西門子工業(yè)機(jī)械代理商

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6ES7-200/300/400/1200/6EP/6AV/6GK/ET200/6SE變頻器/電纜/DP接頭/觸摸屏 /變頻器/數(shù)控伺服備件全系列產(chǎn)品、擁有的技術(shù)團(tuán)隊(duì),及專業(yè)的從業(yè)人員,*為客戶提供西門子PLC的銷售,安裝,調(diào)試服務(wù) 

SIMATIC S7-200的應(yīng)用領(lǐng)域從更換繼電器和接觸器一直擴(kuò)展到在單機(jī)、網(wǎng)絡(luò)以及分布式配置中更復(fù)雜的自動(dòng)化任務(wù)。S7-200也越來越多地提供了對(duì)以前曾由于經(jīng)濟(jì)原因而開發(fā)的特殊電子設(shè)備的地區(qū)的進(jìn)入。文本顯示器TD200不僅是一個(gè)用于顯示系統(tǒng)信息的顯示設(shè)備，還可以作為控制單元對(duì)某個(gè)量的數(shù)值進(jìn)行修改，或直接設(shè)置輸入/輸出量。文本信息的顯示用選擇/確認(rèn)的方法，zui多可顯示80條信息，每條信息zui多4個(gè)變量的狀態(tài)。過程參數(shù)可在顯示器上顯示，并可以隨時(shí)修改。TD200面板上的8個(gè)可編程序的功能鍵，每個(gè)都分配了一個(gè)存儲(chǔ)器位，這些功能鍵在啟動(dòng)和測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，可以進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和診斷

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S7-200模擬量模塊系列

模擬信號(hào)是指在一定范圍內(nèi)連續(xù)的信號(hào)（如電壓、電流)，這個(gè)“一定范圍”可以理解為模擬量的有效量程。在使用S7-200模擬量時(shí)，需要注意信號(hào)量程范圍，撥碼開關(guān)設(shè)置，模塊規(guī)范接線，指示燈狀態(tài)等信息。

本文中，我們按照S7-200模擬量模塊類型進(jìn)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(qǐng)參見“S7-200模擬量全系列總覽表”，初步了解S7-200模擬量系列的基本信息，具體內(nèi)容請(qǐng)參見下文詳細(xì)說明： 

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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(hào)（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(guān)設(shè)置來選擇輸入信號(hào)量程。注意：按照規(guī)范接線，盡量依據(jù)模塊上的通道順序使用（A->D），且未接信號(hào)的通道應(yīng)短接。具體請(qǐng)參看《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)》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(shè)置撥碼開關(guān)來選擇信號(hào)量程。開關(guān)的設(shè)置應(yīng)用于整個(gè)模塊，一個(gè)模塊只能設(shè)置為一種測(cè)量范圍，且開關(guān)設(shè)置只有在重新上電后才能生效。也就是說，撥碼設(shè)置一經(jīng)確定后，這4個(gè)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(guān)設(shè)置是一樣的，也就是說，當(dāng)撥碼開關(guān)設(shè)置為這種時(shí)，輸入通道的信號(hào)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通道只能用做電壓輸入，只有第6、7兩通道可以用做電流輸入，使用撥碼開關(guān)1、2對(duì)其進(jìn)行設(shè)置：當(dāng)sw1=ON，通道6用做電流輸入；sw2=ON時(shí)，通道7用做電流輸入。反之，若選擇為OFF，對(duì)應(yīng)通道則為電壓輸入。

注：當(dāng)?shù)?、7道選擇為電流輸入時(shí)，第0->5通道只能輸入0-5V的電壓。

B. 測(cè)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(hào)接模擬量輸入，需要選擇特殊的測(cè)溫模塊。測(cè)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(hào)應(yīng)該連接至相對(duì)應(yīng)的模塊，如：熱電阻信號(hào)應(yīng)該使用EM231RTD，而不能使用EM231TC。且同一模塊的輸入類型應(yīng)該*，如：Pt1000和Pt100不能同時(shí)應(yīng)用在一個(gè)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(shè)置，模塊可以實(shí)現(xiàn)冷端補(bǔ)償，但仍然需要補(bǔ)償導(dǎo)線進(jìn)行熱電偶的自由端補(bǔ)償。另外，該模塊具有斷線檢測(cè)功能，未用通道應(yīng)當(dāng)短接，或者并聯(lián)到旁邊的實(shí)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(shù)學(xué)關(guān)系，這種關(guān)系是電阻變化率α。RTD模塊的撥碼開關(guān)設(shè)置與α有關(guān)，如下圖所示，就算同是 Pt100，α值不同時(shí)撥碼開關(guān)的設(shè)置也不同。在選擇熱電阻時(shí)，請(qǐng)盡量弄清楚α參數(shù)，按 照對(duì)應(yīng)的撥碼去設(shè)置。具體請(qǐng)參看《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)》的附錄A-熱電偶和熱電阻擴(kuò)展模塊介紹。

EM231 RTD模塊具有斷線檢測(cè)功能，未用通道不能懸空，接法方式如下：

（1）請(qǐng)將一個(gè)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(biāo)稱值相同；

（2）將已經(jīng)接好的那一路熱電阻的所有引線，一一對(duì)應(yīng)連接到空的通道上。

因?yàn)闊犭娮璺?線制、3線制、4線制，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zui高的是4線連接，精度zui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(duì)于模擬量輸入通道設(shè)有軟件濾波功能，如圖所示，具體請(qǐng)參見《S7-200 • LOGO• SITOP 參考》->系統(tǒng)塊-模擬量濾波。

但是，在系統(tǒng)塊中設(shè)置模擬量通道濾波時(shí)，RTD和TC模塊占用的模擬量通道，應(yīng)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(nèi)部軟件檢測(cè)出外接斷線，或者輸入超出范圍。 

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

AO模擬量輸出模塊

S7-200的擴(kuò)展模塊里，分別有2路、4路的模擬量輸出模塊EM232。根據(jù)接線方式（M-V或M-I）選擇輸出信號(hào)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只有CPU 224XP和CPU224XPsi，本體集成有模擬量通道。其中，2路AI是：電壓信號(hào)±10V，1路AO是：電壓信號(hào)0~10V；或者電流信號(hào)0~20mA(4~20mA)，輸出信號(hào)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(guān)設(shè)置來選擇4路AI通道的輸入信號(hào)程，如下表所示，這個(gè)模塊可以測(cè)量毫伏級(jí)（mV）的信號(hào)；1路AO是：電壓信號(hào) ±10V；或電流信號(hào)0~20mA（4~20mA），可以根據(jù)硬件接線方式（M-V或M-I）選擇輸出信號(hào)類型。

注：模塊上的電位計(jì)是用來調(diào)節(jié)輸入信號(hào)和轉(zhuǎn)換數(shù)值的放大關(guān)系，在模塊出廠時(shí)已經(jīng)設(shè)置好了，如無需要，請(qǐng)不要隨意更改。

常見問題分析

A．模擬量輸入與數(shù)字量的對(duì)應(yīng)關(guān)系：

模擬量信號(hào)（0~10V，0~5V或0~20mA）在S7-200 CPU內(nèi)部用0~32000的數(shù)值表示（注：4~20mA對(duì)應(yīng)6400~32000），這兩者之間有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，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(shí)只能輸入±10V 電壓信號(hào)。

CPU 224XP還集成有1路模擬量輸出信號(hào)。電流輸出如圖b，將負(fù)載接在I和M端子之間；電壓輸出如圖c，將負(fù)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(hào)的接線方式，如圖所示。注意：此接線圖是一個(gè)示意圖，表述的是不同的接線方式，并不是指該模塊只有A通道可以接入電壓，B通道必須懸空，C和D通道只能接入電流。

當(dāng)您的信號(hào)為電壓輸入時(shí)可以參考接線方法a，以此類推。

方式a. 電壓輸入方式：信號(hào)正接A+；信號(hào)負(fù)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（四線制）：信號(hào)正接C+，同時(shí)C+與RC短接；信號(hào)負(fù)接C-，同時(shí)C-和模塊的M端短接。

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

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

（3）電流型信號(hào)輸入接線方式 

電流型信號(hào)的接線方式，分為四線制、三線制、二線制接法。這里討論的“幾線制”，是以傳感器或儀表變送器是否需要外供電源來區(qū)別的，而并不是指EM231模塊需要幾根信號(hào)線，或該變送器的信號(hào)線輸出。

a. 四線制-電流型信號(hào)的接法： 

四線制信號(hào)是指信號(hào)設(shè)備本身外接供電電源，同時(shí)有信號(hào)+、信號(hào)-兩根信號(hào)線輸出。供電電源可有220VAC或24VDC，接線如圖所示：

b. 三線制-電流型信號(hào)的接法： 

三線制信號(hào)是指信號(hào)設(shè)備本身外接供電電源，只有一根信號(hào)線輸出，該信號(hào)線與電源線共用公共端，通常情況是共負(fù)端的。接線如圖所示：

注：若設(shè)備的24VDC供電電源與EM231模塊的供電電源不是同一個(gè)電源，那么，需要將模塊的M端與該通道的負(fù)端引腳短接（如，M和C-短接）。這是為了使模塊與測(cè)量通道工作在同一的參考電壓，也就是等電位。下面的二線制接法同理。

c. 二線制-電流型信號(hào)的接法： 

二線制信號(hào)是指信號(hào)設(shè)備本身只有兩根外接線，設(shè)備的工作電源由信號(hào)線提供，即其中一根線接電源，另一根線是信號(hào)輸出。接線如圖所示：

C．224XP本體集成的AI，能否接電流信號(hào)0~20mA？ 

首先，這兩路模擬量輸入通道可以接收±10V的電壓信號(hào)，不能直接接收電流信號(hào)。若使用該通道接收電流信號(hào)，會(huì)有一定的風(fēng)險(xiǎn)，可能導(dǎo)致測(cè)量的不準(zhǔn)確或模塊的損壞等等。具體說明請(qǐng)點(diǎn)擊 查看

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

帶集成的數(shù)字量和模擬量輸入/輸出的緊湊型 CPU 
對(duì)二進(jìn)制和浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算具有較高的處理能力 
用于通過 PROFIBUS 和 PROFINET 進(jìn)行分布式 I/O 連接。 
組合 MPI/PROFIBUS DP-主/從接口 
用于 2 端交換機(jī)的 PROFINET 接口 
PROFINET I/O 控制器，用于在PROFINET上運(yùn)行分布式I/O 
PROFINET I-Device，用于連接作為智能 PROFINET 設(shè)備、帶 SIMATIC 或第三方 PROFINET I/O 控制器的 CPU 
在PROFINET上實(shí)現(xiàn)基于組件的自動(dòng)化(CBA) 
PROFINET 代理，用于基于組件的自動(dòng)化（CBA）中的 PROFIBUS DP 智能設(shè)備 
集成 Web 服務(wù)器，帶有創(chuàng)建用戶定義的 Web 站點(diǎn)的選項(xiàng) 
經(jīng)由 PROFIBUS 的等時(shí)同步模式 
CPU 運(yùn)行需要 SIMATIC 微存儲(chǔ)卡(MMC)。

 Area of application 
CPU 314C-2 DP 是緊湊型 CPU，適合安裝在分布式結(jié)構(gòu)中。通過其擴(kuò)展工作存儲(chǔ)器，該緊湊型CPU也適用于中等規(guī)模的應(yīng)用。集成的數(shù)字量和模擬量輸入和輸出可與過程信號(hào)直接連接。集成的 的PROFIBUS DP 主站/從站以及 PROFINET IO 控制器/I-設(shè)備接口，用于 PROFIBUS 和 PROFINET 的分布式連接。這使得 CPU 314C-2 PN/DP 可作為進(jìn)行快速處理的分布式單元使用，也可作為 PROFIBUS 和 PROFINET 系統(tǒng)中具有低端現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的上位控制器。

集成技術(shù)工程的其他用途包括：

計(jì)數(shù) 
頻率測(cè)量 
周期測(cè)量 
脈寬調(diào)制 
PID 控制 
定位控制 
 Design 
CPU 314C-2 DP 安裝有：

微處理器;
每條二進(jìn)制指令執(zhí)行時(shí)間約60ns，每條浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)行指令約0.59μs. 
擴(kuò)展存儲(chǔ)器;
與執(zhí)行相關(guān)的程序段的 192 KB 高速 RAM（相當(dāng)于約 64 K 指令）可以為用戶程序提供足夠的空間；
SIMATIC 微型存儲(chǔ)卡（zui大 8 MB）作為程序的裝載存儲(chǔ)器，還允許將項(xiàng)目（包括符號(hào)和注釋）存儲(chǔ)在 CPU 中。 
靈活的擴(kuò)展能力
多達(dá) 31 個(gè)模塊，（4排結(jié)構(gòu)） 
多點(diǎn)接口（MPI）；
集成的 MPI 接口zui多可以同時(shí)建立與 S7-300/400 或編程設(shè)備、PC、OP 的 12 條連接。在這些連接中，總要分別為 PG 和 OP 各保留一個(gè)連接。通過“全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊”，MPI可以用來建立zui多16個(gè)CPU組成的簡單網(wǎng)絡(luò)。 
PROFIBUS DP 接口:
帶有 PROFIBUS DP 主/從接口的 CPU 314C-2 DP 可以用來建立高速、易用的分布式自動(dòng)化系統(tǒng)。 對(duì)用戶來說,分布式I/O單元可作為一個(gè)集中式單元來處理(相同的組態(tài)、編址和編程). 
以太網(wǎng)接口；
CPU 314C-2 PN/DP 的第 2 個(gè)內(nèi)置接口是一個(gè)基于以太網(wǎng) TCP/IP 的 PROFINET 接口，帶有雙端交換機(jī)。
它支持下列協(xié)議： 
S7通訊用于在SIMATIC控制器間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換； 
用于通過 STEP 7 編程、調(diào)試和診斷的編程器/OP通訊 
與HMI和SCADA連接的PG/OP通訊; 
通過 PROFINET 進(jìn)行的開放式 TCP/IP、UDP 和 ISO-on-TCP (RFC1006) 通訊 
SIMATIC NET OPC-Server用于與其它控制器以及CPU自帶的I/O設(shè)備進(jìn)行通訊 
內(nèi)置輸入/輸出;
24路數(shù)字量輸入(所有輸入都可用作中斷處理)和16路數(shù)字量輸出，以及5個(gè)模擬量輸入和2個(gè)模擬量輸出，使得CPU 314C-2 DP是一款*的控制器。 
 Functions 
口令保護(hù);
用戶程序使用密碼保護(hù)，可防止非法訪問。 
塊加密
相關(guān)功能 (FC) 和 功能塊 (FB) 可以加密的方式存儲(chǔ)于 CPU 以保護(hù)專門知識(shí)應(yīng)用。 
診斷緩沖;
zui后500個(gè)故障和中斷事件保存在該緩沖區(qū)中，供診斷使用。 其中，保留zui后 100 個(gè)條目 
免維護(hù)的數(shù)據(jù)后備;
如果發(fā)生斷電，則可通過 CPU 將所有數(shù)據(jù)(zui多達(dá) 64 KB)自動(dòng)寫入到 SIMATIC 微型存儲(chǔ)卡（MMC 卡）上，且將在再次通電時(shí)保持不變。 
可參數(shù)化的特性

可以使用 STEP 7 對(duì) S7 的組態(tài)、屬性以及CPU的響應(yīng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置：

概要：
定義名稱、系統(tǒng)號(hào)和位置號(hào) 
啟動(dòng)；
定義 CPU 的啟動(dòng)特性和監(jiān)視時(shí)間 
同步循環(huán)中斷；
設(shè)置 IO 系統(tǒng)編號(hào)、過程映像分區(qū)編號(hào)和延時(shí) 
循環(huán)/時(shí)鐘存儲(chǔ)器；
定義zui大的掃循環(huán)描時(shí)間和負(fù)載設(shè)置時(shí)鐘存儲(chǔ)器地址 
記憶性；
定義具有保持功能的存儲(chǔ)位、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器和數(shù)據(jù)塊的數(shù)量 
日時(shí)鐘中斷
設(shè)定起始日期、起始時(shí)間和間隔周期 
周期中斷；
周期設(shè)定 
系統(tǒng)診斷；
定義診斷消息的處理和范圍。 
時(shí)鐘；
設(shè)定 AS 內(nèi)或 MPI 上的同步方式 
防護(hù)等級(jí)；
說明程序和數(shù)據(jù)訪問*。 
通訊；
保留連接源 
Web；
CPU 的 Web 服務(wù)器設(shè)置 
MPI/PROFIBUS-DP 接口:
設(shè)置接口類型。定義節(jié)點(diǎn)地址。對(duì)操作模式進(jìn)行參數(shù)化，并組態(tài)使用 PROFIBUS DP 時(shí)的傳輸區(qū)對(duì)時(shí)間同步進(jìn)行參數(shù)化 
PROFINET 接口；
地址設(shè)定。對(duì) PROFINET 屬性、智能設(shè)備功能、PROFINET 上的同步類型、使用 NTP 步驟的時(shí)間同步、介質(zhì)冗余和 KeepAlive 功能進(jìn)行參數(shù)化。參數(shù)化端口 1 和端口 2 
數(shù)字量輸入/輸出
地址設(shè)定，輸入繼電器和過程中斷 
模擬輸入/輸出
設(shè)定地址
輸入的情況下：設(shè)定溫度單元，測(cè)量種類，測(cè)量范圍，以及接口頻率
輸出的情況下：設(shè)定輸出類別和輸出范圍 
集成功能“計(jì)數(shù)器” 
設(shè)定地址，以及 “連續(xù)計(jì)數(shù)”“單次計(jì)數(shù)”“周期計(jì)數(shù)”“頻率測(cè)量”和“脈寬調(diào)制”模式下的參數(shù)分配 
集成功能“定位器” 
設(shè)定地址，“數(shù)字輸出定位”和“模擬輸出定位”參數(shù) 
集成功能“規(guī)則”

顯示功能與信息功能

狀態(tài)和故障指示；
LED 指示硬件、編程、定時(shí)或 I/O 故障以及操作狀態(tài)（如 RUN、STOP 和 Start-up）。 
測(cè)試功能；
可使用編程器顯示程序執(zhí)行過程中的信號(hào)狀態(tài)，可以不通過用戶程序而修改過程變量，以及輸出堆棧內(nèi)容。 
信息功能；
您可以使用編程器以純文本的形式獲取 CPU 存儲(chǔ)容量和操作模式、工作存儲(chǔ)器和裝載存儲(chǔ)器的當(dāng)前利用率以及當(dāng)前循環(huán)時(shí)間和診斷緩沖區(qū)內(nèi)容的相關(guān)信息。

集成的通訊功能

編程器/OP 通訊 
全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊 
S7 基本通訊 
S7 通訊 
路由 
數(shù)據(jù)記錄路徑 
PROFIBUS DP 主站/從站 
通過 TCP/IP、ISO-on-TCP 和 UDP 進(jìn)行開放式通訊 
PROFINET IO 控制器 
PROFINET 智能設(shè)備 
PROFINET CBA（基于組件的自動(dòng)化） 
Web 服務(wù)器

集成功能

計(jì)數(shù)器；
4 個(gè)計(jì)數(shù)器(zui高 60 kHz)，具有獨(dú)立方向的比較器，可直接連接到 24V 增量編碼器。 
4通道頻率測(cè)量；
允許進(jìn)行頻率測(cè)量（高達(dá) 60 kHz），例如，測(cè)量軸速或吞吐量（每個(gè)測(cè)量周期內(nèi)的件數(shù)）。 
周期測(cè)量
用于獲取并處理計(jì)數(shù)脈沖，頻率zui高為 1 KHz 
脈寬調(diào)制；
4個(gè)輸出可直接連接控制閥、執(zhí)行器、開關(guān)設(shè)備、加熱裝置等，例如采樣頻率為 2.5 kHz。 可設(shè)置周期長度并可在運(yùn)行時(shí)修改占空比。 
定位控制
集成在操作系統(tǒng)中的SFB可通過2路數(shù)字量輸出或1個(gè)模擬量輸出對(duì)1個(gè)軸進(jìn)行定位控制。 
報(bào)警輸入（所有數(shù)字量輸入）；
報(bào)警輸入可以檢測(cè)過程事件，并在zui短的時(shí)間內(nèi)觸發(fā)響應(yīng)。