西門子模擬量模板_S7-200 SMART

湖南詠靖自動化設備有限公司

是一家專業(yè)從事西門子工業(yè)自動化產(chǎn)品和數(shù)控系統(tǒng)銷售、技術(shù)服務及培訓的工程服務公司。

在西門子工業(yè)自動化產(chǎn)品領域，公司憑借雄厚的技術(shù)實力及多年從事 西門子產(chǎn)品的銷售經(jīng)驗，本著樹立公司形象和對用戶認真負責的精神開展業(yè)務，贏得了 西門子公司與廣大用戶的好評及大力支持，

    “信譽*，客戶至上”是公司成立之初所確立的宗旨，在公司領導的嚴格要求和員工們不折不扣地貫徹執(zhí)行下發(fā)展延續(xù)至今。“假一罰十”一直是我公司的主動承諾。

模擬量模塊接線

1.普通模擬量模塊接線

模擬量類型的模塊有三種：普通模擬量模塊、RTD模塊和TC模塊。
普通模擬量模塊可以采集標準電流和電壓信號。其中，電流包括：0-20mA、4-20mA兩種信號，電壓包括：+/-2.5V、+/-5V、+/-10V三種信號。
注意：
S7-200 SMART CPU普通模擬量通道值范圍是0~27648或-27648~27648。
普通模擬量模塊接線端子分布如下圖1 模擬量模塊接線所示，每個模擬量通道都有兩個接線端。

圖1 模擬量模塊接線

模擬量電流、電壓信號根據(jù)模擬量儀表或設備線纜個數(shù)分成四線制、三線制、兩線制三種類型，不同類型的信號其接線方式不同。
四線制信號指的是模擬量儀表或設備上信號線和電源線加起來有4根線。儀表或設備有單獨的供電電源，除了兩個電源線還有兩個信號線。四線制信號的接線方式如下圖2模擬量電壓/電流四線制接線所示。

圖2 模擬量電壓/電流四線制接線

三線制信號是指儀表或設備上信號線和電源線加起來有3根線，負信號線與供電電源M線為公共線。三線制信號的接線方式如下圖3 模擬量電壓/電流三線制接線所示。

圖3 模擬量電壓/電流三線制接線

兩線制信號指的是儀表或設備上信號線和電源線加起來只有兩個接線端子。由于S7-200 SMART CPU模擬量模塊通道沒有供電功能，儀表或設備需要外接24V直流電源。兩線制信號的接線方式如下圖4 模擬量電壓/電流兩線制接線所示。

圖4 模擬量電壓/電流兩線制接線

不使用的模擬量通道要將通道的兩個信號端短接，接線方式如下圖5 不使用的通道需要短接所示。

圖5 不使用的通道需要短接

2. RTD模塊接線

RTD熱電阻溫度傳感器有兩線、三線和四線之分，其中四線傳感器測溫值是最準確的。S7-200 SMART EM RTD模塊支持兩線制、三線制和四線制的RTD傳感器信號，可以測量PT100、PT1000、Ni100、Ni1000、Cu100等常見的RTD溫度傳感器，具體型號請查閱《S7-200 SMART系統(tǒng)手冊》。
S7-200 SMART EM RTD模塊還可以檢測電阻信號，電阻也有兩線、三線和四線之分。
EM RTD模塊的接線方法如下圖6 傳感器RTD/電阻信號接線所示。

圖6 RTD傳感器/電阻信號接線

3. TC模塊接線

熱電偶測量溫度的基本原理是：兩種不同成份的材質(zhì)導體組成閉合回路，當兩端存在溫度梯度時回路中就會有電流通過，此時兩端之間就存在電動勢。
S7-200 SMART EM TC模塊可以測量J、K、T、E、R&S和N型等熱電偶溫度傳感器，具體型號請查閱《S7-200 SMART系統(tǒng)手冊》。
TC模塊的接線說明參考圖7 TC信號接線。

圖7 TC信號接線
注意：
每個模塊的接線圖請參考《S7-200 SMART 系統(tǒng)手冊》中“技術(shù)規(guī)范”章節(jié)。 

模擬量模塊、信號板

信號類型

輸入信號精度計算

先明確兩個模擬量輸入模塊參數(shù)：

• 模擬量轉(zhuǎn)換的分辨率
• 模擬量轉(zhuǎn)換的精度（誤差）

分辨率是 A/D 模擬量轉(zhuǎn)換芯片的轉(zhuǎn)換精度，即用多少位的數(shù)值來表示模擬量。S7-1200 模擬量模塊的轉(zhuǎn)換分辨率是12位，能夠反映模擬量變化的最小單位是滿量程的 1/4096 。

數(shù)字化模擬值的表示方法及示例：

如上表所示，當轉(zhuǎn)換精度小于16位時，相應的位左側(cè)對齊，最小變化位為 16 - 該模板分辨率，未使用的最低位補 “ 0 ”。 如表中 12 位 分辨率的模板則是從 16 - 12 = 4，即低字節(jié)的第四位 bit 3 開始變化，為其最小變化單位 = 8 （紅色圖框所示） ，bit 0~bit 2 則補“ 0 ”（紅色圖框黃色背景所示）。則 12 位模板 A/D 模擬量轉(zhuǎn)換芯片的轉(zhuǎn)換精度為 / = 1/4096 。

模擬量轉(zhuǎn)換的精度除了取決于A/D轉(zhuǎn)換的分辨率，還受到轉(zhuǎn)換芯片的外圍電路的影響。在實際應用中，輸入的模擬量信號會有波動、噪聲和干擾，內(nèi)部模擬電路也會產(chǎn)生噪聲、漂移，這些都會對轉(zhuǎn)換的最后精度造成影響。這些因素造成的誤差要大于 A/D 芯片的轉(zhuǎn)換誤差。

模擬量量程計算

可以使用STEP 7 Basic 指令列表 "Convert" 中的 “ SCALE_X ” 和 “ NORM_X ” 來轉(zhuǎn)換模擬量值。

計算公式：

SCALE_X_OUT = [（NORM_X_VALUE - NORM_X_MIN）/（NORM_X_MAX - NORM_X_MIN）] * （SCALE_X_MAX - SCALE_X_MIN） + SCALE_X_MIN

一、測量值轉(zhuǎn)換為工程量

如下圖1 程序所示，為標準 0~20 mA 模擬量輸入信號，對應 0 ~ 80 MPa 壓力的量程換算示例

圖 1.測量值轉(zhuǎn)換為工程量示例

其中參數(shù)含義如下表1 所示：

表 1.

注意：SM1231 新的模擬量模塊(例如 6ES7 231-4HD32-0XB0)增加了 4~20 mA范圍, 對于非標準信號例如電流通道接入 4 ~ 20 mA ，可以設置電流范圍 0-20mA 或者 4-20mA, 如下圖所示：

但是設置 0-20mA 或者 4-20mA 對應不同的量程范圍和 NORM_X 通道測量值下限。如下表所示：

二、工程量轉(zhuǎn)換為測量值

如下圖2 程序所示，為標準 4~20 mA 模擬量輸入信號，對應 0 ~ 80 MPa 壓力的量程換算示例，同理需修正通道測量輸出值下限 SCALE_X_LO_LIM 為 5530

圖 2. 工程量轉(zhuǎn)換為測量值

其中參數(shù)含義如下表2 所示：

表 2.

說明：工程量相關(guān)值取決于使用現(xiàn)場，是無法確定有效值的，能確定的關(guān)系是工程量給定或輸出值在工程量的下限值和上限值之間，在此不作過多表述。

更多量程計算的方法可參考如下連接文檔：

如何轉(zhuǎn)換S7-1200 CPU模擬量

文檔編號： F0406

TC & RTD 模塊

負載類型

• SM 1231 AI 4 x TC x 16 bit : J、K、T、E、R、S、N、C、TXK/XK(L)、 Votage（電壓信號） 范圍：± 80mV
   
• SM 1231 AI 4 x RTD x 16 bit：Pt、Cu、Ni、電阻

模板量程計算

SM 1231 AI 4 x TC x 16 bit

• 電壓信號（Votage） ：滿量程對應測量值 27648
   
• 溫度：測量值除以 10.0 得到溫度值；如通道測量值為 253，則對應的溫度值為 25.3 度

SM 1231 AI 4 x RTD x 16 bit

• 電阻信號：滿量程對應測量值 27648
   
• 溫度：測量值除以 10.0 得到溫度值；如通道測量值為 253，則對應的溫度值為 25.3 度 

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