端。SET为设置端，在运行设置程序DUTSETW程序之前，必须将SET与地线V-短接。iA、iB、iC为模拟量输入端。

　

　

　

　

图4.1与图4.2 为采集模块的传感器输入端子接线图。其中，传感器输入端每个通道为3个接线端子，8路共24位端子。热电阻温度传感器采用三线制连接，接线如图4.1所示，8路接法相同，热电阻温度传感器连接时要注意三根导线要采用同一规格，且iB和iC两根导线在现场的传感器端连接到一起。热电偶和电流、电压输入接法基本相同，如图4.2所示，即每组的iA 为传感器的正端和iB为传感器的负端，iC为屏蔽端。在模块内部，8个C端作为模拟信号地是连在一起的。

热电偶控温模块，最后一路用于冷端补偿，模块内自带补偿元件，端子上不要接任何东西，主机采集的最后一路数据为环境温度。模块内的测温元件也可以通过端子7A、7B和7C连接到现场，这样可以节省补偿导线。

五、通讯协议与PLC兼容地址空间

MODBUS协议是PLC之间信息交互的一种通用的通讯标准。DUT控温模块通讯所用到的功能码只是MODBUS功能码的一部分，只完成位和寄存器的读和写，包括01H, 02H, 03H, 04H, 05H, 06H, 10H,和11H功能码。通过MODBUS协议可读取采集来的温度、开入和上下限报警等；可读写的模块系统参数如波特率、滤波、通讯协议、站地址等，可读写的模块控制参数包括控制选择、设定值、采样周期、PID参数、起控范围和报警设定值等。系统参数、控制参数和报警参数都是掉电保存的。每次上电模块都会按照设定好的参数自动启动运行。

MODBUS协议的地址范围是0~FFFFH，而模块内部的整个地址空间只安排在0~7FFH的范围内，超过这个范围，会折回到0~7FFH，这样在0~FFFFH范围内就产生了以800H为跨度的镜像地址。也就是说，读写寄存器2H，和读写寄存器802H，1002H，1802H，2002H，……，一样，都是在读写同一个物理寄存器。

这样，模块的位地址寄存器地址和他们的镜像地址就可以和多种PLC的地址分布相互兼容，因此，对于上位机来说，TAC3000控温模块就像是一个PLC，这样为可编程序控制器配套的各种点阵触摸屏、字符液晶屏和计算机组态软件等都能直接与TAC3000控温模块相连。

六、模块与主设备的连接

1、模块与触摸屏的连接

HITECH触摸屏PWS1711是单色点阵触摸屏，具有曲线显示功能。该屏有两个485/232串行通讯接口，一个用于下载组态界面，另一个直接连接TAC3000模块，在组态软件的工作参数设定中选择下位机是MODBUS SLAVE,控制区长度设为0，通讯参数设为9600，8，N，1。模块通讯协议是MODBUS RTU。

2、模块与计算机的连接

模块与计算机通过串行口连接如图6所示。计算机的串行口1或串行口2通过RS232到RS485转换器（可以选用ADAM4520）转换成为RS485总线，各个采集模块以RS485总线形式和计算机相连。一般一段总线可直接连接32个模块，超过32个需要加中继器。计算机中安装“组态王”等通用人机界面软件可直接与模块通讯。我们提供可运行于Windows环境的设置

程序DUTSETW和通讯程序DUTSETMD用于模

块参数设置和控温方式组态，这是以表格方

式参照《DUT模块逻辑输入和输出组态信息定义V36.doc》

对模块进行组态。另外，我们还提供可视化的组态软件

对控温模块进行组态，鼠标点击拖放操作，直观方便快捷。

详情请见程序说明

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