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S7-200模擬量模塊係列

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S7-200模擬量模塊係列

發布日期:2019-04-08 作者: 點擊:

模擬信號是指在一定範圍內連續的信號(如電壓、電流),這個“一定範圍”可以理解為模擬量的有效量程。在使用S7-200模擬量時,需要注意信號量程範圍,撥碼開關設置,模塊規範接線,指示燈狀態等信息。

本文中,我們按照S7-200模擬量模塊類型進行分類介紹:

1.AI 模擬量輸入模塊

2.AO模擬量輸出模塊

3.AI/AO模擬量輸入輸出模塊

4.常見問題分析

首先,請參見“S7-200模擬量全係列總覽表”,初步了解S7-200模擬量係列的基本信息,具體內容請參見下文詳細說明:


AI 模擬量輸入模塊

A. 普通模擬量輸入模塊:

如果,傳感器輸出的模擬量是電壓或電流信號(如±10V或0~20mA),可以選用普通的模擬量輸入模塊,通過撥碼開關設置來選擇輸入信號量程。注意:按照規範接線,盡量依據模塊上的通道順序使用(A->D),且未接信號的通道應短接。具體請參看《S7-200可編程控製器係統手冊》的附錄A-模擬量模塊介紹。

4AI EM231模塊:

首先,模擬量輸入模塊可以通過設置撥碼開關來選擇信號量程。開關的設置應用於整個模塊,一個模塊隻能設置為一種測量範圍,且開關設置隻有在重新上電後才能生效。也就是說,撥碼設置一經確定後,這4個通道的量程也就確定了。如下表所示:



注:表中0~5V和0~20mA(4~20mA)的撥碼開關設置是一樣的,也就是說,當撥碼開關設置為這種時,輸入通道的信號量程,可以是0~5V,也可以是0~20mA。

8AI EM231模塊:

8AI的EM231模塊,第0->5通道隻能用做電壓輸入,隻有第6、7兩通道可以用做電流輸入,使用撥碼開關1、2對其進行設置:當sw1=ON,通道6用做電流輸入;sw2=ON時,通道7用做電流輸入。反之,若選擇為OFF,對應通道則為電壓輸入。



注:當第6、7道選擇為電流輸入時,第0->5通道隻能輸入0-5V的電壓。

B. 測溫模擬量輸入模塊(熱電偶TC;熱電阻RTD):

如果,傳感器是熱電阻或熱電偶,直接輸出信號接模擬量輸入,需要選擇特殊的測溫模塊。測溫模塊分為熱電阻模塊EM231RTD和熱電偶模塊EM231TC。注意:不同的信號應該連接至相對應的模塊,如:熱電阻信號應該使用EM231RTD,而不能使用EM231TC。且同一模塊的輸入類型應該一致,如:Pt1000和Pt100不能同時應用在一個熱電阻模塊上。

熱電偶模塊TC: 

EM231 TC支持J、K、E、N、S、T和R型熱電偶,不支持B型熱電偶。通過撥碼設置,模塊可以實現冷端補償,但仍然需要補償導線進行熱電偶的自由端補償。另外,該模塊具有斷線檢測功能,未用通道應當短接,或者並聯到旁邊的實際接線通道上。

熱電阻模塊RTD:

熱電阻的阻值能夠隨著溫度的變化而變化,且阻值與溫度具有一定的數學關係,這種關係是電阻變化率α。RTD模塊的撥碼開關設置與α有關,如下圖所示,就算同是 Pt100,α值不同時撥碼開關的設置也不同。在選擇熱電阻時,請盡量弄清楚α參數,按 照對應的撥碼去設置。具體請參看《S7-200可編程控製器係統手冊》的附錄A-熱電偶和熱電阻擴展模塊介紹。

EM231 RTD模塊具有斷線檢測功能,未用通道不能懸空,接法方式如下:

(1)請將一個電阻按照與已用通道相同的接線方式連接到空的通道,注意:電阻的阻值必須和RTD的標稱值相同;

(2)將已經接好的那一路熱電阻的所有引線,一一對應連接到空的通道上。

因為熱電阻分2線製、3線製、4線製,所以RTD模塊與熱電阻的接線有3種方式,如圖所示。其中,精度最高的是4線連接,精度最低的是2線連接。



提示:

(1). 在STEP7 Micor/WIN軟件中(S7-200的編程軟件),對於模擬量輸入通道設有軟件濾波功能,如圖所示,具體請參見《S7-200 • LOGO• SITOP 參考》->係統塊-模擬量濾波。

但是,在係統塊中設置模擬量通道濾波時,RTD和TC模塊占用的模擬量通道,應禁止濾波功能。

(2) EM231 TC和RTD模塊上,均有24V電源指示燈和SF故障指示燈。如圖所示:(a)若24V電源指示燈=OFF,則說明該模塊沒有24V工作電源;(b)若SF紅燈閃爍,原因可能是:模塊內部軟件檢測出外接斷線,或者輸入超出範圍。 



注:具體請參見:《S7-200 • LOGO• SITOP 參考》->EM231 RTD/EM231 TC。

AO模擬量輸出模塊

S7-200的擴展模塊裏,分別有2路、4路的模擬量輸出模塊EM232。根據接線方式(M-V或M-I)選擇輸出信號類型,電壓:±10V,電流:0~20mA(4~20mA)。

AI/AO模擬量輸入輸出模塊

(A) CPU模塊本體集成的2路AI和1路AO

S7-200隻有CPU 224XP和CPU224XPsi,本體集成有模擬量通道。其中,2路AI是:電壓信號±10V,1路AO是:電壓信號0~10V;或者電流信號0~20mA(4~20mA),輸出信號類型可以通過硬件接線來選擇。

(B) EM235模擬量輸入輸出模塊

EM235模塊有4路AI和1路AO。通過撥碼開關設置來選擇4路AI通道的輸入信號程,如下表所示,這個模塊可以測量毫伏級(mV)的信號;1路AO是:電壓信號 ±10V;或電流信號0~20mA(4~20mA),可以根據硬件接線方式(M-V或M-I)選擇輸出信號類型。



注:模塊上的電位計是用來調節輸入信號和轉換數值的放大關係,在模塊出廠時已經設置好了,如無需要,請不要隨意更改。

常見問題分析

A.模擬量輸入與數字量的對應關係:

模擬量信號(0~10V,0~5V或0~20mA)在S7-200 CPU內部用0~32000的數值表示(注:4~20mA對應6400~32000),這兩者之間有一定的數學關係,如圖所示: 



B.模擬量模塊的硬件接線介紹

(1)CPU 224 XP集成有2路電壓輸入,接線方法見a:分別為A+和M、B+和M,此時隻能輸入±10V 電壓信號。

CPU 224XP還集成有1路模擬量輸出信號。電流輸出如圖b,將負載接在I和M端子之間;電壓輸出如圖c,將負載接在V和M端子之間。



(2)模擬量輸入的接線方式 

以4AI EM231模塊為例,分別介紹電壓、電流型輸入信號的接線方式,如圖所示。注意:此接線圖是一個示意圖,表述的是不同的接線方式,並不是指該模塊隻有A通道可以接入電壓,B通道必須懸空,C和D通道隻能接入電流。



當您的信號為電壓輸入時可以參考接線方法a,以此類推。

方式a. 電壓輸入方式:信號正接A+;信號負接A-;

方式b. 未用通道接法(不要懸空):未用通道需短接,如B+和B-短接;

方式c. 電流輸入方式(四線製):信號正接C+,同時C+與RC短接;信號負接C-,同時C-和模塊的M端短接。

方式d. 電流輸入方式(兩線製):信號線接D+,同時D+與RD短接;電源M端接D-,同時和模塊的M端短接。

注:具體請參見:《S7-200 • LOGO• SITOP 參考》->模擬量模塊接線。

(3)電流型信號輸入接線方式 

電流型信號的接線方式,分為四線製、三線製、二線製接法。這裏討論的“幾線製”,是以傳感器或儀表變送器是否需要外供電源來區別的,而並不是指EM231模塊需要幾根信號線,或該變送器的信號線輸出。

a. 四線製-電流型信號的接法: 

四線製信號是指信號設備本身外接供電電源,同時有信號+、信號-兩根信號線輸出。供電電源可有220VAC或24VDC,接線如圖所示:



b. 三線製-電流型信號的接法: 

三線製信號是指信號設備本身外接供電電源,隻有一根信號線輸出,該信號線與電源線共用公共端,通常情況是共負端的。接線如圖所示:



注:若設備的24VDC供電電源與EM231模塊的供電電源不是同一個電源,那麽,需要將模塊的M端與該通道的負端引腳短接(如,M和C-短接)。這是為了使模塊與測量通道工作在同一的參考電壓,也就是等電位。下麵的二線製接法同理。

c. 二線製-電流型信號的接法: 

二線製信號是指信號設備本身隻有兩根外接線,設備的工作電源由信號線提供,即其中一根線接電源,另一根線是信號輸出。接線如圖所示:



C.224XP本體集成的AI,能否接電流信號0~20mA? 

首先,這兩路模擬量輸入通道可以接收±10V的電壓信號,不能直接接收電流信號。若使用該通道接收電流信號,會有一定的風險,可能導致測量的不準確或模塊的損壞等等。

D.如何對 S7-200 的 CPU224XP 和擴展模塊 EM 231, EM 232 及 EM 235 的模擬量值進行比例換算? 

S7-200模擬量輸入通道所采集的信號,是以0~32000中的數值表示,存儲在AIW中。也就是說,這個數值與實際的物理量之間,存在一定的比例換算關係。


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關鍵詞:模擬量,開關量,ag亚游客户端

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