S7-200 模擬量使用簡(jiǎn)介
S7-200系列產(chǎn)品可以采集標準的電壓、電流模擬量信號和熱電偶、熱電阻溫度傳感器信號以及電阻信號。普通的電壓和電流信號經(jīng)過(guò)A/D轉換成為0~32000 或者-32000~32000 之間的整數。溫度傳感器信號被直接轉換為攝氏度(或華氏度)溫度值的的10倍,省去了復雜的溫度值換算。
S7-200系列可以提供的模擬量輸出信號有-10V~ +10V之間的電壓和0~20mA 的電流信號,能夠滿(mǎn)足巨大多數模擬量負載的需求。
S7-200系列的模擬量擴展模塊選型靈活,用戶(hù)可以根據實(shí)際需要選擇使用CPU224XP集成的模擬量通道,或者使用4通道輸入、8通道輸入、2通道輸出、4通道輸出和輸入輸出混合模塊。
1概覽
S7-200的最大I/O能力取決于以下幾個(gè)因素,這些因素之間互相影響、制約,必須綜合考慮:
詳情可參考《S7-200系統手冊》、《S7-200產(chǎn)品目錄》。
表. S7-200 最大 I/O (純 I/O 模塊時(shí))
模塊 |
5 V電源/mA |
DI |
DO |
AI |
AO |
||
不能擴展 |
|||||||
|
|
CPU |
340 |
8 |
6 |
|
|
CPU 222 |
Max. |
1 x EM 223 32 DI/32 DO |
- 320 |
40 |
40 |
|
|
1 x EM 223 32 DI/32 DO |
- 285 |
|
|
||||
總計 |
> 0 |
48 |
46 |
|
|
||
Max. |
CPU |
340 |
8 |
6 |
|
|
|
2 x EM 235 4 AI/1 AO |
- 60 |
|
|
8 |
2 |
||
總計 |
> 0 |
8 |
6 |
8 |
2 |
||
Max. |
CPU |
340 |
8 |
6 |
|
|
|
2 x EM 232 2AO |
- 40 |
|
|
0 |
4 |
||
總計 |
> 0 |
8 |
6 |
0 |
4 |
||
CPU 224 |
Max. |
CPU |
660 |
14 |
10 |
|
|
3 x EM 223 32 DI/32 DO |
- 615 |
96 |
96 |
|
|
||
1 x EM 223 4 DI/4 DO |
- 40 |
4 |
4 |
|
|
||
總計 |
> 0 |
114 |
110 |
|
|
||
Max. |
CPU |
660 |
14 |
10 |
|
|
|
2 x EM 223 32 DI/32 DO |
- 480 |
64 |
64 |
|
|
||
1 x EM 223 16 DI/16 DO |
- 150 |
16 |
16 |
|
|
||
總計 |
> 0 |
94 |
90 |
|
|
||
CPU 226 |
Max. |
CPU |
1000 |
24 |
16 |
|
|
3 x EM 223 32 DI/32 DO |
- 615 |
96 |
96 |
|
|
||
1 x EM 223 16 DI/16 DO |
- 150 |
16 |
16 |
|
|
||
總計 |
> 0 |
128 |
128 |
|
|
||
Max. |
CPU |
1000 |
24 |
16 |
|
|
|
3 x EM 223 32 DI/32 DO |
- 720 |
96 |
96 |
|
|
||
1 x EM 223 16 DI/16 DO |
- 160 |
16 |
16 |
|
|
||
總計 |
> 0 |
128 |
128 |
|
|
||
CPU 224 |
Max. |
CPU |
> 660 |
14 (24) |
10 (16) |
|
|
7 x EM 235 4 AI/1 AO |
- 210 |
|
|
281 |
72 |
||
總計 |
> 0 |
14 (24) |
10 (16) |
281 |
72 |
||
Max. |
CPU |
> 660 |
14 (24) |
10 (16) |
|
|
|
7 x EM 232 2 AO |
- 140 |
|
|
0 |
143 |
||
總計 |
> 0 |
14 (24) |
10 (16) |
0 |
143 |
1. CPU 224 XP 為 30
2. CPU 224 XP 為 8
3. CPU 224 XP 為 15
不同型號的CPU所帶的擴展模塊數目不同。
表. 擴展模塊連接個(gè)數
CPU型號 |
模塊連接個(gè)數 |
CPU221 |
- |
CPU222 |
2 |
CPU224/224 XP |
7 |
CPU226 |
7 |
表. S7-200 CN EM 訂貨號
型號 |
規格 |
|
EM 231 CN |
模擬量輸入模塊,4 輸入 |
6ES7 231-0HC22-0XA8 |
模擬量輸入模塊,8 輸入 |
6ES7 231-0HF22-0XA0 |
|
2 路輸入熱電阻 |
6ES7 231-7PB22-0XA8 |
|
4 路輸入熱電阻 |
6ES7 231-7PC22-0XA0 |
|
4 路輸入熱電偶 |
6ES7 231-7PD22-0XA8 |
|
8 路輸入熱電偶 |
6ES7 231-7PF22-0XA0 |
|
EM 232 CN |
模擬量輸出模塊,2 輸出 |
6ES7 232-0HB22-0XA8 |
模擬量輸出模塊,4 輸出 |
6ES7 232-0HD22-0XA0 |
|
EM 235 CN |
模擬量輸入/輸出模塊, |
6ES7 235-0KD22-0XA8 |
每個(gè)S7-200 模塊都自帶一根帶狀I(lǐng)/O總線(xiàn)電纜,如果該電纜滿(mǎn)足模塊之間的安裝寬度需求,可直接將該電纜插接在其它模塊上的10針插槽內,如下圖:
模擬量輸入模塊有兩個(gè)參數容易混淆:
分辨率是A/D模擬量轉換芯片的轉換精度,即用多少位的數值來(lái)表示模擬量。S7-200模擬量模塊的轉換分辨率是12位,能夠反映模擬量變化的最小單位是滿(mǎn)量程的1/4096。
模擬量轉換的精度除了取決于A(yíng)/D轉換的分辨率,還受到轉換芯片的外圍電路的影響。在實(shí)際應用中,輸入的模擬量信號會(huì )有波動(dòng)、噪聲和干擾,內部模擬電路也會(huì )產(chǎn)生噪聲、漂移,這些都會(huì )對轉換的最后精度造成影響。這些因素造成的誤差要大于A(yíng)/D芯片的轉換誤差。
詳細的數據請參考《S7-200系統手冊》 附錄A有關(guān)模擬量模塊的部分。
2電壓電流模擬量信號
用戶(hù)可以使用CPU224XP本體集成的模擬量通道和擴展模塊上的模擬量通道接入或者輸出相應信號量程的模擬量信號。
新產(chǎn)品CPU 224 XP在CPU上集成了兩個(gè)模擬量輸入端口和一個(gè)模擬量輸出端口。模擬量I/O有自己的一組端子,如果不用,端子可以移走。
表. CPU 224 XP本體模擬量I/O規格
|
電壓信號 |
電流信號 |
模擬量輸入x 2 |
±10 V |
- |
模擬量輸出x 1 |
0 - 10 V |
0 - 20 mA |
CPU 224 XP 的模擬量輸入/輸出通道的精度為 12位。具體參數請看《S7-200系統手冊》的附錄-CPU224 XP模擬量I/O參數表。 CPU 224 XP上的模擬量輸入轉換速度比模擬量擴展模塊慢,要求高的場(chǎng)合請使用模擬量擴展模塊。
CPU 224 XP本體集成的模擬量I/O接線(xiàn)圖如下:
圖. 接線(xiàn)圖
圖中:
a:此處表示A+和B+都可以接±10V信號
b:電流型負載接在I和M端子之間
c:電壓型負載接在V和M端子之間
CPU 224 XP本體上有沒(méi)有電流信號模擬量輸入?
沒(méi)有。
CPU 224 XP本體上的模擬量輸入為何響應速度是250ms,不同于模擬量擴展模塊的數據?
是這樣的。CPU 224 XP本體上的模擬量I/O芯片與模擬量模塊所用的不同,應用的轉換原理不同,因此精度和速度不一樣。
CPU 224 XP的本體模擬量I/O如何尋址?
CPU 224 XP本體上的模擬量輸入通道的地址為AIW0和AIW2;模擬量輸出通道的地址為AQW0。
CPU 224 XP后面掛的模擬量模塊的地址如何分配?
S7-200的模擬量I/O地址總是以2個(gè)通道/模塊的規律增加。所以CPU 224 XP后面的第一個(gè)模擬量輸入通道的地址為AIW4;第一個(gè)輸出通道的地址為AQW4,AQW2不能用。
CPU 224 XP上的模擬量輸入是否需要在“系統塊”中設置濾波?
由于CPU 224 XP本體上的模擬量轉換芯片的原理與擴展模擬量模塊不同,不需要選擇濾波。
怎樣使用 S7-224 XP 的模擬量輸入通道接收電流信號?
S7-224 XP 的兩路模擬量輸入通道被出廠(chǎng)設置為電壓信號(0-10V)輸入。為了能夠輸入電流信號,必須在 A+ 與 M 端 (或 B+ 與 M 端) 之間并入一個(gè)500 歐姆的電阻。
與傳感器以及電壓源的兩線(xiàn)制連接方式如圖2 所示:
圖2
與傳感器以及電壓源的 3 線(xiàn)制連接方式如圖 3 所示:
圖3
與傳感器以及電壓源的 4 線(xiàn)制連接方式如圖 4 所示:
圖4
與電壓輸出的變送器及電流源的 4 線(xiàn)制連接方式如圖5所示:
圖5
注意:在所有的連接方式中都必須確保外接電流源具有短路保護以防損壞。
以上所示的各種連接方式同樣適用于LOGO!基本型 (LOGO! 24?和 LOGO! 12/24) 的模擬量輸入。
因為沒(méi)有充分隔離,外接電阻也可成為干擾源。
為了得到盡量精確的測量結果,推薦使用公差盡可能小的電阻。
應確保當在500歐電阻兩端施加最大 28.8V 的電壓時(shí),輸出功率為 1.66W。 市面上流通的電阻的功率大都是 0.25W到 0.5W。
應用模擬量模塊時(shí),需要根據輸入信號的規格設置右下角的DIP開(kāi)關(guān)(Configuration開(kāi)關(guān))。DIP開(kāi)關(guān)只對輸入信號有效,并且對所有的輸入通道都是相同的。
EM231、EM235帶模擬量輸入通道的模塊,還分別有電位器用于對輸入信號進(jìn)行校正。EM231和EM235上的Gain(增益)電位器用于調整輸入信號和轉換數值的放大關(guān)系;EM235上的Offset(偏置)用于對輸入信號調零。如果沒(méi)有精確的信號源,請不要調整。詳細調整方法請參照《S7-200系統手冊》。
Gain(增益)和Offset(偏置)電位器不能用于調整0 - 20mA和4 - 20mA輸入轉換!
S7-200模擬量模塊沒(méi)有0 - 20mA與4 - 20mA電流型輸入的選擇開(kāi)關(guān),0/4 - 20mA模擬量信號的DIP開(kāi)關(guān)設置一樣,但相應的變換必須用程序實(shí)現。
表. EM231 4AI DIP開(kāi)關(guān)設置
單極性 | 滿(mǎn)量程輸入 | 分辨率 | ||
SW1 | SW2 | SW3 | ||
ON | OFF | ON | 0 - 10V | 2.5mV |
ON | OFF | 0 - 5V | 1.25mV | |
0 - 20mA | 5μA | |||
雙極性 | 滿(mǎn)量程輸入 | 分辨率 | ||
SW1 | SW2 | SW3 | ||
OFF | OFF | ON | ±5V | 2.5mV |
ON | OFF | ±2.5V | 1.25mV |
表. EM235DIP開(kāi)關(guān)設置
單極性 | 滿(mǎn)量程輸入 | 分辨率 | |||||
SW1 | SW2 | SW3 | SW4 | SW5 | SW6 | ||
ON | OFF | OFF | ON | OFF | ON | 0 - 50 mV | 12.5μV |
OFF | ON | OFF | ON | OFF | ON | 0 - 100 mV | 25μV |
ON | OFF | OFF | OFF | ON | ON | 0 - 500 mV | 125μV |
OFF | ON | OFF | OFF | ON | ON | 0 - 1 V | 250μV |
ON | OFF | OFF | OFF | OFF | ON | 0 - 5 V | 1.25mV |
0 - 20 mA | 5μA | ||||||
OFF | ON | OFF | OFF | OFF | ON | 0 - 10 V | 2.5mV |
雙極性 | 滿(mǎn)量程輸入 | 分辨率 | |||||
SW1 | SW2 | SW3 | SW4 | SW5 | SW6 | ||
ON | OFF | OFF | ON | OFF | OFF | ±25 mV | 12.5μV |
OFF | ON | OFF | ON | OFF | OFF | ±50 mV | 25μV |
OFF | OFF | ON | ON | OFF | OFF | ±100 mV | 50μV |
ON | OFF | OFF | OFF | ON | OFF | ±250 mV | 125μV |
OFF | ON | OFF | OFF | ON | OFF | ±500 mV | 250μV |
OFF | OFF | ON | OFF | ON | OFF | ±1 V | 500μV |
ON | OFF | OFF | OFF | OFF | OFF | ±2.5 V | 1.25mV |
OFF | ON | OFF | OFF | OFF | OFF | ±5 V | 2.5 mV |
OFF | OFF | ON | OFF | OFF | OFF | ±10 V | 5 mV |
下列各圖是各種傳感器連接到S7-200 模擬量輸入模塊的示例:
圖. 四線(xiàn)制-外供電-電流型信號接線(xiàn)
圖 . 二線(xiàn)制-電流測量接線(xiàn)
上圖中的L+和M屬于為模擬量模塊供電的 CPU 傳感器電源。如果使用其他外接電源,只要用相應電源的輸出端取代上圖中的L+和M,而且要使其 M 和為模塊供電的 M 連接起來(lái),如圖 三線(xiàn)制電流信號測量接線(xiàn) 。
圖 . 三線(xiàn)制電流信號測量接線(xiàn)
為了防止模擬量模塊因短路而損壞,可以在傳感器回路中串入一個(gè)750 Ohm電阻。它將串接在內部250 Ohm電阻上并保證電流在 32 m A以下。
圖 . 四線(xiàn)制電壓信號測量
圖 . 三線(xiàn)制電壓信號測量
一個(gè)模擬量輸入模塊的不同通道,可以同時(shí)分別連接兩線(xiàn)制信號、三線(xiàn)制信號和四線(xiàn)制信號。
SIMATIC S7-200 新的模擬量模塊 8 輸入模擬量 EM231最新發(fā)布。新模塊的尺寸與現有模塊 EM231 和 EM235 的尺寸完全相同,8 輸入模擬量 EM231模塊只占用一個(gè)擴展模塊的位置,這就使系統可以使用更多的模擬量通道。
新的 8 輸入模擬量 EM231模塊與現有的4輸入EM231模塊不同,只有 6 和 7 通道支持電流輸入。
表. 新 EM 231 8 模擬量輸入規格表
產(chǎn)品 | EM231, 8 模擬量輸入 |
訂貨號 | 6ES7 231-0HF22-0XA0 |
尺寸 (W, H, D) | 71.2mm, 80mm, 62mm |
VDC 需求: | +5V DC (背板):20mA +24V DC:60mA |
輸入通道數: | 8 個(gè) |
數據字格式: · 雙極性 · 單極性 |
-32000 到 +32000 0 到 32000 |
精度: · 雙極性 · 單極性 |
11位 加 1 個(gè)符號位 11 位 |
輸入范圍: · 0 至 5通道: · 6 至 7 通道: |
+10V, +5V, +/-5V, +/-2,5V +10V, +5V, +/-5V, +/-2,5V和 0-20mA |
按照下面的表格來(lái)配置撥碼開(kāi)關(guān)。其中使用開(kāi)關(guān) 3, 4,5 來(lái)選擇模擬量輸入范圍,使用開(kāi)關(guān) 1,2 來(lái)選擇電流輸入模式(只有通道 6 和 7 可以用作電流輸入)。并且當最后兩個(gè)通道使用電流信號時(shí),前6個(gè)通道的電壓測量范圍必須是0-5V,而不能使用0-10V的信號。所以,當您需要接入8路電流信號時(shí),只能使用兩個(gè)EM231的4通道的模塊。
8輸入的EM231模塊只有第6、7兩通道可以用做電流輸入,使用撥碼開(kāi)關(guān)1、2對其進(jìn)行設置:當開(kāi)關(guān)1為“ON”時(shí),通道6用做電流輸入;開(kāi)關(guān)2為“ON”時(shí),通道7用做電流輸入。反之,當1、2開(kāi)關(guān)為“OFF”時(shí),6、7通道用做電壓輸入。
表. 新 EM 231 8 模擬量輸入配置開(kāi)關(guān)表
單極性 | 滿(mǎn)量程輸入 | 分辨率 | ||||
sw1 | sw2 | sw3 | sw4 | sw5 | ||
OFF | OFF | ON | OFF | ON | 0至10V | 2.5mV |
OFF | OFF | ON | ON | OFF | 0至5V | 1.25mV |
x | x | ON | ON | OFF | X可選擇第6、7通道:0到20mA | 5uA |
雙極性 | 滿(mǎn)量程輸入 | 分辨率 | ||||
sw1 | sw2 | sw3 | sw4 | sw5 | ||
OFF | OFF | OFF | OFF | ON | ±5V | 2.5mV |
OFF | OFF | OFF | ON | OFF | ±2.5V | 1.25mV |
圖. 新 EM 231 8 模擬量輸入接線(xiàn)圖
表. 4 輸出模擬量模塊 EM232 規格表
產(chǎn)品 | EM232, 2 模擬量輸出 | EM232, 4 模擬量輸出 | EM235 4AI/1AQ |
定貨號 |
6ES7 232-0HB22-0XA8 | 6ES7 232-0HD22-0XA0 | 6ES7 235-0KD22-0XA8 |
尺寸 (W, H, D) | 46mm, 80mm, 62mm | 71.2mm, 80mm, 62mm | |
VDC 需求: |
+5V DC (背板):20mA +24V DC:70mA |
+5V DC (背板):20mA +24V DC:100mA | +5V DC (背板):30mA +24V DC:60mA |
輸出通道數: | 2個(gè) | 4個(gè) | 1個(gè) |
數據字格式: |
-32000 到 +32000 0 到 32000 |
||
精度: |
11位 加 1 個(gè)符號位 11 位 |
||
信號范圍: |
電壓輸出:-10V~10V 電流輸出: 0-20mA |
||
誤差: | +/- 0.5% (25°C), +/- 2% (55°C) |
圖1. 4 輸出模擬量模塊 EM232 接線(xiàn)圖
圖2. 混合模擬量模塊 EM235 接線(xiàn)圖
補充說(shuō)明:
EM231的最后三位DIP開(kāi)關(guān)有什么作用?
正如 新 EM 231 8 模擬量輸入配置開(kāi)關(guān)表 所示,沒(méi)有作用。
什么是單極性、雙極性?
雙極性就是信號在變化的過(guò)程中要經(jīng)過(guò)“零”,單極性不過(guò)零。由于模擬量轉換為數字量是有符號整數,所以雙極性信號對應的數值會(huì )有負數。
在S7-200中,單極性模擬量輸入/輸出信號的數值范圍是 0 - 32000;雙極性模擬量信號的數值范圍是 -32000-+32000。
同一個(gè)模塊的不同通道是否可以分別接電流和電壓型輸入信號?
可以分別按照電流和電壓型信號的要求接線(xiàn)。但是DIP開(kāi)關(guān)設置對整個(gè)模塊的所有通道有效,在這種情況下,電流、電壓信號的規格必須能設置為相同的DIP開(kāi)關(guān)狀態(tài)。EM231 4輸入和EM235模塊的0 - 5V和0 - 20mA信號具有相同的DIP設置狀態(tài),可以接入同一個(gè)模擬量模塊的不同通道。
EM235是否能用于熱電阻測溫?
EM235不是用于與熱電阻連接測量溫度的模塊,勉強使用容易帶來(lái)問(wèn)題。
建議使用EM231 RTD模塊。
為什么使用S7-200 模擬量輸入模塊時(shí)接收到一個(gè)變動(dòng)很大的不穩定的值?
可能是如下原因:
可以用如下方法解決:
圖1. 設置模擬量濾波
“Number of samples”指定了選中進(jìn)行濾波的通道進(jìn)行平均值計算的采樣數。濾波得出的數值就是已采樣的n個(gè)數值的平均值,而n就是“Number of samples”的值。
死區(Deadband)定義了允許偏離于平均值的最大值。
S7-200的模擬量輸入/輸出模塊是否帶信號隔離?
不帶隔離。如果用戶(hù)的系統中需要隔離,請另行購買(mǎi)信號隔離器件。
模擬量信號的傳輸距離有多遠?
電壓型的模擬量信號,由于輸入端的內阻很高(S7-200的模擬量模塊為10兆歐),極易引入干擾,所以討論電壓信號的傳輸距離沒(méi)有什么意義。一般電壓信號是用在控制設備柜內電位器設置,或者距離非常近、電磁環(huán)境好的場(chǎng)合。
電流型信號不容易受到傳輸線(xiàn)沿途的電磁干擾,因而在工業(yè)現場(chǎng)獲得廣泛的應用。
電流信號可以傳輸比電壓信號遠得多的距離。理論上,電流信號的傳輸距離受到以下幾個(gè)因素的制約:
信號輸出端的負載能力必須大于信號輸入端的內阻與傳輸線(xiàn)電阻之和。當然實(shí)際情況不會(huì )完全符合理想的計算結果,傳輸距離過(guò)長(cháng)會(huì )造成信號衰減,也會(huì )引入干擾。
S7-200模擬量模塊的輸入/輸出阻抗指標是多少?
詳情可見(jiàn)《S7-200系統手冊》的附錄A. (模擬量輸入/輸出規范) 。
模擬量輸入阻抗:
模擬量輸出阻抗:
模擬量模塊的電源指示燈正常,為何信號輸入燈不亮?
模擬量模塊的外殼按照通用的形式設計和制造,實(shí)際上沒(méi)有模擬量輸入信號指示燈。凡是沒(méi)有印刷標記的燈窗都是無(wú)用空置的。
為何模擬量值的最低三位有非零的數值變化?
模擬量的轉換精度為12位,但模塊將數模轉換后的數值向高位移動(dòng)了三位。如果將此通道設置為使用模擬量濾波,則當前的數值是若干次采樣的平均值,最低三位是計算得出的數值;如果禁用模擬量濾波,則最低三位都是零。
S7-200測量0-20mA和4-20mA的電流信號時(shí)需要選擇不同的模塊嗎?設置上有差異嗎?
不需要選擇不同的模塊。選擇同一種模塊,如EM231(訂貨號:6ES7 231-0HC22-0XA0)即可實(shí)現。對于S7-200模擬量模塊而言,量程設定是通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現的,對于4-20mA和0-20mA兩種量程,其撥碼設置是完全一樣的。二者的區別是4-20mA對應的數字量范圍是6400-32000。而0-20mA對應的數字量范圍是0-32000。
3熱電阻傳感器
RTD Type and Alpha1 |
SW1 |
SW2 |
SW3 |
SW4 |
SW5 |
RTD Type and Alpha1 |
SW1 |
SW2 |
SW3 |
SW4 |
SW5 |
100Ω Pt 0.003850 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
100Ω Pt 0.003902 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
200Ω Pt 0.003850 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
200Ω Pt 0.003902 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
500Ω Pt 0.003850 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
500Ω Pt 0.003902 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1000Ω Pt 0.003850 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1000Ω Pt 0.003902 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
100Ω Pt 0.003920 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
SPARE |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
200Ω Pt 0.003920 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
100Ω Ni 0.00672 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
500Ω Pt 0.003920 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
120Ω Ni 0.00672 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1000Ω Pt 0.003920 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1000Ω Ni 0.00672 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
100Ω Pt 0.00385055 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
100Ω Ni 0.006178 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
200Ω Pt 0.00385055 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
120Ω Ni 0.006178 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
500Ω Pt 0.00385055 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1000Ω Ni 0.006178 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1000Ω Pt 0.00385055 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
10000Ω Pt 0.003850 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
100Ω Pt 0.003916 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
10Ω Cu 0.004270 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
200Ω Pt 0.003916 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
150Ω FS Resistance |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
500Ω Pt 0.003916 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
300Ω FS Resistance |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1000Ω Pt 0.003916 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
600Ω FS Resistance |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
開(kāi)關(guān)6(僅2通道模塊) | 斷線(xiàn)檢測/超出范圍 | 設置 | 描述 |
---|---|---|---|
正向標定 (+3276.7度) |
0 | 指示斷線(xiàn)或超出范圍的正極 | |
負向標定 (--3276.8度) |
1 | 指示斷線(xiàn)或超出范圍的負極 | |
開(kāi)關(guān)7 | 溫度單位 | 設置 | 描述 |
攝氏度(°C) | 0 |
RTD模塊可報告攝氏溫度或華氏溫度,攝氏溫 度與華氏溫度的轉換在內部進(jìn)行。 |
|
華氏溫度(°F) | 1 | ||
開(kāi)關(guān)8 | 接線(xiàn)方式 | 設置 | 描述 |
3線(xiàn) | 0 | RTD模塊與傳感器的接線(xiàn)有3種方式。精度最高的是4線(xiàn)連接。2線(xiàn)連接精度最低,推薦只用于可忽略接線(xiàn)誤差的應用場(chǎng)合。 | |
2線(xiàn)或4線(xiàn) | 1 |
RTD Type and Alpha1 |
SW1 |
SW2 |
SW3 |
SW4 |
SW5 |
SW6 |
RTD Type and Alpha1 |
SW1 |
SW2 |
SW3 |
SW4 |
SW5 |
SW6 |
100Ω Pt 0.003850 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
100Ω Pt 0.003902 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
200Ω Pt 0.003850 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
200Ω Pt 0.003902 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
500Ω Pt 0.003850 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
500Ω Pt 0.003902 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1000Ω Pt 0.003850 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1000Ω Pt 0.003902 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
100Ω Pt 0.003920 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
SPARE |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
200Ω Pt 0.003920 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
100Ω Ni 0.00672 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
500Ω Pt 0.003920 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
120Ω Ni 0.00672 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1000Ω Pt 0.003920 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1000Ω Ni 0.00672 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
100Ω Pt 0.00385055 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
100Ω Ni 0.006178 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
200Ω Pt 0.00385055 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
120Ω Ni 0.006178 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
500Ω Pt 0.00385055 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1000Ω Ni 0.006178 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1000Ω Pt 0.00385055 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
10000Ω Pt |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
100Ω Pt 0.003916 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
10Ω Cu 0.004270 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
200Ω Pt 0.003916 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
150Ω FS |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
500Ω Pt 0.003916 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
300Ω FS |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1000Ω Pt 0.003916 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
600Ω FS |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
GOST 50Ω Pt |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
GOST Cu 50Ω |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
GOST 100Ω Pt |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
GOST Cu 100Ω |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
GOST 500Ω Pt |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
GOST Cu 500Ω |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
GOST 10Ω Pt |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
GOST Cu 10Ω |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
GOST 50Ω Pt |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
GOST Cu 50Ω |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
GOST 100Ω Pt |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
GOST Cu 100Ω |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
GOST 500Ω Pt |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
GOST Cu 500Ω |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
GOST 10Ω Pt |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
Spare |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
LG-Ni 1000Ω Pt |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
EM231 RTD 模塊支持的信號類(lèi)型有鉑(Pt),銅(Cu),鎳(Ni)或電阻,DIPs開(kāi)關(guān)的詳細信息請參考《S7-200系統手冊》附錄A有關(guān)模擬量模塊的部分。
因為熱電阻分2線(xiàn)制、3線(xiàn)制、4線(xiàn)制,所以RTD模塊與熱電阻的接線(xiàn)有3種方式,如圖所示。其中,精度最高的是4線(xiàn)連接,精度最低的是2線(xiàn)連接。
231 RTD模塊占用的模擬量通道,在系統塊中設置模擬量通道濾波時(shí),應禁止濾波功能。
熱電阻模塊上的SF紅燈為何閃爍?
SF紅燈閃爍有兩個(gè)原因:模塊內部軟件檢測出外接熱電阻斷線(xiàn),或者輸入超出范圍。由于上述檢測是兩個(gè)輸入通道共用的,所以當只有一個(gè)通道外接熱電阻時(shí),SF燈必然閃爍。解決方法是將一個(gè)100 Ohm的電阻,按照與已用通道相同的接線(xiàn)方式連接到空的通道;或者將已經(jīng)接好的那一路熱電阻的所有引線(xiàn),一一對應連接到空的通道上。
參見(jiàn)ProDIS網(wǎng)站FAQ19295124。
什么是正向標定、負向標定?
正向標定值是3276.7度(華氏或攝氏),負向標定值是-3276.8度。如果檢測到斷線(xiàn)、輸入超出范圍時(shí),相應通道的數值被自動(dòng)設置為上述標定值。
熱電阻的技術(shù)參數不是很清楚,如何在DIP開(kāi)關(guān)上設置類(lèi)型?
應該盡量弄清楚熱電阻的參數。否則可以使用缺省設置。
4熱電偶傳感器
技術(shù)參數 如下表. EM231 TC 熱電偶模塊規格表所示
產(chǎn)品 |
EM231 TC, 4模擬量輸入 |
EM231 TC, 8 模擬量輸入 |
訂貨號 |
6ES7 231-7PD22-0XA8 |
6ES7 231-7PF22-0XA0 |
尺寸 (W, H, D) |
71.2mm, 80mm, 62mm |
|
VDC 需求: |
+5V DC (背板):87mA |
|
輸入通道數: |
4 個(gè) |
8 個(gè) |
輸入范圍: |
|
|
精度: |
0.1 °C 或 0.1°F |
|
誤差: |
0.1% FS (電壓測量 ) |
撥碼開(kāi)關(guān)設置與 EM231 TC, 4 模擬量輸入模塊相同
SIMATIC S7-200 新的模擬量模塊 8 輸入EM231 TC 熱電偶模塊最新發(fā)布。新模塊的尺寸與現有模塊 EM231TC 的尺寸完全相同,8 輸入模擬量 EM231TC 模塊只占用一個(gè)擴展模塊的位置,這就使系統可以使用更多的模擬量通道。
新的模塊不能用在S7-200 CPU 的 21x 系列上。
熱電偶模塊的DIP開(kāi)關(guān)設置參考下表:
開(kāi)關(guān)1,2,3 |
熱電偶類(lèi)型 |
設置 |
描述 |
|
|
J(缺?。? |
0 0 0 |
開(kāi)關(guān)1至3為模塊上的所有通道選擇熱電偶類(lèi)型 |
|
K |
0 0 1 |
|||
T |
0 1 0 |
|||
E |
0 1 1 |
|||
R |
1 0 0 |
|||
S |
1 0 1 |
|||
N |
1 1 0 |
|||
+/- 80mV |
1 1 1 |
|||
開(kāi)關(guān)5 |
斷線(xiàn)檢測方向 |
設置 |
描述 |
|
正向標定 (+3276.7度) |
0 |
0指示斷線(xiàn)為正 |
||
負向標定 |
1 |
|||
開(kāi)關(guān)6 |
斷線(xiàn)檢測啟用 |
設置 |
描述 |
|
啟用 | 0 |
將25uA電流注入輸入端子,可完成斷線(xiàn)檢測。 |
||
禁用 |
1 |
|||
開(kāi)關(guān)7 |
溫度范圍 |
設置 |
描述 |
|
|
攝氏度(°C) | 0 |
EM 231熱電偶模塊能夠報告攝氏溫度和華氏溫 |
|
華氏溫度(°F) |
1 |
|||
開(kāi)關(guān)8 |
冷端補償 |
設置 |
描述 |
|
|
冷端補償啟用 | 0 |
使用熱電偶必須進(jìn)行冷端補償,如果沒(méi)有啟用 |
|
冷端補償禁用 |
1 |
表 . 組態(tài)熱電偶模塊DIP開(kāi)關(guān)
熱電偶模塊接線(xiàn)如下圖:
EM231 TC 模塊占用的模擬量通道,在系統塊中設置模擬量通道濾波時(shí),應禁止濾波功能。
EM231 TC(熱電偶)模塊是否支持B型熱電偶?
EM231 TC支持J、K、E、N、S、T和R型熱電偶,不支持B型熱電偶。
EM231 TC是否需要補償導線(xiàn)?
EM231 TC可以設置為由模塊實(shí)現冷端補償,但仍然需要補償導線(xiàn)進(jìn)行熱電偶的自由端補償。
EM231 TC模塊SF燈為何閃爍?
原因可能是:
5編程軟件中的使用
模擬量輸入/輸出數據是有符號整數,占用一個(gè)字長(cháng)(兩個(gè)字節),所以地址必須從偶數字節開(kāi)始。模擬量的轉換精度為12位,但在PLC中表示為-32000-+32000之間的整數值(實(shí)際上數值可以是整個(gè)16位有符號整數的范圍,但標準輸入信號如10V/20mA被標定為對應32000,模擬量超過(guò)標準值一點(diǎn)也因此可以表示)。
在S7-200中,單極性模擬量輸入/輸出信號的數值范圍是 0 - 32000;雙極性模擬量信號的數值范圍是 -32000-+32000。
格式:
每個(gè)模擬量輸入模塊,按模塊的先后順序和輸入通道數目,以固定的遞增順序向后排地址。 例如: AIW0、AIW2、AIW4、AIW6、AIW8等。
對于EM231 RTD(熱電阻)兩通道輸入模塊,不再占用空的通道,后面的模擬量輸入點(diǎn)是緊接著(zhù)排地址的。
每個(gè)有模擬量輸出的模塊占兩個(gè)輸出通道。即使第一個(gè)模塊只有一個(gè)輸出AQW0,第二個(gè)模塊的輸出地址也應從AQW4開(kāi)始尋址(AQW2被第一個(gè)模塊占用),依此類(lèi)推。
溫度模擬量輸入模塊(EM231 TC、EM231 RTD)也按照上述規律尋址,但是所讀取的數據是溫度測量值的10倍(攝氏或華氏溫度)。如520相當于52.0度。
注意: 每一模塊的起始地址都可在STEP 7-Micro/WIN中的菜單“PLC > Information”里在線(xiàn)讀到。
S7-200允許你為每一路模擬量輸入選擇軟件濾波器。一般情況下選用S7-200的模擬量濾波功能就不必再另行編制用戶(hù)的濾波程序。
如果對某個(gè)通道選用了模擬量濾波,CPU將在每一程序掃描周期前自動(dòng)讀取模擬量輸入值,這個(gè)值就是濾波后的值,是所設置的采樣數的平均值。模擬量的參數設置(采樣數及死區值)對所有模擬量信號輸入通道有效。
如果對某個(gè)通道不濾波,則CPU不會(huì )在程序掃描周期開(kāi)始時(shí)讀取平均濾波值,而只在用戶(hù)程序訪(fǎng)問(wèn)此模擬量通道時(shí),直接讀取當時(shí)實(shí)際值。
模擬量濾波器使用步驟如下:
1. 在Micro/Win 中進(jìn)入View>Component>System Block,并選擇Analog Input Filters選項,進(jìn)入模擬量濾波器。
2. 設置模擬量濾波器:
圖1. 模擬量通道濾波設置
圖2. 死區示意圖
3. 點(diǎn)擊OK并下載修改后的系統塊到S7-200中。
注意:
因為A/D(模/數)、D/A(數/模)轉換之間的對應關(guān)系,S7-200 CPU內部用數值表示外部的模擬量信號,兩者之間有一定的數學(xué)關(guān)系。這個(gè)關(guān)系就是模擬量/數值量的換算關(guān)系。
例如,使用一個(gè)0 - 20mA的模擬量信號輸入,在S7-200 CPU內部,0 - 20mA對應于數值范圍0 - 32000;對于4 - 20mA的信號,對應的內部數值為6400 - 32000。
如果有兩個(gè)傳感器,量程都是0 - 16MPa,但是一個(gè)是0 - 20mA輸出,另一個(gè)是4 - 20mA輸出。它們在相同的壓力下,變送的模擬量電流大小不同,在S7-200內部的數值表示也不同。顯然兩者之間存在比例換算關(guān)系。模擬量輸出的情況也大致相同。
上面談到的是0 - 20mA與4 - 20mA之間換算關(guān)系,但模擬量轉換的目的顯然不是在S7-200 CPU中得到一個(gè)0 - 32000之類(lèi)的數值;對于編程和操作人員來(lái)說(shuō),得到具體的物理量數值(如壓力值、流量值),或者對應物理量占量程的百分比數值要更方便,這是換算的最終目標。
如果使用編程軟件Micro/WIN32中的PID Wizard(向導)生成PID功能子程序,就不必進(jìn)行0 - 20mA與4 - 20mA信號之間的換算,只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的設置。
通用比例換算公式
模擬量的輸入/輸出都可以用下列的通用換算公式換算:
Ov = [(Osh - Osl)*(Iv - Isl)/(Ish - Isl)] + Osl
其中:
Ov: | 換算結果 |
Iv: | 換算對象 |
Osh: | 換算結果的高限 |
Osl: | 換算結果的低限 |
Ish: | 換算對象的高限 |
Ish: | 換算對象的低限 |
它們之間的關(guān)系可以圖示如下:
圖1. 模擬量比例換算關(guān)系
實(shí)用指令庫
在STEP 7-Micro/WIN Programming Tips(Micro/WIN編程技巧中)的Tip38就是關(guān)于如何實(shí)現上述轉換的例程。
為便于用戶(hù)使用,現已將其導出成為“自定義指令庫”,用戶(hù)可以添加到自己的Micro/WIN編程軟件中應用。
注意:此指令庫/程序的作者和擁有者對于該軟件的功能性和兼容性不負任何責任。使用該軟件的風(fēng)險完全由用戶(hù)自行承擔。由于它是免費的,所以不提供任何擔保,錯誤糾正和熱線(xiàn)支持,用戶(hù)不必為此聯(lián)系西門(mén)子技術(shù)支持與服務(wù)部門(mén)。
在這個(gè)指令庫中,子程序Scale_I_to_R可用來(lái)進(jìn)行模擬量輸入到S7-200內部數據的轉換;子程序Scale_R_I可用于內部數據到模擬量輸出的轉換。
編程舉例
圖2. 編程舉例
電話(huà):13818569113
郵箱:13818569113@139.com
網(wǎng)址:http://m.youmiyou.cn/
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