1.1 最大I/O擴展能力

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：

1. 1.
   CPU 的輸入/輸出過(guò)程變量映像區大?。?br style="padding:0px;margin:0px;" /> 128 DI/128 DO；16 AI/16 AO(CPU 221/222)；32 AI/32 AO(CPU 224 以上)
2. 2.
   CPU本體的I/O點(diǎn)數：
   CPU221（6DI/4DO）；CPU222（8DI/6DO）；CPU224/CPU224 XP（14DI/10DO）；CPU226（24DI/16D）
3. 3.
   CPU帶擴展模塊的數目
4. 4.
   CPU的5VDC電源是否滿(mǎn)足所有擴展模塊的需要
5. 5.
   CPU所帶智能模塊對I/O地址的占用

注意

• 智能模塊（如EM277、CP243-1）占用擴展模塊的數量。這就意味著(zhù)如果用了這些模塊，則相應的I/O擴展模塊的數量就要減少。

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
CPU 221			不能擴展
		CPU	340	8	6
CPU 222	Max. DI/DO	1 x EM 223 32 DI/32 DO 1 x EM 223 8 DI/8 DO DC/DC	- 320	40	40
		1 x EM 223 32 DI/32 DO 1 x EM 223 8 DI/8 DO DC/Relay	- 285
		總計	> 0	48	46
	Max. AI	CPU	340	8	6
		2 x EM 235 4 AI/1 AO	- 60			8	2
		總計	> 0	8	6	8	2
	Max. AO	CPU	340	8	6
		2 x EM 232 2AO	- 40			0	4
		總計	> 0	8	6	0	4
CPU 224 /224 XP	Max. DI/Relay OUT	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. DI/DC OUT	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. DI/Relay OUT	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. DI/DC OUT	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 /(CPU 226)	Max. AI	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. AO	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

1.2. 模擬量模塊總覽

表. S7-200 CN EM 訂貨號

型號	規格	訂貨號
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， 4 輸入/1 輸出	6ES7 235-0KD22-0XA8

目前還沒(méi)有 S7-200 CN 系列產(chǎn)品?？墒褂?SIMATIC S7-200 產(chǎn)品代替。

1.3. 模塊安裝

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：

1.4 Modbus RTU 主站例程

模擬量輸入模塊有兩個(gè)參數容易混淆：

1. 1.
   模擬量轉換的分辨率
2. 2.
   模擬量轉換的精度（誤差）

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。

2.1 CPU 224 XP(si)的集成模擬量I/O

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。

技術(shù)規格

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 集成模擬量I/O接線(xiàn)

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 模擬量相關(guān)常問(wèn)問(wèn)題

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。

2.3 EM231 4AI和EM235模塊的電壓電流輸入

模擬量模塊設置

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》。

注意：

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。

DIP開(kāi)關(guān)設置

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

模擬量接線(xiàn)圖

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。

2.5. EM231 8AI模塊的電壓電流輸入

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。

技術(shù)參數

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

EM231 8 輸入配置開(kāi)關(guān)表

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

接線(xiàn)圖

圖. 新 EM 231 8 模擬量輸入接線(xiàn)圖

2.7. EM232和EM235的模擬量輸出

技術(shù)參數

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: · 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
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)

接線(xiàn)圖

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：

1. ? 電壓負載接在V和M之間，電流負載接在I和M之間，M為參考點(diǎn)。
2. ? SIMATIC S7-200與S7-200CN接線(xiàn)圖與技術(shù)參數一致

2.8. 電壓電流信號常問(wèn)問(wèn)題

 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：

1. 1.
   你可能使用了一個(gè)自供電或隔離的傳感器電源，兩個(gè)電源沒(méi)有彼此連接，即模擬量輸入模塊的電源地和傳感器的信號地沒(méi)有連接。這將會(huì )產(chǎn)生一個(gè)很高的上下振動(dòng)的共模電壓，影響模擬量輸入值。
2. 2.
   另一個(gè)原因可能是模擬量輸入模塊接線(xiàn)太長(cháng)或絕緣不好。

可以用如下方法解決：

1. 1.
   連接傳感器輸入的負端與模塊上的公共M 端以補償此種波動(dòng)。（但要注意確保這是兩個(gè)電源系統之間的唯一聯(lián)系。）
   背景是：

   ? 模擬量輸入模塊內部是不隔離的；

   ? 共模電壓不應大于 12V；

   ? 對于60Hz干擾信號的共模抑制比為40dB。

2. 2.
   使用模擬量輸入濾波器。
   在Micro/Win 中進(jìn)入“View > System block> Tab: Analog Input Filters”

   ? 選擇模擬量輸入濾波；

   ? 選擇 “Number of samples”和“Deadband”

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：

1. ? 信號輸出端的帶載能力，以歐姆數值表示（如700Ω）
2. ? 信號輸入端的內阻
3. ? 傳輸線(xiàn)的靜態(tài)電阻值（來(lái)回是雙線(xiàn)）

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。

1. 
   如果負載能力足夠，一個(gè)電流信號可以串接多個(gè)信號輸入端。例如一個(gè)4 - 20mA的模擬量轉速給定信號可以輸出給兩臺變頻器的4 - 20mA模擬量輸入端口。

 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：

1. ? 電壓型信號：≥ 10MΩ
2. ? 電流型信號：250Ω

模擬量輸出阻抗：

1. ? 電壓型信號：≥ 5KΩ
2. ? 電流型信號：≤ 500Ω

 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

3.1. EM231 RTD 2AI DIP開(kāi)關(guān)設置

RTD Type and Alpha1	SW1	SW2	SW3	SW4	SW5	RTD Type and Alpha1	SW1	SW2	SW3	SW4	SW5
100Ω Pt 0.003850 (Default)	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

3.2. EM231 RTD 4AI DIP開(kāi)關(guān)設置

RTD Type and Alpha1	SW1	SW2	SW3	SW4	SW5	SW6	RTD Type and Alpha1	SW1	SW2	SW3	SW4	SW5	SW6
100Ω Pt 0.003850 (Default)	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 0.003850	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 Resistance	1	1	1	0	1	0
500Ω Pt 0.003916	0	1	1	1	0	0	300Ω FS Resistance	1	1	1	1	0	0
1000Ω Pt 0.003916	0	1	1	1	1	0	600Ω FS Resistance	1	1	1	1	1	0
GOST 50Ω Pt  0.00385055	0	0	0	0	1	1	GOST Cu 50Ω 0.00426	0	1	0	1	1	1
GOST 100Ω Pt 0.00385055	0	0	0	1	0	1	GOST Cu 100Ω 0.00426	0	1	1	0	0	1
GOST 500Ω Pt 0.00385055	0	0	0	1	1	1	GOST Cu 500Ω 0.00426	0	1	1	0	1	1
GOST 10Ω Pt 0.00385055	0	0	1	0	0	1	GOST Cu 10Ω 0.00428	0	1	1	1	0	1
GOST 50Ω Pt 0.003910	0	0	1	0	1	1	GOST Cu 50Ω 0.00428	0	1	1	1	1	1
GOST 100Ω Pt 0.003910	0	0	1	1	0	1	GOST Cu 100Ω 0.00428	1	0	0	0	0	1
GOST 500Ω Pt 0.003910	0	0	1	1	1	1	GOST Cu 500Ω 0.00428	1	0	0	0	1	1
GOST 10Ω Pt 0.003910	0	1	0	0	0	1	Spare	1	0	0	1	0	1
LG-Ni 1000Ω Pt 0.005000	0	1	0	0	1	1

3.3. 熱電阻模塊接線(xiàn)

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。

3.4. 熱電阻常問(wèn)問(wèn)題

 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

4.1. 熱電偶模塊的技術(shù)參數

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 +24V DC：60mA
輸入通道數：	4 個(gè)	8 個(gè)
輸入范圍：	支持的熱電偶型號：S, T, R, E, N, K, J, 電壓測量+/- 80mV
精度：	0.1 °C 或 0.1°F 15 位加符號位
誤差：	0.1% FS (電壓測量 ) 0.05% FS

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。

4.2. DIP開(kāi)關(guān)的設置

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
*將DIP開(kāi)關(guān)4 設定為0（向下）位置	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 （或mV操作）。例如，選E類(lèi)型，熱電偶開(kāi)關(guān) SW1 = 0，SW2 = 1，SW3 = 1
	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 1指示斷線(xiàn)為負
	負向標定 （-3276.8度）	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。 斷線(xiàn)檢測啟用開(kāi)關(guān)可以啟用或禁用檢測電流， 斷線(xiàn)檢測始終在進(jìn)行，即使禁用了檢測電流。 如果輸入信號超出大約±200mV,EM 231熱電 偶模塊將檢測斷線(xiàn)。如檢測到斷線(xiàn)，測量讀數 被設定成由斷線(xiàn)檢測所選定的值。
	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 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	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，模塊的轉換則會(huì )出現錯誤，因為熱 電偶導線(xiàn)連接到模塊連接器時(shí)會(huì )產(chǎn)生電壓，選 擇±80mV范圍時(shí)，將自動(dòng)禁用冷結點(diǎn)補償。
	冷端補償禁用	1

表 . 組態(tài)熱電偶模塊DIP開(kāi)關(guān)

4.3. 熱電偶模塊的接線(xiàn)

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。

4.4. 熱電偶常問(wèn)問(wèn)題

 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：

1. ?
   如果選擇了斷線(xiàn)檢測，則可能是斷線(xiàn)。應當短接未使用的通道，或者并聯(lián)到旁邊的實(shí)際接線(xiàn)通道上。
2. ?
   輸入超出范圍

5編程軟件中的使用

5.1. S7-200模擬量數據格式與尋址

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：

1. ? 輸入：AIW[起始字節地址]——如AIW6
2. ? 輸出：AQW[起始字節地址]——如AQW0

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。

5.2. 模擬量濾波器

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

1. a.
   設置模擬量采樣數，例：此處設置的64表示模擬量濾波后的值為包括當前采樣的前64個(gè)采樣值的平均值。
2. b.
   死區值，定義了計算模擬量平均值的取值范圍

   ?

   如果采樣值都在這個(gè)范圍內，就計算采樣數所設定的平均值；如果當前最新采樣的值超過(guò)了死區的上限或下限，則該值立刻被采用為當前的新值，并作為以后平均值計算的起始值（如圖2所示）

   ?

   這就允許濾波器對模擬量值的大的變化有一個(gè)快速響應

   ?

   死區值設為0，表示禁止死區功能，即所有的值都進(jìn)行平均值計算，不管該值有多大的變化

   ?

   對于快速響應要求，不要把死區值設為0，而把它設為可預期的最大的擾動(dòng)值（320為滿(mǎn)量程32000的1％）

3. c.
   選擇需要濾波的模擬量通道，打鉤的為使能的模擬量輸入，缺省設置是為所有的模擬量輸入使用濾波器
4. d.
   CPU224XP上的AIW0、AIW2（CPU本體上的模擬量輸入通道）不必濾波

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：

1. ?
   為變化比較緩慢的模擬量輸入選用濾波器可以抑制波動(dòng)
2. ?
   為變化較快的模擬量輸入選用較小的采樣數和死區值會(huì )加快響應速度
3. ?
   對高速變化的模擬量值不要使用濾波器
4. ?
   如果用模擬量傳遞數字量信號，或者使用熱電阻（EM231 RTD）、熱電偶（EM231 TC）、AS-Interface（CP243-2）模塊時(shí)，不能使用濾波器

5.3. 模擬量比例換算

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。

模擬量比例換算指令庫和例子

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