智嵌物联ZQWL八路串口继电器控制器用户使用说明

一、关于手册

1.1命名规则

智嵌物联继电器控制设备的命名规则如图1.1所示。

图1.1命名规则

1.2本手册适用型号

除特别说明，本手册所介绍的功能均适用型号如表1.1所示。

不同型号的设备在硬件参数上有所差别，软件功能上完全一样，本手册的案例以ZQWL-IO-1BX1R8为例进行说明，其他型号的设备用法完全一样。

1.3相关产品资料下载

2路串口继电器控制器使用手册下载地址：点击下载

4路串口继电器控制器使用手册下载地址：点击下载

8路串口继电器控制器使用手册下载地址：点击下载

16路串口继电器控制器使用手册下载地址：点击下载

32路串口继电器控制器使用手册下载地址：点击下载

ZQWL-IO-1BN1A8使用手册下载地址：点击下载

ZQWL-IO-1BX1A16使用手册下载地址：点击下载

配置工具下载地址：点击下载

二、产品快速入门

8路串口继电器控制器，是实现8路开关量采集（输入）和8路继电器输出的IO控制板。控制板具有RS232和RS485通讯接口，可以通过Modbus RTU或自定义协议实现对该控制板的控制，也可以通过本公司开发的上位机控制软件控制。

继电器输出负载电流从10A到30A可选，继电器品牌可选，具体型号说明详见表1.1所示，或直接向公司业务咨询。

2.1功能特点

• 工业级；
• 8路DI、8路DO、1路RS485、1路RS232；
• 支持主动上报、联动控制、延时断开等；
• 支持脉冲计数；
• 支持通过RS485总线级联多台设备；
• 支持ModBus RTU协议控制；
• 支持自定义指令控制；
• 设备地址可修改；
• 丰富的LED状态指示灯，快速定位问题；
• 支持本地升级；
• 支持二次开发，提供二次开发SDK

本节是为了方便用户快速对该产品有个大致了解而编写，第一次使用该产品时建议按照这个流程操作一遍，可以检验下产品是否有质量问题。

注意，测试前请务必检查电源适配器是否与控制板型号相符合，如果没有特别注明，本文档均以ZQWL-IO-1BX1R8为例说明。

所需要的测试软件可以到官网下载：

http://www.zhiqwl.com/

2.2硬件准备

为了测试ZQWL-IO-1BX1R8，需要以下硬件：

• ZQWL-IO-1BX1R8一个；
• DC12V 1A电源适配器一个；需要把圆头剪开，露出红黑两根线。
• 串口线一个（如果不测RS232功能，可以不用）；
• 串口（或USB）转RS485接头一个（如果不测RS485功能，可以不用）；

2.3使用配置软件控制

本公司提供有控制软件，第一次使用时建议使用该智嵌物联的配置软件来控制。

控制板的出厂默认参数如表2.1所示。

1.硬件连接

用串口线（USB转RS485/232）将电脑和设备的串口连起来，并接上电源适配器(注意，“VCC”接电源正极（红线），“GND”接电源负极（黑线），如下图2.2所示。

图2.2电源接口

2.打开“智嵌物联IO控制板控制软件”

选择合适的串口号，波特率选择115200，控制板地址选“控制板1”，“通讯协议”任选一种（一共有两种：自定义模式和Modbus协议），如图2.3所示。然后点击“打开串口”，打开成功后就可以和控制板通讯了。

图2.3配置软件

说明：

开关量输入：X1~X4即为控制板的开关量输入状态，红色表示无信号，绿色表示有信号；

开关量输出：Y1~Y4即为控制板的输出状态，红色表示继电器常开与公共端触点断开，绿色表示继电器常开与公共端触点闭合，可以通过单击来改变状态。

输入输出状态的数据请求间隔可以设定，默认是200ms。如果将“显示扫描命令”打勾，则会看到输入输出的数据请求指令发发送以及控制板的返回。

图2.4命令显示栏

3.调试时一般不将该选项打勾，以便手动发送的命令和返回的数据方便看到。例如，手动点“输出：全部打开”。

图2.5手动控制

至此，已实现通过智嵌物联专用的配置软件对设备的DO、DI进行控制的目的了。

2.4使用串口调试助手控制

打开串口调试助手，并设置相应的串口号，波特率选择115200，并将要发送的命令码填到发送区（一定要选中“按十六进制发送”）， 有关详细控制命令请参考本文档的第7章。

图2.6串口调试助手发送控制指令

2.5使用Modbus poll软件工具控制

本控制板兼容标准的Modbus RTU协议，可以通过该协议来与其他Modbus RTU设备或软件通讯。本测试使用“Modbus poll”软件作为控制软件（该软件的安装过程这里不做介绍）。

控制板默认地址为1，波特率为115200/9600。

（1）读取寄存器地址从0x0000到0x000e的15个寄存器的值，这些寄存器的含义详见7.2小节。

图2.7Modbus poll读设备信息

（2）控制一路继电器输出

图2.8Modbus poll控制继电器

上图中红色框即为继电器的状态：0表示继电器常开与公共端触点断开，1表示继电器常开与公共端触点闭合，可以用鼠标选中该方框，再按一下空格键来改变状态：

图2.9Modbus poll控制继电器

通过该软件也可以读取输入状态，这里不再列举。

三、产品规格

本小节除特别说明，所列参数均适用表3.1所示的型号。

四、硬件接口及机械尺寸

4.1产品接口布局

1.1.1ZQWL-IO-1BXRR8、ZQWL-IO-2BXRR8接口布局

图4.1设备的接口布局1

图4.2设备机械尺寸1

4.1.2ZQWL-IO-1BX1R8、ZQWL-IO-2BX1R8接口布局

图4.3设备的接口布局2

4.1.3ZQWL-IO-1CNRR8、ZQWL-IO-2CNRR8接口布局

4.4.4ZQWL-IO-1DXRR8、ZQWL-IO-2DXRR8接口布局

4.1.5ZQWL-IO-1BX0R8、ZQWL-IO-2BX0R8接口布局

图4.9设备的接口布局5

图4.10设备机械尺寸5

4.1.6ZQWL-IO-1BX3R8、ZQWL-IO-2BX3R8接口布局

4.1.7设备开关量输入

本控制板共有8个开关量输入，支持干节点、湿节点、NPN、PNP的接线方法，部分型号的DI输入只支持高电平有效，具体型号详见表1.1所示。

1.PNP输入接线

PNP型输入时，公共端“COM”为信号“地”（即共阴极，共负极），X1~X4输入高电平时，有信号，逻辑示意图如图4.13所示（以X1为例）。

例如，COM接GND上，X1接到VCC上，则第一路输入有信号。

2.NPN输入接线

NPN型输入时，公共端“COM”接VCC（即共阳极，共正极），X1~X4输入低电平时，有信号，逻辑示意图如图4.14所示（以X1为例）。

例如，COM接VCC上，X1接到GND上，则第一路输入有信号。

3.干节点接线

若用户需要检测的是无源开关信号，可以使用干节点的接线方式。

图4.15干节点接法

4.湿节点接线方式

若用户需要检测有源的开关信号，可以采用湿节点的接线方式。

图4.16湿节点接法

4.2设备继电器输出接线

该设备共有8路继电器输出，每路都有常开、常闭和公共端三个触点，每路继电器的公共端触点互相独立，8路可以分别控制不同的电压，每个端子均有标示。接线图详见《智嵌物联IO控制器接线说明》。

4.3拨码开关

设备的地址可通过拨码开关设置，适用型号：ZQWL-IO-1BXRR8、ZQWL-IO-1BX1R8、ZQWL-IO-1BXRR8、ZQWL-IO-1BX1R8。其他型号的设备地址可通过配置软件进行配置。

设备有一个8位拨码开关，如图4.17所示。

图4.17拨码开关

拨码开关的第8位（“BOOT”）是程序更新设置位，正常工作时该位拨到“OFF”。

拨码开关的第1~7（对应板子丝印SW1~SW7）为地址选择位，二进制表示。拨到“ON”时该位取“0”，反之该位取“1”。

如图4.17对应拨码开关值为：

举例：

即十六进制为0x02。

4.4指示灯

五、模块参数配置

本模块可以通过“智嵌串口IO控制板配置软件”进行参数的配置。注意，模块只有重启后，新设置的参数才生效。

5.1智嵌串口IO配置软件

可以通过配置软件对模块的参数配置，可以配置的参数：设备的地址、串口参数、使能主动上报、使能联动控制等。

使用方法如下：

1.将模块通过串口线（USB转RS232或USB转RS485）和电脑连接，并给模块上电，SYS灯闪烁（约1Hz）表示模块启动正常。

2.打开配置软件并配置参数

打开配置软件，点击参数配置，进入设备参数配置界面。

图5.1配置软件

图5.2配置界面

3.保存参数后，重启设备，新参数方可生效。

六、设备的高级功能

6.1设备级联控制

该模块有1路RS485接口和1个RS232接口。可通过RS485接口实现与智嵌RS485型IO设备的级联，至少可级联32个，其拓扑结构如图6.1所示。

6.2设备DI输入状态自动上报

当DI输入状态变化时，设备会将DI状态主动上报，设备默认不开启该功能，须通过配置软件使能“自动上报功能”，如图6.2所示。保存设置后，须重启设备，参数方可生效。

图6.2使能自动上报

6.3设备DI输入与DO输出联动

DI输入联动DO输出功能：当DI输入有信号时，对应的DO继电器会做出对应的动作。

设备默认不开启该功能，须通过配置软件使能“关联到输出”，如图6.3所示。保存设置后，须重启设备，参数方可生效。

图6.3使能DI联动DO功能

6.4设备与设备之间联动

两台设备之间通过简单的配置即可实现设备间联动，即设备A的DI输入信号可以控制设备B的DO继电器输出。

6.5延时断开控制

设备收到延时断开指令后，将对应的DO继电器常开触点与公共端触点闭合，并会返回控制板继电器状态，然后开始计时，到达用户设置的延时时间之后之后，将设备会将对应的继电器常开触点与公共端触点断开。

图6.5延时断开控制

6.6脱机定时控制

本节内容适用产品型号：ZQWL-IO-1DXRR8、ZQWL-IO-2DXRR8。

模块内置高精度RTC时钟芯片，误差±10秒/月，具有一定的时间管理功能，如定时控制、延时控制以及闪烁等。该部分功能需要使用配置软件将控制逻辑写到控制板后，控制板即可根据所配参数脱机运行。

每路输出都具有3种时间控制模式：频闪、定时和星期。频闪模式是按照一定频率（周期）闪烁（开关）；定时模式是指按照日期（年月日时分秒）进行开关控制；星期模式是按照以星期为周期进行控制。

6.6.1频闪模式

这是一种最简单的控制模式（出厂默认），可以实现将输出按照一定频率（周期）打开和关闭。打开时间（记为T1）和关闭时间（记为T2）可以通过配置软件设置。

打开配置软件，设置好串口参数（串口号、波特率、检验位、数据位等）和控制板地址（默认为1），打开串口后，有“参数配置”按钮出现：

点击“参数配置”按钮，即可实现对控制板参数配置（如串口参数、控制板地址和控制板时间等），这里重点介绍“输出时间设置”。

点上图中的“读取参数”，读取成功后，每路输出的时间控制属性都有显示（出厂默认为频闪模式，T1和T2时间都为0）：

每路输出的时间控制属性都有显示（出厂默认为频闪模式，T1和T2时间都为0）。

在搜索软件的右侧界面选中该控制板的某个输出，如选中第一路输出:

如上图，用鼠标选中第1路，参数即显示在下面的输入框中，这时就可以修改了。

上图红色框中的“打开时间”和“关闭时间”单位是秒，取值范围0到65535。模式选项一行，“频闪”打勾。

出厂默认打开时间T1为0，关闭时间T2为0，即该路什么都不执行（相当于时间控制无效，只能通过指令控制）。T1和T2如果有任意一个不为0，则该路输出频闪参数有效，有以下3种情形：

1.打开时间T1为0，关闭时间T2不为0

这种情形下，该路输出永远处于关闭状态（可以通过控制指令改变状态）。

2.打开时间T1不为0，关闭时间T2为0

这种情形下，该路输出永远处于打开状态（可以通过控制指令改变状态）。

3.打开时间T1不为0，关闭时间T2不为0

这种情形下，该路输出按照T1+T2为周期运行，打开时间为T1，关闭时间为T2。实际使用中以第(3)种情况比较多。

例如把第1路设置为“频闪”模式，并将打开时间T1设为1，关闭时间T2设为2：

输入完成后，点“修改”，可以看到新修改的参数同步到IO时间列表里了：

按照这种办法可以对其余IO进行修改，注意修改完成后，参数并没有保存到控制板，还需要点“保存设置”按钮：

软件显示“配置成功”，这时控制板就可以按照所设参数运行了。

6.1.2定时模式

该模式实现输出的定时打开和关闭。打开时间和关闭时间可以通过配置软件设置。

仿照上节“频闪模式”的介绍，打开配置软件，并调出参数配置界面。

以第1路输出为例，在配置软件里选中第1路输出，在模式选项一行中，勾选“定时”，这时就可以设置该路的打开时间和关闭时间（年月日时分秒）：

设置好时间后，点击“修改”，所设参数同步到了IO列表里，如：

上图所设参数含义为2019年5月1日13点00分00秒将第1输出打开，2019年6月1日14点00分00秒将第1路输出关闭。注意需要点“保存参数”才能生效。

如果不关心某一个时间位（年月日时分秒），可以将该位填“ff”（注意一定是小写），在“打开时间”里的时间为填ff后，“关闭时间”对应的时间位也不再关心，如：

表示的含义是每到13点00分00秒时将该路输出打开，每到14点00分00秒时将该路输出关闭。（因为“打开时间”的年、月和日都是ff，所以“关闭时间”相对应的年、月和日也不再关心）。

该模式下，如果“关闭时间”的有效位小于（或早于）“打开时间”的有效位，参数无效，该路输出不能按照时间来控制，如设置如下参数是无效的：

上图为无效参数，因为有效位是时分秒，并且“关闭时间”早于“打开时间”。

6.1.3星期模式

该模式和定时模式类似，只是将定时模式里的“年月日”3个时间位用星期来代替。可以实现星期一到星期日的循环定时控制。

打开配置软件，并调出参数配置界面。

以第1路输出为例，在配置软件里选中第1路输出，在模式选项一行中，勾选“星期”，这时就可以设置该路的打开时间和关闭时间（星期和时分秒）：

上图的参数含义为：星期一到星期五，每天的8点00分00秒将该路输出打开，每天的18点00分00秒将该路输出关闭。该种模式下，“关闭时间”可以小于（或早于）“打开时间”，如：

上图参数含义为：星期六18点00分00秒将该路输出打开，星期五8点00分00秒将该路输出关闭。

6.1.4时间控制和指令控制的关系

本控制模块不仅具有灵活多变的时间控制方式，也具有丰富的控制指令（见“模块通讯协议”部分），时间控制和指令控制的关系是控制板仅执行最后一次触发动作。

例如当时间控制触发某一路打开后，再收到关闭该路的指令，那么就将该路关闭（因为最后一次触发是关闭）；

例如当用指令将某一路关闭后，又到了打开该路的时间点，那么就将该路打开（因为最后一次触发是打开）。

如果某路只用于指令控制，可以将该路设置为频闪模式，并将打开时间和关闭时间都设为0，出厂默认即为此参数。

6.2二次开发

提供丰富的函数SDK库，用户无需关心内部复杂的底层驱动，即可实现设备的控制；控制指令协议全部开放，方便用户按照项目需求设计相应的控制逻辑。

图6.6二次开发

七、模块通讯协议

该设备支持2种协议：Modbus RTU和自定义协议。

7.1自定义协议

自定义协议采用固定帧长（每帧15字节），采用十六进制格式，并具有帧头帧尾标识，该协议适用于“ZQWL-IO”系列带外壳产品。

该协议为“一问一答”形式，主机询问，控制板应答，只要符合该协议规范，每问必答。

该协议指令可分为两类：控制指令和配置指令。

控制指令：控制继电器状态和读取开关量输入状态。

配置指令类：配置设备参数以及复位等。

7.1.1控制指令

控制指令分为2种格式：一种是集中控制指令，一种是单路控制指令。

7.1.1.1集中控制指令

此类指令帧长为15字节，可以实现对继电器的集中控制（一帧数据可以控制全部继电器状态）。详细集中控制指令如表7.1所示。

控制码举例（十六进制）：

1.读取地址为1的控制板开关量输入状态：

发送：48 3a 01 52 00 00 00 00 00 00 00 00 d5 45 44 //读取设备开关量输入状态

地址为1的控制板收到上述指令后应答：

应答：48 3a 0141010100 00 00 00 00 00c645 44 //应答设备开关量输入状态

此应答表明，控制板的X1和X2输入有信号（高电平），X3~ X8无信号（低电平）。

2. 向地址为1的控制板写继电器状态：

发送：48 3a 01 57 01 0001 0000000000dc45 44

此命令码的含义是令地址为1的控制板的第1个和第3个继电器常开触点闭合，常闭触点断开；令其他6路继电器的常开触点断开，常闭触点闭合。注意继电器板只识别0和1，其他数据不做任何动作，所以如果不想让某一路动作，可以将该路赋为其他值。例如只让第1和第3路动作，其他两路不动作，可以发如下指令：

发送：48 3a 01 57 0102010200000000e045 44

只需要将其他路设置为0x02（或其他值）即可。

控制板收到以上命令后，会返回控制板继电器状态：

应答：48 3a 01 5401 0001 0000000000d945 44

7.1.1.2单路控制指令

此类指令帧长为10字节，可以实现对单路继电器的控制（一帧数据只能控制一个继电器状态）。此类指令也可以实现继电器的延时断开功能。

详细指令如表7.2所示。

说明：

Byte3是控制板的地址，取值范围0x00~0xfe，用户可以通过配置指令来设置地址码；

Byte5是要操作的继电器序号，取值范围是1到8（对应十六进制为0x01到0x08）；

Byte6为要操作的继电器状态：0x00为常闭触点闭合常开触点断开，0x01为常闭触点断开常开触点闭合，其他值为继电器保持原来状态；

Byte7和Byte8为延时时间T（收到Byte6为0x01时开始计时，延时结束后关闭该路继电器输出），延时单位为秒，Byte7是时间高字节TH，Byte8是时间低字节TL。例如延时10分钟后关闭继电器，则：

时间T=10分钟=600秒，换算成十六进制为0x0258，所以TH=0x 02，TL=0x 58。

如果Byte7和Byte8都填0x00，则不启用延时关闭功能（即继电器闭合后不会主动断开）。

单路命令码举例（十六进制）：

1.将地址为1的控制板的第1路继电器打开：

发送：48 3a 01 70 01 01 00 00 45 44 //设备收到该命令后，将第1路继电器常闭触点断开，常开触点闭合

应答：48 3a 01 70 01 01 00 00 45 44 //应答第一路继电器状态

2.将地址为1的控制板的第1个继电器关闭：

发送：48 3a 01 70 01 0000 00 45 44 //设备收到该命令后，将第1路继电器常闭触点闭合，常开触点断开

应答：48 3A 01 71 01 00 00 00 45 44 //应答第一路继电器状态

3.将地址为1的控制板的第1路继电器打开延时10分钟后关闭：

发送：48 3a 01 70 01 01 025845 44

控制板收到以上命令后，将第1路的继电器常闭触点断开，常开触点闭合，并会返回控制板继电器状态，然后开始计时，10分钟之后将第一路的继电器常闭触点闭合，常开断开。

4.将地址为1的控制板的第1路继电器打开延时5秒后关闭：

发送：48 3a 01 70 01 01 000545 44

控制板收到以上命令后，将第1路的继电器常闭触点断开，常开触点闭合，并会返回控制板继电器状态，然后开始计时，5秒之后将第一路的继电器常闭触点闭合，常开断开。

7.1.2配置指令

当地址码为0xff时为广播地址，只有“读控制板参数”命令使用广播地址，其他都不能使用。

Addr为0xff时，是广播地址，所有从机都能接收并处理，必要时要做出回应。广播地址可以用于对控制板的编址以及获取控制板的地址。

控制板实现的功能码如表7.8所示。

注意：使用协议修改控制板参数时（波特率、地址），如果不慎操作错误而导致无法通讯时，可以按住“RESET”按键并保持5秒，等到“SYS”指示灯快闪时（10Hz左右），松开按键，此时控制板恢复出厂参数，如下：

串口参数：波特率115200/9600；数据位8；不校验；1位停止位；

控制板地址：1。

7.3Modbus rtu指令码举例

以地址码addr为0x01为例说明。

1.读线圈（功能码：0x01）

该指令是读取继电器装态，为方便和高效，建议一次读取所有继电器的状态。

外部设备请求帧：

说明：

B0~B7分别代表控制板4个继电器状态（Y1~Y8）。

1代表继电器常开触点闭合，常闭触点断开。

0代表继电器常开触点断开，常闭触点闭合。

2.读离散量输入（功能码：0x02）

该指令是读取设备的开关量输入状态，为方便和高效，建议一次读取所有输入量的状态。

外部设备请求帧：

说明：

B0~B7分别代表控制板4个开关量输入状态（X1~X8）。

1代表输入接口存在有效信号。

0代表输入无有效信号。

3.读寄存器（功能码：0x03）

寄存器地址从0x0000到0x000e，一共15个寄存器。其含义参见表7.9所示。

建议一次读取全部寄存器。

外部设备请求帧：

注意：起始地址（低字节）取值范围是0X00~0X07分别对应控制板的8个继电器（Y1~Y8）;线圈状态（高字节）为0XFF时，对应的继电器常开触点闭合，常闭触点断开；

线圈状态（高字节）为0X00时，对应的继电器常开触点断开，常闭触点闭合。

线圈状态（高字节）为其他值时，继电器状态保持不变。

控制板响应帧：

5.写单个寄存器（功能码：0x06）

用此功能码既可以配置控制板的地址、波特率等参数，也可以复位控制板和恢复出厂设置。

注意：使用协议修改控制板参数时（波特率、地址），如果不慎操作错误而导致无法通讯时，可以按住“RESET”按键并保持5秒，等到“SYS”指示灯快闪时（10Hz左右），松开按键，此时控制板恢复出厂参数，如下：

串口参数：波特率115200；数据位8；不校验；1位停止位；

控制板地址：1。

说明：

B0~B7分别对应控制板的8个继电器Y1~Y8。

1代表继电器常开触点闭合，常闭触点断开。

0代表继电器常开触点断开，常闭触点闭合。

控制板响应帧：

八、恢复出厂设置以及固件升级

8.1恢复出厂设置

控制板有“RESET”按钮，可以用此复位控制板和恢复出厂设置，如图8.1所示。

图8.1按键

按下“RESET”按键在松开（注意下时间要小于5秒），控制板复位。

按住“RESET”按键并保持5秒以上，等到“SYS”指示灯快闪时（10Hz左右），松开按键，此时控制板恢复出厂参数，如下：

串口参数：波特率9600/115200；数据位8；不校验；1位停止位；

控制板地址：1。

8.2模块固件升级

注意，需要升级固件时，先与厂商联系以获取新的固件，使用智嵌物联提供的升级工具进行升级。按照图8.2中所示步骤进行固件升级。