485型甲烷一氧化碳 氧气硫化氢 四合一变送器 |
使用说明书 |
JXBS-5001-Gas_485型 |
Ver1.0 |
第1章 产品简介
1.1 产品概述
甲烷一氧化碳氧气硫化氢传感器采用专业测试甲烷一氧化碳氧气硫化氢浓度传感器探头作为核心检测器件;具有测量范围宽、精度高、线性度好、通用性好、使用方便、便于安装、传输距离远、价格适中等特点。
1.2 功能特点
本产品采用高灵敏度的气体检测探头,信号稳定,精度高。具有测量范围宽、线形度好、使用方便、便于安装、传输距离远等特点。
1.3 产品参数
参数 | 技术指标 |
CH4测量范围 | 0-100%LEL |
CH4测量方式 | 催化燃烧式 |
CH4精度 | <±读数3%(25℃) |
一氧化碳测量范围 | 0-30%/0-100% |
一氧化碳测量方式 | 电化学传感器 |
一氧化碳精度 | <±读数3%(25℃) |
O2测量范围 | 0-30%/0-100% |
O2测量方式 | 电化学传感器 |
O2精度 | <±读数3%(25℃) |
H2S测量范围 | 0-100ppm/0-1000ppm |
H2S测量方式 | 电化学传感器 |
H2S测量精度 | <±读数3%(25℃) |
响应时间 | 一般小于15s |
波特率 | 2400/4800/9600 |
通讯端口 | RS485 |
供电电源 | 12V-24VDC |
耗电 | ≤0.15W(@12V DC , 25℃) |
运行温度 | -30-50℃(-20-40℃持续) |
工作湿度环境 | 0-100%RH(15-95%RH) |
外形尺寸 | 110×85×44mm3 |
工作压力范围 | 0.9-1.1atm |
1.4 探头参数与选型
1.4.1 一氧化碳探头
编号 | 探头类型 | 量程 | 分辨率 /可检测下限 | 寿命 |
1K | 国产(默认) | 1000ppm | 500ppb | >2年 |
2K | 国产 | 2000ppm | 500ppb | >2年 |
2KJ | 进口霍尼韦尔 | 2000ppm | 10ppm | >2年 |
以上寿命均为温度23±3℃、湿度40±10%RH、浓度<5%最大量程并无其他腐蚀干扰气体的情况下的参考数值。
1.4.2 氧气探头
编号 | 探头类型 | 量程 | 分辨率 /可检测下限 | 寿命 |
30A | 英国进口CITY | 30% | 0.1% | >2年 |
30L | 日本进口长寿命 | 100% | 0.1% | >5年 |
以上寿命均为温度23±3℃、湿度40±10%RH、浓度<5%最大量程并无其他腐蚀干扰气体的情况下的参考数值。
1.4.3 硫化氢探头
编号 | 探头类型 | 量程 | 分辨率 /可检测下限 | 寿命 |
4G | 进口 | 100ppm | 0.01 | 2年 |
4L | 进口 | 1000ppm | 0.1 | 2年 |
以上探头使用寿命均为温度23±3℃、湿度40±10%RH的空气环境中,默认使用探头为4G型探头。
1.4.4 甲烷交叉干扰气体
本传感器使用的是催化燃烧方式进行测量的,因此可以认为所有特性相近的可燃气体均为交叉干扰项,例如各类型的烷类,均可使用LEL值结合爆炸下限计算出气体浓度。
需要注意的是,许多可燃气体为本传感器的干扰项,但不能认为本传感器可以测定全部的可燃气体,本传感器是测量烷类为基础的可燃气体,其他的可燃气体是否可以检测请咨询公司技术支持。
1.5 系统框架图
本传感器可以连接单独使用,首先使用12V直流电源供电,设备可以直接连接带有485接口的PLC,可以通过485接口芯片连接单片机。通过后文指定的mNOdbus协议对单片机和PLC进行编程即可配合传感器使用。同时使用USB转485即可与电脑连接,使用我公司提供的传感器配置工具进行配置和测试。
本产品也可以多个传感器组合在一条485总线使用,在进行485总线组合时请遵守“485总线现场接线守则”(见附录)。理论上一条总线可以接16个以上的485传感器,如果需要接更多的485传感器,可以使用485中继器扩充更多的485设备,另一端接入带有485接口的PLC、通过485接口芯片连接单片机,或者使用USB转485即可与电脑连接,使用我公司提供的传感器配置工具进行配置和测试。
第2章 硬件连接
2.1 设备安装前检查
安装设备前请检查设备清单:
名称 | 数量 |
高精度传感器 | 1台 |
12V防水电源 | 1个(选配) |
USB转485设备 | 1个(选配) |
保修卡/合格证 | 1份 |
2.2 产品外观尺寸
下图是传感器的外观尺寸图,根据尺寸进行合理安装,如图所示:
2.3 接口说明
电源接口为宽电压电源输入12-24V均可。485型产品注意信号线正负,不要将485信号线的正负接反
| 线色 | 说明 |
电源 | 棕色 | 电源正(12-24VDC) |
黑色 | 电源负 |
通信 | 黄(灰)色 | 485-A |
蓝色 | 485-B |
注意事项:
(1)请注意不要接错线序,错误的接线会导致设备烧毁。
(2)传感器应避免接触有机溶剂、酒精、涂料、油类及高浓度气体,也包括硅胶及其它胶粘剂
(3)传感器不能长期应用于含有腐蚀性气体的环境中,腐蚀性气体会损害传感器
(4)不建议用不标准的方法试验传感器,如:直接将传感器放到浓氨水上、朝传感器喷香烟、打火机 点燃后靠近传感器、朝传感器呼气、将传感器靠近酒精,等等
出厂默认提供0.85米长线材,客户可根据需要按需延长线材或者顺次接线。
注意在某些出厂批次中可能提供的线序中没有黄色线,此时灰色线等价替换黄色线作用。
需将传感器安置在避风避雨的环境中,90度垂直于地面壁挂,保持将传感器透气孔朝向正下方,防止进水。
壁挂王子壳为壁挂式安装,安装孔位于设备两侧中部位置,安装孔径小于4mm,孔距105mm,可使用3mm的自攻螺丝安装。
本产品为点型扩散性气体检测装置,顾名思义本产品只能检测探头位置的气体浓度,如果您使用的情况是用来检测泄漏时需要注意,环境中的气体浓度受扩散影响,随着距离泄漏点的距离的变化浓度成反比变化,泄漏点的浓度最高,距离越远浓度越低,因此产品的安装需要尽可能的靠近气体管道处。
第3章 配置软件安装和使用
我司提供配套的“传感器监控软件”,可以方便的使用电脑读取传感器的参数,同时灵活的修改传感器的设备ID和地址。
3.1 传感器接入电脑
将传感器通过USB转485正确的连接电脑并提供供电后,可以在电脑中看到正确的COM口(“我的电脑—属性—设备管理器—端口”里面查看COM端口)。
如上图所示,此时您的串口号为COM10,请记住这个串口,需要在传感器监控软件中填入这个串口号。
如果在设备管理器中没有发现COM口,则意味您没有插入USB转485或者没有正确安装驱动,请联系技术人员取得帮助。
3.2 传感器监控软件使用
软件界面如图所示:
打开软件后,首先选择软件顶端“传感器类型”,再根据3.1章节的方法获取到串口号并选择正确的串口,然后单击“自动获取当前波特率和地址”即可自动探测到当前485总线上的所有设备和波特率。请注意,使用软件自动获取时需要保证485总线上只有一个传感器。然后单击“连接设备”后即可实时获取传感器数据信息。
3.3 修改波特率和设备地址
在断开“设备连接”的情况下,点击“配置传感器通信参数”中“修改波特率和修改从站号”即可完成相关的设置,请注意设置过后请重启设备,然后“自动获取当前的波特率和地址”后可以发现地址和波特率已经改成您需要的地址和波特率。
第4章 通信协议
4.1 通讯基本参数
参数 | 内容 |
编码 | 8位二进制 |
数据位 | 8位 |
奇偶校验位 | 无 |
停止位 | 1位 |
错误校准 | CRC冗长循环码 |
波特率 | 2400bps/4800bps/9600bps可设,出厂默认为9600bps |
4.2 数据帧格式定义
采用MNOdbus-RTU通讯规约,格式如下:
初始结构>=4字节的时间
地址码=1字节
功能码=1字节
数据区=N字节
错误校验=16位CRC码
结束结构>=4字节的时间
地址码:为变送器的地址,在通讯网络中是唯一的(出厂默认0x01)。
功能码:主机所发指令功能提示,本变送器只用到功能码0x03(读取存器数据)。
数据区:数据区是具体通讯数区,注意16bits数据高字节在前
CRC码:二字节的校验码。
问询帧
地址码 | 功能码 | 寄存器 起始地址 | 寄存器长度 | 校验码 低位 | 校验码 高位 |
1字节 | 1字节 | 2字节 | 2字节 | 1字节 | 1字节 |
应答帧
地址码 | 功能码 | 有效字节数 | 数据一区 | 第二 数据区 | 第N 数据区 |
1字节 | 1字节 | 1字节 | 2字节 | 2字节 | 2字节 |
4.3 寄存器地址
寄存器地址 | PLC组态地址 | 内容 | 操作 |
0006H | 40007 | 甲烷浓度(单位0.1%) | 只读 |
0007H | 40008 | CO浓度(单位0.1ppm) | 只读 |
0008H | 40009 | H2S浓度(单位0.01ppm) | 只读 |
000aH | 40011 | 氧气浓度(单位0.1%) | 只读 |
0100H | 40101 | 设备地址(0-252) | 读写 |
0101H | 40102 | 波特率(2400/4800/9600) | 读写 |
4.4 通讯协议示例以及解释
4.4.1 读取设备地址0x01的甲烷气体浓度
问询帧
地址码 | 功能码 | 起始地址 | 数据长度 | 校验码低位 | 校验码高位 |
0x01 | 0x03 | 0x00 0x06 | 0x00 0x01 | 0x64 | 0x0B |
应答帧
地址码 | 功能码 | 返回有效字节数 | 甲烷气体值 | 校验码低位 | 校验码高位 |
0x01 | 0x03 | 0x02 | 0x00 0x02 | 0x39 | 0x85 |
甲烷:
0x0002(十六进制)=2=>甲烷=0.2%
4.4.2 读取设备地址0x01的一氧化碳值
问询帧
地址码 | 功能码 | 起始地址 | 数据长度 | 校验码低位 | 校验码高位 |
0x01 | 0x03 | 0x00,0x07 | 0x00,0x01 | 0x35 | 0xCB |
应答帧
地址码 | 功能码 | 有效字节数 | 一氧化碳值 | 校验码 低位 | 校验码 高位 |
0x01 | 0x03 | 0x02 | 0x00 0xBD | 0x78 | 0x35 |
一氧化碳:
00BD H(十六进制)=189=>一氧化碳=18.9ppm
4.4.3 读取设备地址0x01的硫化氢值
问询帧
地址码 | 功能码 | 起始地址 | 数据长度 | 校验码低位 | 校验码高位 |
0x01 | 0x03 | 0x00,0x08 | 0x00,0x01 | 0x05 | 0xC8 |
应答帧
地址码 | 功能码 | 有效字节数 | 硫化氢值 | 校验码 低位 | 校验码 高位 |
0x01 | 0x03 | 0x02 | 0x00 0xFC | 0x18 | 0x45 |
硫化氢:
00FCH(十六进制)=252=>硫化氢=2.52ppm
4.4.4 读取设备地址0x01的氧气值
问询帧
地址码 | 功能码 | 起始地址 | 数据长度 | 校验码低位 | 校验码高位 |
0x01 | 0x03 | 0x00,0x0a | 0x00,0x01 | 0xA4 | 0x08 |
应答帧
地址码 | 功能码 | 有效字节数 | 氧气值 | 校验码 低位 | 校验码 高位 |
0x01 | 0x03 | 0x02 | 0x00 0xCD | 0x58 | 0x35 |
氧气:
00CDH(十六进制)=205=>氧气=20.5%
4.4.5 读取设备地址0x01的甲烷一氧化碳氧气硫化氢值
问询帧
地址码 | 功能码 | 起始地址 | 数据长度 | 校验码低位 | 校验码高位 |
0x01 | 0x03 | 0x00,0x06 | 0x00,0x05 | 0x65 | 0xC8 |
应答帧
地址码 | 功能码 | 有效字节数 | 甲烷值 | 一氧化碳值 |
0x01 | 0x03 | 0x0A | 0x03 0x14 | 0x01 0x1B |
硫化氢值 | 2个无用字节 | 氧气值 | 校验码 低位 | 校验码 高位 |
0x000xCC | 0x00… | 0x00 0xBD | 0x78 | 0x70 |
甲烷:
0314H(十六进制)=788=>甲烷=78.8%
一氧化碳:
011BH(十六进制)=283=>一氧化碳=28.3ppm
硫化氢:
00CCH(十六进制)=204=>硫化氢=2.04ppm
氧气:
00BDH(十六进制)=13=>氧气=1.3%
4.5 测量单位ppm与μg/m3换算
根据计算可以得一下换算关系,仅对于CO和H2S有效:
1ppm=48/22.4=2.143mg/m3=2143μg/m3
1ppb=48/22.4=2.143μg/m3