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S7-200模拟量模块系列
模拟信号是指在一定范围内连续的信号(如电压、电流),这个“一定范围”可以理解为模拟量的有效量程。在使用S7-200模拟量时,需要注意信号量程范围,拨码开关设置,模块规范接线,指示灯状态等信息。
本文中,我们按照S7-200模拟量模块类型进行分类介绍:
1.AI 模拟量输入模块?
2.AO模拟量输出模块?
3.AI/AO模拟量输入输出模块
4.常见问题分析
首先,请参见“S7-200模拟量全系列总览表”,初步了解S7-200模拟量系列的基本信息,具体内容请参见下文详细说明:
AI 模拟量输入模块
A. 普通模拟量输入模块:
如果,传感器输出的模拟量是电压或电流信号(如±10V或0~20mA),可以选用普通的模拟量输入模块,通过拨码开关设置来选择输入信号量程。注意:按照规范接线,尽量依据模块上的通道顺序使用(A->D),且未接信号的通道应短接。具体请参看《S7-200可编程控制器系统手册》的附录A-模拟量模块介绍。
4AI EM231模块:
首先,模拟量输入模块可以通过设置拨码开关来选择信号量程。开关的设置应用于整个模块,一个模块只能设置为一种测量范围,且开关设置只有在重新上电后才能生效。也就是说,拨码设置一经确定后,这4个通道的量程也就确定了。如下表所示:
注:表中0~5V和0~20mA(4~20mA)的拨码开关设置是一样的,也就是说,当拨码开关设置为这种时,输入通道的信号量程,可以是0~5V,也可以是0~20mA。
8AI EM231模块:
8AI的EM231模块,*0->5通道只能用做电压输入,只有第6、7两通道可以用做电流输入,使用拨码开关1、2对其进行设置:当sw1=ON,通道6用做电流输入;sw2=ON时,通道7用做电流输入。反之,若选择为OFF,对应通道则为电压输入。
注:当第6、7道选择为电流输入时,*0->5通道只能输入0-5V的电压。
B. 测温模拟量输入模块(热电偶TC;热电阻RTD):
如果,传感器是热电阻或热电偶,直接输出信号接模拟量输入,需要选择特殊的测温模块。测温模块分为热电阻模块EM231RTD和热电偶模块EM231TC。注意:不同的信号应该连接至相对应的模块,如:热电阻信号应该使用EM231RTD,而不能使用EM231TC。且同一模块的输入类型应该一致,如:Pt1000和Pt100不能同时应用在一个热电阻模块上。
热电偶模块TC:
EM231 TC支持J、K、E、N、S、T和R型热电偶,不支持B型热电偶。通过拨码设置,模块可以实现冷端补偿,但仍然需要补偿导线进行热电偶的自由端补偿。另外,该模块具有断线检测功能,未用通道应当短接,或者并联到旁边的实际接线通道上。?
热电阻模块RTD:
热电阻的阻值能够随着温度的变化而变化,且阻值与温度具有一定的数学关系,这种关系是电阻变化率α。RTD模块的拨码开关设置与α有关,如下图所示,就算同是 Pt100,α值不同时拨码开关的设置也不同。在选择热电阻时,请尽量弄清楚α参数,按 照对应的拨码去设置。具体请参看《S7-200可编程控制器系统手册》的附录A-热电偶和热电阻扩展模块介绍。
EM231 RTD模块具有断线检测功能,未用通道不能悬空,接法方式如下:
(1)请将一个电阻按照与已用通道相同的接线方式连接到空的通道,注意:电阻的阻值必须和RTD的标称值相同;
(2)将已经接好的那一路热电阻的所有引线,一一对应连接到空的通道上。
因为热电阻分2线制、3线制、4线制,所以RTD模块与热电阻的接线有3种方式,如图所示。其中,精度较高的是4线连接,精度较低的是2线连接。
提示:
(1). 在STEP7 Micor/WIN软件中(S7-200的编程软件),对于模拟量输入通道设有软件滤波功能,如图所示,具体请参见《S7-200 ? LOGO? SITOP 参考》->系统块-模拟量滤波。
但是,在系统块中设置模拟量通道滤波时,RTD和TC模块占用的模拟量通道,应禁止滤波功能。
(2) EM231 TC和RTD模块上,均有24V电源指示灯和SF故障指示灯。如图所示:(a)若24V电源指示灯=OFF,则说明该模块没有24V工作电源;(b)若SF红灯闪烁,原因可能是:模块内部软件检测出外接断线,或者输入**出范围。
注:具体请参见:《S7-200 ? LOGO? SITOP 参考》->EM231 RTD/EM231 TC。
AO模拟量输出模块
S7-200的扩展模块里,分别有2路、4路的模拟量输出模块EM232。根据接线方式(M-V或M-I)选择输出信号类型,电压:±10V,电流:0~20mA(4~20mA)。
AI/AO模拟量输入输出模块
(A) CPU模块本体集成的2路AI和1路AO
S7-200只有CPU 224XP和CPU224XPsi,本体集成有模拟量通道。其中,2路AI是:电压信号±10V,1路AO是:电压信号0~10V;或者电流信号0~20mA(4~20mA),输出信号类型可以通过硬件接线来选择。
(B) EM235模拟量输入输出模块
EM235模块有4路AI和1路AO。通过拨码开关设置来选择4路AI通道的输入信号程,如下表所示,这个模块可以测量毫伏级(mV)的信号;1路AO是:电压信号 ±10V;或电流信号0~20mA(4~20mA),可以根据硬件接线方式(M-V或M-I)选择输出信号类型。
注:模块上的电位计是用来调节输入信号和转换数值的放大关系,在模块出厂时已经设置好了,如*要,请不要随意更改。
常见问题分析
A.模拟量输入与数字量的对应关系:
模拟量信号(0~10V,0~5V或0~20mA)在S7-200 CPU内部用0~32000的数值表示(注:4~20mA对应6400~32000),这两者之间有一定的数学关系,如图所示:
B.模拟量模块的硬件接线介绍
(1)CPU 224 XP集成有2路电压输入,接线方法见a:分别为A+和M、B+和M,此时只能输入±10V 电压信号。
CPU 224XP还集成有1路模拟量输出信号。电流输出如图b,将负载接在I和M端子之间;电压输出如图c,将负载接在V和M端子之间。
(2)模拟量输入的接线方式
以4AI EM231模块为例,分别介绍电压、电流型输入信号的接线方式,如图所示。注意:此接线图是一个示意图,表述的是不同的接线方式,并不是指该模块只有A通道可以接入电压,B通道必须悬空,C和D通道只能接入电流。
维修西门子NCU561.4
当您的信号为电压输入时可以参考接线方法a,以此类推。
方式a. 电压输入方式:信号正接A+;信号负接A-;
方式b. 未用通道接法(不要悬空):未用通道需短接,如B+和B-短接;
方式c. 电流输入方式(四线制):信号正接C+,同时C+与RC短接;信号负接C-,同时C-和模块的M端短接。
方式d. 电流输入方式(两线制):信号线接D+,同时D+与RD短接;电源M端接D-,同时和模块的M端短接。
注:具体请参见:《S7-200 ? LOGO? SITOP 参考》->模拟量模块接线。
(3)电流型信号输入接线方式
电流型信号的接线方式,分为四线制、三线制、二线制接法。这里讨论的“几线制”,是以传感器或仪表变送器是否需要外供电源来区别的,而并不是指EM231模块需要几根信号线,或该变送器的信号线输出。
a. 四线制-电流型信号的接法:
四线制信号是指信号设备本身外接供电电源,同时有信号+、信号-两根信号线输出。供电电源可有220VAC或24VDC,接线如图所示:
b. 三线制-电流型信号的接法:
三线制信号是指信号设备本身外接供电电源,只有一根信号线输出,该信号线与电源线共用公共端,通常情况是共负端的。接线如图所示:
注:若设备的24VDC供电电源与EM231模块的供电电源不是同一个电源,那么,需要将模块的M端与该通道的负端引脚短接(如,M和C-短接)。这是为了使模块与测量通道工作在同一的参考电压,也就是等电位。下面的二线制接法同理。
c. 二线制-电流型信号的接法:
二线制信号是指信号设备本身只有两根外接线,设备的工作电源由信号线提供,即其中一根线接电源,另一根线是信号输出。接线如图所示:
C.224XP本体集成的AI,能否接电流信号0~20mA?
首先,这两路模拟量输入通道可以接收±10V的电压信号,不能直接接收电流信号。若使用该通道接收电流信号,会有一定的风险,可能导致测量的不准确或模块的损坏等等。
Question
用 Ethernet CP 343-1由外部计算机与SINUMERIK PLC 通讯服务时,什么可能导致S7路由故障?
answer
S7 路由时通讯丢失的原因可能是SINUMERIK PLC-CPU的资源瓶颈造成的。这些资源的数量和设定是PLC-CPU已经*的。在STEP 7 硬件组态中,SINUMERIK PLC-CPU配置在rack 0, slot 2。在 PLC-CPU的对象属性中,在 "COMMUNICATION" tab里, 你可以分配通讯的通讯的连接资源。以下的SINUMERIK 控制器支持这些通讯资源的分配:
CCU3/ NCU 57x.3 with PLC 315-2DP
CCU3.4/NCU57x.4 with PLC 314-C-2DP
NCU57x.5/NCU57x.5-B with PLC 317-2DP
注意某些通讯资源为系统保留。
SINUMERIK 通讯的连接资源的标准分配
CCU3/ NCU 57x.3 with PLC 315-2DP
PG communication = 1 (服务调试)
OP communication = 1 (显示器上的显示或SIMATIC-OP)
S7 basic communication = 8 (S7基本通讯)
S7 communication = 0 (已配置的)
Maximum connection resources = 12
CCU3.4/NCU57x.4 with PLC 314-C-2DP
PG communication = 1 (服务调试)
OP communication = 1 (显示器上的显示或SIMATIC-OP)
S7 basic communication = 8 (S7基本通讯)
S7 communication = 0 (已配置的)
Maximum connection resources = 12
NCU57x.5/NCU57x.5-B with PLC 317-2DP
PG communication = 1 (服务调试)
OP communication = 1 (显示器上的显示或SIMATIC-OP)
S7 basic communication = 0(S7基本通讯)
S7 communication = 0 (已配置的)
Maximum connection resources = 32
CCU3.4/NCU 57x.4 连接资源的设定例子
Settings Screenshot
PG communication = 2
(服务调试)
OP communication = 2
(输出显示)
S7 basic communications = 8
问题:
哪里可以得到S7-400 的接口模块(IM 46x)电缆的订货和使用信息?
解答:
下表列出了标准电缆长度(按长度顺序)
电缆长度
(米)
描述
订货号MLFB
0.75
SIMATIC S7-400,有K总线的IM电缆
6ES7 468-1AH50-0AA0
0.75
SIMATIC S7-400, 有SV总线无K总线的IM电缆
6ES7 468-3AH50-0AA0
1.5
SIMATIC S7-400,有K总线的IM电缆
6ES7 468-1BB50-0AA0
1.5
SIMATIC S7-400, 有SV总线无K总线的IM电缆
6ES7 468-3BB50-0AA0
5
SIMATIC S7-400,有K总线的IM电缆
6ES7 468-1BF00-0AA0
10
SIMATIC S7-400,有K总线的IM电缆
6ES7 468-1CB00-0AA0
25
SIMATIC S7-400,有K总线的IM电缆
6ES7 468-1CC50-0AA0
50
SIMATIC S7-400,有K总线的IM电缆
6ES7 468-1CF00-0AA0
100
SIMATIC S7-400,有K总线的IM电缆
6ES7 468-1DB00-0AA0
250
SIMATIC S7-400, IM电缆
6ES7 468-1DC50-0AA0
450
SIMATIC S7-400, IM电缆
6ES7 468-1DE50-0AA0
600
SIMATIC S7-400, IM电缆
6ES7 468-1DG00-0AA0
表1:标准电缆长度总览
订购S7-400接口模块的特殊长度电缆时请注意以下内容:
订货号/MLFB
连接电缆的长度代码MLFB号:6ES7 468-1XYZ0-0AA0
请注意订货号/MLFB中的字总X、Y和Z:
“X”的特性:
代码字总
度量单位
范围
等级
误差
数字
长度
B
cm厘米
100 - 990
100cm - 990cm
10 cm
+30cm
C
dm分米
100 - 990
100dm - 990dm
10 dm
+0.5m
D
m米
100 - 600
100m - 600m
10 m
+1m
表2:“X”的特性
“Y”的特性:
代码字总
A
B
C
D
E
F
G
H
J
K
数字
-
1
2
3
4
5
6
7
8
9
表3:“ Y”的特性
“Z”的特性:
对于订货号/MLFB中的字符“Z”请使用0至9中的某个数字*所需电缆的特殊长度。
示例:
MLFB号:6ES7468-1BJ60-0AA0 计算为860cm 长电缆:B:100cm长, J:8 -> 100cm * 8 + 60
MLFB号:6ES7468-1CE90-0AA0 计算为490dm 长电缆:C:100dm长, E:4 -> 100dm * 4 + 90
MLFB号:6ES7468-1DB50-0AA0 计算为150m长电缆: D:100m长, B:1 -> 100m * 1 + 50
价格:
150米或以上的电缆长度需要额外加收10%的附加费。每一订单收取60欧元的加工费。
交货周期:
对于特殊电缆长度:较多14周
标准程序中没有的特殊长度电缆可单独订货。请与您所在区域的SIMATIC销售代表联系。
问题:
连接电机温度传感器(PTC / KTY)需要注意什么?
回答:
MICROMASTER 430 / 440
SINAMICS G120 CU240
PTC (正温度系数电阻)
PTC 连接到MICROMASTER的14,15号控制端子.
激活PTC 监视功能,请设置参数P0601 = 1.
KTY (半导体温度传感器(二极管))
连接KTY84时,二极管的阳极连接到14号端子,阴极连接到15号端子.
激活KTY 监视功能,请设置参数P0601 = 2.
请参考FAQs: 7379750 27231021
G110
KTY 不可用。
PTC
PTC-温度传感器需要和电机匹配,传感器和变频器控制端子的连接如下图所示。
端子 6 = +24V / 7 = 0V
端子 3,4,5 = DIN 0,1,2
跳闸功能的使能,请设置一个数字输入DIN0 (P0701),DIN1(P0702)或者DIN2 (P0703) 的值为29 (外部故障)。
MM420
KTY 不可用。
PTC
PTC-温度传感器需要和电机匹配,传感器和变频器控制端子的连接如下图所示。
跳闸功能的使能,请设置一个数字输入DIN0 (P0701),DIN1(P0702)或者DIN2 (P0703) 的值为29 (外部故障)。
EMC
为了避免对变频器的控制电子设备耦合EMC噪声,也就是干扰,不允许使用非屏蔽的电缆(信号电缆禁止借用电机电缆的芯线)连接传感器和变频器控制端子。
使用独立的电缆(请选用屏蔽电缆)连接温度传感器到变频器的控制端子。电缆的屏蔽层连接尽量靠近端子,确保非屏蔽的引出线尽可能的短。
连接传感器的电缆请尽量远离传感器,使用独立线槽,如果有交叉,请尽量保持90o 。
使用屏蔽或者铠装电缆连接电机。用电缆夹使屏蔽层两端接地。
电缆长度
如果能参照上述指令执行,PTC / KTY电缆长度可以达到几百米。对于更长的电缆长度,应该增加导线截面积避免测量错误。端子的可能的信号电缆截面积请参考相关文献。
1 G120控制单元CU240
2 CU240E 6SL3244-0BA10-0BA0
3 CU240S 6SL3244-0BA20-1BA0
4 CU240S DP 6SL3244-0BA20-1PA0
5 CU240S PN 6SL3244-0BA20-1FA0
6 CU240S DP-F 6SL3244-0BA21-1PA0
7 CU240S PN-F 6SL3244-0BA21-1FA0
8 PM240(不带内置滤波器)380-480V 3AC 重载
9 1.3A/0.37KW 6SL3224-0BE13-7UA0
10 1.7A/0.55KW 6SL3224-0BE15-5UA0
11 2.2A/0.75KW 6SL3224-0BE17-5UA0
12 3.1A/1.1KW 6SL3224-0BE21-1UA0
13 4.1A/1.5KW 6SL3224-0BE21-5UA0
14 5.9A/2.2KW 6SL3224-0BE22-2UA0
15 7.7A/3KW 6SL3224-0BE23-0UA0
16 10.2A/4KW 6SL3224-0BE24-0UA0
17 18A/5.5KW 6SL3224-0BE25-5UA0
18 25A/7.5KW 6SL3224-0BE27-5UA0
19 32A/11KW 6SL3224-0BE31-1UA0
20 38A/15KW 6SL3224-0BE31-5UA0
21 45A/18.5KW 6SL3224-0BE31-8UA0
22 60A/22KW 6SL3224-0BE32-2UA0
23 75A/30KW 6SL3224-0BE33-0UA0
24 90A/37KW 6SL3224-0BE33-7UA0
25 110A/45KW 6SL3224-0BE34-5UA0
26 145A/55KW 6SL3224-0BE35-5UA0
27 178A/75KW 6SL3224-0BE37-5UA0
28 205A/90KW 6SL3224-0BE38-8UA0
29 250A/110KW 6SL3224-0BE41-1UA0
30 302A/132KW 6SL3224-0XE41-3UA0
31 370A/160KW 6SL3224-0XE41-6UA0
32 477A/200KW 6SL3224-0XE42-0UA0西门子导轨(830mm)
33 PM240(不带内置滤波器)380-480V 3AC 轻载
34 1.3A/0.37KW 6SL3224-0BE13-7UA0
35 1.7A/0.55KW 6SL3224-0BE15-5UA0
36 2.2A/0.75KW 6SL3224-0BE17-5UA0
37 3.1A/1.1KW 6SL3224-0BE21-1UA0
38 4.1A/1.5KW 6SL3224-0BE21-5UA0
39 5.9A/2.2KW 6SL3224-0BE22-2UA0
40 7.7A/3KW 6SL3224-0BE23-0UA0
41 10.2A/4KW 6SL3224-0BE24-0UA0
42 18A/7.5KW 6SL3224-0BE25-5UA0
43 25A/11KW 6SL3224-0BE27-5UA0
44 32A/15KW 6SL3224-0BE31-1UA0
45 38A/18.5KW 6SL3224-0BE31-5UA0
46 45A/22KW 6SL3224-0BE31-8UA0
47 60A/30KW 6SL3224-0BE32-2UA0
48 75A/37KW 6SL3224-0BE33-0UA0
49 90A/45KW 6SL3224-0BE33-7UA0
50 110A/55KW 6SL3224-0BE34-5UA0
51 145A/75KW 6SL3224-0BE35-5UA0
52 178A/90KW 6SL3224-0BE37-5UA0
53 205A/110KW 6SL3224-0BE38-8UA0
54 250A/132KW 6SL3224-0BE41-1UA0
55 302A/160KW 6SL3224-0XE41-3UA0
56 370A/200KW 6SL3224-0XE41-6UA0
57 477A/250KW 6SL3224-0XE42-0UA0
58 PM240(带内置滤波器)380-480V 3AC重载
59 5.9A/2.2KW 6SL3224-0BE22-2AA0
60 7.7A/3KW 6SL3224-0BE23-0AA0
61 10.2A/4KW 6SL3224-0BE24-0AA0
62 18A/5.5KW 6SL3224-0BE25-5AA0
63 25A/7.5KW 6SL3224-0BE27-5AA0
64 32A/11KW 6SL3224-0BE31-1AA0
65 38A/15KW 6SL3224-0BE31-5AA0
66 45A/18.5KW 6SL3224-0BE31-8AA0
67 60A/22KW 6SL3224-0BE32-2AA0
68 75A/30KW 6SL3224-0BE33-0AA0
69 90A/37KW 6SL3224-0BE33-7AA0
70 110A/45KW 6SL3224-0BE34-5AA0
71 145A/55KW 6SL3224-0BE35-5AA0
72 178A/75KW 6SL3224-0BE37-5AA0
73 PM240(带内置滤波器)380-480V 3AC轻载
74 5.9A/2.2KW 6SL3224-0BE22-2AA0
75 7.7A/3KW 6SL3224-0BE23-0AA0
76 10.2A/4KW 6SL3224-0BE24-0AA0
77 18A/7.5KW 6SL3224-0BE25-5AA0
78 25A/11KW 6SL3224-0BE27-5AA0
79 32A/15KW 6SL3224-0BE31-1AA0
80 38A/18.5KW 6SL3224-0BE31-5AA0
81 45A/22KW 6SL3224-0BE31-8AA0
82 60A/30KW 6SL3224-0BE32-2AA0
83 75A/37KW 6SL3224-0BE33-0AA0
84 90A/45KW 6SL3224-0BE33-7AA0
85 110A/55KW 6SL3224-0BE34-5AA0
86 145A/75KW 6SL3224-0BE35-5AA0
87 178A/90KW 6SL3224-0BE37-5AA0
88 PM250(带内置滤波器)380-480V 3AC重载
89 18A/5.5KW 6SL3225-0BE25-5AA0
90 18A/5.5KW 6SL3225-0BE25-5AA1
91 25A/7.5KW 6SL3225-0BE27-5AA0
92 25A/7.5KW 6SL3225-0BE27-5AA1
93 32A/11KW 6SL3225-0BE31-1AA0
94 32A/11KW 6SL3225-0BE31-1AA1
95 38A/15KW 6SL3225-0BE31-5AA0
96 45A/18.5KW 6SL3225-0BE31-8AA0
97 60A/22KW 6SL3225-0BE32-2AA0
98 75A/30KW 6SL3225-0BE33-0AA0
99 90A/37KW 6SL3225-0BE33-7AA0
100 110A/45KW 6SL3225-0BE34-5AA0
101 145A/55KW 6SL3225-0BE35-5AA0
102 178A/75KW 6SL3225-0BE37-5AA0
103 PM250(带内置滤波器)380-480V 3AC轻载
104 18A/7.5KW 6SL3225-0BE25-5AA0
105 18A/7.5KW 6SL3225-0BE25-5AA1
106 25A/11KW 6SL3225-0BE27-5AA0
107 25A/11KW 6SL3225-0BE27-5AA1
108 32A/15KW 6SL3225-0BE31-1AA0
109 32A/15KW 6SL3225-0BE31-1AA1
110 38A/18.5KW 6SL3225-0BE31-5AA0
111 45A/22KW 6SL3225-0BE31-8AA0
112 60A/30KW 6SL3225-0BE32-2AA0
113 75A/37KW 6SL3225-0BE33-0AA0
114 90A/45KW 6SL3225-0BE33-7AA0
115 110A/55KW 6SL3225-0BE34-5AA0
116 145A/75KW 6SL3225-0BE35-5AA0
117 178A/90KW 6SL3225-0BE37-5AA0
118 进线电抗器(仅用于PM240)
119 0.37KW 6SE6400-3CC00-2AD3
120 0.55KW 6SE6400-3CC00-2AD3
121 0.75KW 6SE6400-3CC00-4AD3
122 1.1KW 6SE6400-3CC00-4AD3
123 1.5KW 6SE6400-3CC00-6AD3
124 2.2KW 6SL3203-0CD21-0AA0
125 3KW 6SL3203-0CD21-0AA0
126 4KW 6SL3203-0CD21-4AA0
127 7.5KW 6SL3203-0CD22-2AA0
128 11KW 6SL3203-0CD22-2AA0
129 15KW 6SL3203-0CD23-5AA0
130 18.5KW 6SL3203-0CJ24-5AA0
131 22KW 6SL3203-0CJ24-5AA0
132 30KW 6SL3203-0CD25-3AA0
133 37KW 6SL3203-0CJ28-6AA0
134 45KW 6SL3203-0CJ28-6AA0
135 55KW 6SE6400-3CC11-2FD0
136 75KW 6SE6400-3CC11-2FD0
137 90KW 6SE6400-3CC11-7FD0
138 110KW 6SL3000-0CE32-3AA0
139 132KW 6SL3000-0CE32-8AA0
140 160KW 6SL3000-0CE33-3AA0
141 200KW 6SL3000-0CE35-1AA0
142 250KW 6SL3000-0CE35-1AA0
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