Modbus RTU Relay (D)

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说明

Modbus RTU Relay (D)
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功能简介
特性 RS485 继电器模块 带数字输入量
' 无特性,不解释
' 无特性,不解释
' 无特性,不解释
' 无特性,不解释
接口 RS485

用电安全注意事项

  • 本产品须由专业的电工或技术人员作业使用,使用过程中请做好用电安全,防漏电和绝缘等保护措施。
  • 在安装、维护或更换继电器设备之前,请务必关闭电源并拔下插头。
  • 请勿试图拆卸继电器设备,以免损坏设备或导致电击危险。
  • 请妥善安装放置继电器设备产品,请勿在潮湿、过热、易燃坏境中使用,避免因安装或使用不慎,引发安全事故。

本产品是一款工业级 RS485 接口控制的 8 路继电器模块,带 8 路开关量输入, 采用 Modbus RTU 协议,内置电源隔离、磁耦隔离和 TVS 等保护电路,ABS 外壳设计。本产品操作简单,具有通信速度快、稳定、可靠、安全等特点,可适用于各种通信要求较高的工控设备或应用。

产品参数

供电电压 DC 7~36V
通信接口 RS485
通信波特率 4800,9600,19200,38400,57600,115200,128000,256000
默认通信格式 9600,N,8,1
继电器路数 8 路
触点类型 一常开、一常闭
触点负载 ≤10A 250V AC 或 ≤10A 30V DC
数字输入 8DI,5~36V,无源输入/有源输入 (NPN 型或 PNP 型),
内置双向光耦
Modbus 协议 标准 Modbus RTU 协议
RS485 地址设置 1~255
指示灯 STA:MCU 指示灯,MCU 正常工作时闪烁

TXD:发送指示灯,发送数据时灯亮 RXD:接收指示灯,接收数据时灯亮

基本功能

支持通过 RS485 发送 Modbus RTU 协议指令读取开关量输入,从而根据输入控制继电器输出。
Modbus-RTU-Relay-D-details-3.jpg

接线说明

Modbus-RTU-Relay-D-1-intro.jpg
DI1-DI8为8通道信号输入端,DGND为信号端地。COM为输入信号公共端,可接悬空也可电源正极或电源负极,可直接从供电电源取电,也可接独立电源供电。

  • 不接悬空:干接点无源输入
  • 接电源正极:低电平触发,NPN型湿接有源输入,电压5V-30V DC
  • 接电源负极:高电平触发,PNP型湿接有源输入

数字量输入接线

Modbus-RTU-Relay-D-DI-connect-sensors.jpg

无源干接点接线

  • 无源干接点输入

Modbus-RTU-Relay-D-DI-connection-01.jpg

有源湿接点接线

  • 有源湿接点NPN型输入

Modbus-RTU-Relay-D-3.png

  • 有源湿接点PNP型输入

Modbus-RTU-Relay-D-4.png

继电器输出接线

设备带有触点容量为 10A 250V AC 或 10A 30V DC 的继电器,可以直接控制家用 220V 交流设备,也可以控制 30V 以下直流设备。
Modbus-RTU-Relay-D-details-17.jpg

产品尺寸

Modbus-RTU-Relay-D-details-size.jpg

硬件测试

RS485测试

  • 将USB TO 485和目标板通过杜邦线,将A-->A和B-->B相连,如下图所示:

Modbus-RTU-Relay-D-details-15.jpg

  • 下载SSCOM串口调试助手并在电脑上打开,打开对应的端口号,设置波特率为9600,点击多字符串打开多条字符串发送窗口,点击对应的功能即可发送对应的命令,

Modbus-RTU-Relay-2.png

  • 如果需要发送其他命令则选择HEX发送,加检验选择ModbusCRC16校验,输入命令的前六个字节点击发送则会自动添加CRC校验码。

Modbus-RTU-Relay-3.png

  • 详细的控制指令请查看请查看开发协议。

程序测试

注意:RS485不可以直接接到树莓派的串口否则可能烧毁设备,需要加485电平转换,树莓派建议搭配RS485 CAN HAT模块使用,NUCLEO-F103RB和Arduino建议搭配RS485 CAN Shield模块使用

树莓派

打开树莓派终端,输入以下指令进入配置界面

sudo raspi-config
选择Interfacing Options -> Serial Port, 选择Yes打开硬件串口

然后重启树莓派:

sudo reboot

将RS485 CAN HAT模块插到树莓派,把ModBus RTU Relay模块和RS485 CAN HAT模块的A与B对应连接
如果使用的是其他的485设备,确定连线A-A,B-B即可
运行如下命令运行程序

sudo apt-get install unzip
wget https://www.waveshare.net/w/upload/2/2e/Modbus_RTU_Relay_D_Code.zip
unzip Modbus_RTU_Relay_D_Code.zip
cd Modbus_RTU_IO_Code/Python3
sudo python3 main.py

程序正常运行后各个通道依次打开然后依次关闭,最后显示当前输入状态。

STM32

STM32的例程是基于NUCLEO-F103RB和RS485 CAN Shield模块。
找到STM32程序文件目录并打开STM32工程。注意使用前先确保电脑已经安装好keil5软件,下载将程序下载到开发板即可。
正常正常运行继电器模块导通会依次打开然后依次关闭。串口会输出发送的命令。最后显示当前输入状态。

Arduino

Arduino例程是基于UNO PLUS和RS485 CAN Shield模块。
使用Arduino IDE 打开程序,选择对应的开发板然后下载程序。
正常正常运行继电器模块导通会依次打开然后依次关闭。串口会输出发送的命令。最后显示当前输入状态。

开发协议

功能码介绍

功能码 备注
01 读继电器状态
02 读输入状态
03 读取保存寄存器
05 写单个继电器
06 设置单个寄存器
0F 写多个继电器
10 设置多个寄存器

寄存器地址介绍

地址(HEX) 地址存储内容 寄存器取值 权限 Modbus 功能码
0x0000
……
0x0007
道通1~通道8继电器地址 0xFF00:继电器开启;
0x0000:继电器关闭;
0x5500:继电器翻转;
读/写 0x01,0x05,0x0F
0x00FF 操作全部寄存器 0xFF00:继电器全部开启;
0x0000:继电器全部关闭;
0x5500:继电器全部翻转;
0x05
0x0200
……
0x0207
道通1~通道8继电器闪开 延时时间为数据*100ms
数值:0x0007,延时:7*100MS = 700MS
0x05
0x0400
……
0x0407
道通1~通道8继电器闪闭 延时时间为数据*100ms
数值:0x0007,延时:7*100MS = 700MS
0x05
1x0000
……
1x0007
道通1~通道8输入地址 表示0~8输入通道状态 0x02
4x1000
……
4x1007
道通1~通道8继电器控制模式 0x0000~0x0002三种控制模式 读/写 0x03,0x06,0x10
4x2000 串口参数 高八位为校验方式:0x00~0x02
低八位为波特率方式:0x00~0x07
0x06
4x4000 设备地址 直接存储 Modbus 地址
设备地址:0x0001-0x00FF
读/写 0x03,0x06
4x8000 软件版本 转为十进制然后小数点左移两位即表示软件版本
0x0064 = 100 = V1.00
0x03

控制单个继电器

发送码:01 05 00 00 FF 00 8C 3A

字段 含义 备注
01 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
05 05指令 控制继电器指令
00 00 地址 要控制继电器的寄存器地址,0x0000 - 0x0008
FF 00 指令 0xFF00:继电器开启;
0x0000:继电器关闭;
0x5500:继电器翻转;
8C 3A CRC16 前6字节数据的CRC16校验和

返回码: 01 05 00 00 FF 00 8C 3A

字段 含义 备注
01 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
05 05指令 控制继电器指令
00 00 地址 要控制继电器寄存器地址,0x0000-0x0008
FF 00 指令 0xFF00:继电器开启;
0x0000:继电器关闭;
0x5500:继电器翻转;
8C 3A CRC16 前6字节数据的CRC16校验和

示例: [1号地址设备]: 0号继电器开启 : 01 05 00 00 FF 00 8C 3A
0号继电器关闭 : 01 05 00 00 00 00 CD CA
1号继电器开启 : 01 05 00 01 FF 00 DD FA
1号继电器关闭 : 01 05 00 01 00 00 9C 0A
2号继电器开启 : 01 05 00 02 FF 00 2D FA
2号继电器关闭 : 01 05 00 02 00 00 6C 0A
3号继电器开启 : 01 05 00 03 FF 00 7C 3A
3号继电器关闭 : 01 05 00 03 00 00 3D CA
0号继电器翻转:01 05 00 00 55 00 F2 9A
1号继电器翻转:01 05 00 01 55 00 A3 5A
2号继电器翻转:01 05 00 02 55 00 53 5A
3号继电器翻转:01 05 00 03 55 00 02 9A

控制全部继电器

发送码:01 05 00 FF FF 00 BC 0A

BC 0A||CRC16||前6字节数据的CRC16校验和
字段 含义 备注
01 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
05 05指令 控制继电器指令
00 FF 地址 固定0x00FF
FF 00 指令 0xFF00:继电器开启;
0x0000:继电器关闭;
0x5500:继电器翻转;

返回码: 01 05 00 FF FF 00 BC 0A

字段 含义 备注
01 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
05 05指令 控制继电器指令
00 FF 地址 固定0x00FF
FF 00 指令 0xFF00:继电器开启;
0x0000:继电器关闭;
0x5500:继电器翻转;
BC 0A CRC16 前6字节数据的CRC16校验和

示例:

[1号地址设备]:

全部继电器开启 : 01 05 00 FF FF 00 BC 0A
全部继电器关闭 : 01 05 00 FF 00 00 FD FA
全部继电器翻转 : 01 05 00 FF 55 00 C2 AA

读取继电器状态

发送码:01 01 00 00 00 08 3D CC

字段 含义 备注
01 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
01 01指令 查询继电器状态指令
00 00 继电器起始地址 固定0x0000
00 08 继电器数量 固定0x0008
3D CC CRC16 前 6 字节数据的 CRC16 校验和

返回码:01 01 01 00 51 88

字段 含义 备注
01 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
01 01指令 查询继电器状态指令
01 字节数 返回状态信息的所有字节数。
00 查询的状态 返回的继电器状态
Bit0:第一个继电器状态;
Bit1:第二个继电器状态;
Bit2:第三个继电器状态;
……
Bit7:第八个继电器状态;
51 88 CRC16 前 6 字节数据的 CRC16 校验和

示例:

[1号地址设备]

发送 : 01 01 00 00 00 08 3D CC
返回 : 01 01 01 00 51 88 //全部继电器关闭
发送 : 01 01 00 00 00 08 3D CC
返回 : 01 01 01 01 90 48 //0号继电器开启,其余继电器关闭
发送 : 01 01 00 00 00 08 3D CC
返回 : 01 01 01 41 91 B8 //0、6号继电器开启,其余继电器关闭

写继电器状态

发送码:01 0F 00 00 00 08 01 FF BE D5

字段 含义 备注
01 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
0F 0F指令 写继电器状态指令
00 00 继电器起始地址 固定 0x0000
00 08 继电器数量 固定 0x0008
01 字节数量 固定 0x01
FF 继电器状态 Bit0:控制第一个继电器;
Bit1:控制第二个继电器;
Bit2:控制第三个继电器;
……
Bit7:控制第八个继电器;
BE D5 CRC16 前 6 字节数据的 CRC16 校验和

返回码:01 0F 00 00 00 01 94 0B

字段 含义 备注
01 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
0F 0F指令 全部寄存器控制指令
00 00 地址 固定0x0000
00 08 继电器数量 固定 0x0008
54 0D CRC16 前 6 字节数据的 CRC16 校验和

示例:

[1号地址设备]

继电器全部开启 : 01 0F 00 00 00 08 01 FF BE D5
继电器全部关闭 : 01 0F 00 00 00 08 01 00 FE 95
0-1开;3-7关 : 01 0F 00 00 00 08 01 03 BE 94

继电器闪开闪闭指令

发送码:01 05 02 00 00 07 8D B0

字段 含义 备注
01 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
05 05指令 单个控制指令
02 指令 02 为是闪开指令,04为闪闭指令
00 继电器地址 要控制的继电器地址,0x00~0x08
00 07 间隔时间 延时时间为数据*100ms
数值:0x0007,延时:7*100MS = 700MS
8D B0 CRC16 前 6 字节数据的 CRC16 校验和

返回码:01 05 02 00 00 07 8D B0

字段 含义 备注
01 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
05 05指令 单个控制指令
02 指令 02 为是闪开指令,04为闪闭指令
00 继电器地址 要控制继电器地址,0x00~0x08
00 07 间隔时间 延时时间为数据*100ms
数值:0x0007,延时:7*100MS = 700MS
8D B0 CRC16 前 6 字节数据的 CRC16 校验和

备注:

闪开闪闭的时间最大设置为0x7FFF

示例:

[1号地址设备]

0号继电器闪开 : 01 05 02 00 00 07 8D B0 //700MS = 7*100MS = 700MS
1号继电器闪开 : 01 05 02 01 00 08 9C 74 //800MS
0号继电器闪闭 : 01 05 04 00 00 05 0C F9 //500MS
1号继电器闪闭 : 01 05 04 01 00 06 1D 38 //600MS

读取输入状态

发送码:01 02 00 00 00 08 79 CC

字段 含义 备注
01 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
02 02指令 读取输入状态指令
00 00 输入起始地址 固定0x0000
00 08 寄存器数量 固定0x0008
79 CC CRC16 前 6 字节数据的 CRC16 校验和

返回码:01 02 01 00 A1 88

字段 含义 备注
01 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
02 02指令 读取输入状态指令
01 字节数 返回状态信息的所有字节数。
00 查询的状态 返回的继电器状态
Bit0:第一道通输入状态;
Bit1:第二道通输入状态;
Bit2:第三道通输入状态;
……
Bit7:第八道通输入状态;
A1 88 CRC16 前 6 字节数据的 CRC16 校验和

示例:

[1号地址设备]

发送 : 01 02 00 00 00 08 79 CC
返回 : 01 01 01 00 51 88 //输入全部没有触发
发送 : 01 02 00 00 00 08 79 CC
返回 : 01 02 01 01 60 48 //1通道输入触发,其余通道没有触发
发送 : 01 02 00 00 00 08 79 CC
返回 : 01 02 01 41 61 B8 //1、7通道输入触发,其余通道没有触发

读取继电器控制模式

发送码:01 03 10 00 00 08 40 CC

字段 含义 备注
01 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
03 03指令 读取保持寄存器
10 00 寄存器起始地址 0x1000 - 0x1007对应1~8输入通道
00 08 寄存器数量 读取寄存器数量,最多8个通道
40 CC CRC16 前 6 字节数据的 CRC16 校验和

返回码:01 03 10 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 E4 59

字段 含义 备注
01 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
03 03指令 读保持寄存器
10 字节数 返回状态信息的所有字节数。
00 00
……
00 00
控制模式 表示1 - 8 继电器控制模式,0x0000~0x0002表示三种控制模式
0x0000:正常模式,继电器受指令直接控制;
0x0001:联动模式,继电器状态和对应输入通道状态一致;
0x0002:翻转模式,输入通道输入一个脉冲对应的继电器状态翻转一次
E4 59 CRC16 前 6 字节数据的 CRC16 校验和

示例:

[1号地址设备]

读取1-8号继电器控制模式 : 01 03 10 00 00 08 40 CC
读取 1号继电器控制模式 : 01 03 10 00 00 01 80 CA
读取 2号继电器控制模式 : 01 03 10 01 00 01 D1 0A
读取3-5号继电器控制模式 : 01 03 10 02 00 03 A0 CB

设置单继电器控制模式

发送码:01 06 10 00 00 01 4C CA

字段 含义 备注
01 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
06 06指令 写单个寄存器指令
10 00 寄存器起始地址 0x1000 - 0x1007对应1~8通道继电器控制模式
00 01 控制模式 表示1 - 8 继电器控制模式,0x0000~0x0002表示三种控制模式
0x0000:正常模式,继电器受指令直接控制;
0x0001:联动模式,继电器状态和对应输入通道状态一致;
0x0002:翻转模式,输入通道输入一个脉冲对应的继电器状态翻转一次
4C CA CRC16 前6字节数据的CRC16校验和

返回码: 01 06 10 00 00 01 4C CA

字段 含义 备注
01 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
06 06指令 写单个寄存器指令
10 00 寄存器起始地址 0x1000 - 0x1007对应1~8通道继电器控制模式
00 01 控制模式 继电器控制模式,0x0000~0x0002表示三种控制模式
4C CA CRC16 前6字节数据的CRC16校验和

示例:

[1号地址设备]

设置1继电器为联动模式 : 01 06 10 00 00 01 4C CA
设置2继电器为翻转模式 : 01 06 10 01 00 02 5D 0B

设置多继电器控制模式

发送码:01 10 10 00 00 08 10 00 01 00 01 00 01 00 01 00 01 00 01 00 01 00 01 7C B1

字段 含义 备注
01 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
10 写多寄存器指令
10 00 寄存器起始地址 0x1000 - 0x1007对应1~8通道继电器控制模式
00 08 寄存器数量 设置寄存器数量,最多8个通道
10 字节数量 设置输出字节数
00 01
……
00 01
控制模式 表示1 - 8 继电器控制模式,0x0000~0x0002表示三种控制模式
0x0000:正常模式,继电器受指令直接控制;
0x0001:联动模式,继电器状态和对应输入通道状态一致;
0x0002:翻转模式,输入通道输入一个脉冲对应的继电器状态翻转一次
7C B1 CRC16 前6字节数据的CRC16校验和

返回码: 01 10 10 00 00 08 C5 0F

字段 含义 备注
01 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
10 写多寄存器指令
10 00 寄存器起始地址 0x1000 - 0x1007对应1~8通道继电器控制模式
00 08 寄存器数量 设置寄存器数量,最多8个通道
C5 0F CRC16 前6字节数据的CRC16校验和

示例:

[1号地址设备]

设置1-8通道继电器为联动模式: 01 10 10 00 00 08 10 00 01 00 01 00 01 00 01 00 01 00 01 00 01 00 01 7C B1
设置3-5通道继电器为翻转模式: 01 10 10 02 00 03 06 00 02 00 02 00 02 4A 4B

设置波特率指令

发送码:00 06 20 00 00 05 43 D8

字段 含义 备注
00 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
06 06指令 设置波特率,设备地址
20 00 指令寄存器 0x2000为设置波特率,0x4000为设置设备地址,0x8000为读取软件版本
00 校验方式 0x00为无校验,0x01为偶检验,0x02为奇校验
05 波特率数值 波特率数值对应
0x00 : 4800
0x01 : 9600
0x02 : 19200
0x03 : 38400
0x04 : 57600
0x05 : 115200
0x06 : 128000
0x07 : 256000
43 D8 CRC16 前 6 字节数据的 CRC16 校验和

返回码:00 06 20 00 00 05 43 D8

字段 含义 备注
00 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
06 06指令 设置波特率,设备地址
20 00 指令寄存器 0x2000为设置波特率,0x4000为设置设备地址,0x8000为读取软件版本
00 校验方式 0x00为无校验,0x01为奇检验,0x02为偶校验
05 波特率 波特率数值对应
0x00 : 4800
0x01 : 9600
0x02 : 19200
0x03 : 38400
0x04 : 57600
0x05 : 115200
0x06 : 128000
0x07 : 256000
43 D8 CRC16 前 6 字节数据的 CRC16 校验和

示例:

[1号地址设备]

设置波特率 4800 :00 06 20 00 00 00 83 DB
设置波特率 9600 :00 06 20 00 00 01 42 1B
设置波特率115200 :00 06 20 00 00 05 43 D8

设置设备地址指令

发送码:00 06 40 00 00 01 5C 1B

字段 含义 备注
00 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
06 06指令 设置波特率,设备地址
40 00 指令寄存器 0x2000为设置波特率,0x4000为设置设备地址,0x8000为读取软件版本
00 01 设备地址 设置的设备地址,0x0001-0x00FF
5C 1B CRC16 前 6 字节数据的 CRC16 校验和

返回码:00 06 40 00 00 01 5C 1B

字段 含义 备注
00 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
06 06指令 设置波特率,设备地址
40 00 指令寄存器 0x2000为设置波特率,0x4000为设置设备地址,0x8000为读取软件版本
00 01 设备地址 设置的设备地址,0x0001-0x00FF
5C 1B CRC16 前 6 字节数据的 CRC16 校验和

示例:

[1号地址设备]

设置设备地址为0x01 :00 06 40 00 00 01 5C 1b
设置设备地址为0x02 :00 06 40 00 00 02 1C 1A
设置设备地址为0x03 :00 06 40 00 00 03 DD DA

读取设备地址指令

发送码:00 03 40 00 00 01 90 1B

字段 含义 备注
00 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
03 03指令 读取设备地址指令
40 00 指令寄存器 0x2000为设置波特率,0x4000为设置设备地址,0x8000为读取软件版本
00 01 字节数 固定0x0001
90 1B CRC16 前 6 字节数据的 CRC16 校验和

返回码:01 03 02 00 01 79 84

字段 含义 备注
00 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
03 03指令 读取软件版本,读取设备地址指令
02 字节数 返回字节数
00 01 设备地址 设置的设备地址,0x0001-0x00FF
79 84 CRC16 前 6 字节数据的 CRC16 校验和

示例:

[1号地址设备]

发送 : 00 03 40 00 00 01 90 1B
返回 : 01 03 02 00 01 79 84 //地址0x01
[2号地址设备]

发送 : 00 03 40 00 00 01 90 1B
返回 : 02 03 02 00 02 7D 85 //地址0x02
[3号地址设备]

发送 : 00 03 40 00 00 01 90 1B
返回 : 03 03 02 00 03 81 85 //地址0x03

读取软件版本指令

发送码:00 03 80 00 00 01 AC 1B

字段 含义 备注
01 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
03 03指令 读取软件版本,读取设备地址指令
80 00 指令寄存器 0x2000为设置波特率,0x4000为设置设备地址,0x8000为读取软件版本
00 01 字节数 固定0x0001
8F CA CRC16 前 6 字节数据的 CRC16 校验和

返回码:01 03 02 00 64 B9 AF

字段 含义 备注
01 设备地址 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址
03 03指令 读取软件版本,读取设备地址指令
02 字节数 返回字节数
00 64 软件版本 转为十进制然后小数点左移两位即表示软件版本
0x0064 = 100 = V1.00
F0 B8 CRC16 前 6 字节数据的 CRC16 校验和

示例:

发送:00 03 80 00 00 01 AC 1B
返回:03 03 02 00 C8 F1 00 //0x00C8 = 200 =V2.00

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