S7-200模擬量使用應(yīng)該搞清的16個基本問題2010-07-1608:37:591分類：工控I標簽：I字號大中小訂閱什么是單極性、雙極性？雙極性就是信號在變化的過程中要經(jīng)過“零”，單極性不過零。由于模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量是有符號整數(shù)，所以雙極性信號對應(yīng)的數(shù)值會有負數(shù)。在S7-200中，單極性模擬量輸入/輸出信號的數(shù)值范圍是0-32000；雙極性模擬量信號的數(shù)值范圍是-32000—+32000。同一個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。但是DIP開關(guān)設(shè)置對整個模塊的所有通道有效，在這種情況下，電流、電壓信號的規(guī)格必須能設(shè)置為相同的DIP開關(guān)狀態(tài)。如0-5V和0-20mA信號具有相同的DIP設(shè)置狀態(tài)，可以接入同一個模擬量模塊的不同通道。模擬量應(yīng)該如何換算成期望的工程量值？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(jié)果；Iv:換算對象；Osh:換算結(jié)果的高限；Osl:換算結(jié)果的低限；Ish:換算對象的高限；Isl:換算對象的低限S7-200模擬量輸入信號的精度能達到多少？擬量輸入模塊有兩個參數(shù)容易混淆：1）模擬量轉(zhuǎn)換的分辨率2）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°S7-200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。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(yīng)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。為什么模擬量是一個變動很大的不穩(wěn)定的值？可能是如下原因：你可能使用了一個自供電或隔離的傳感器電源，兩個電源沒有彼此連接，即模擬量輸入模塊的電源地和傳感器的信號地沒有連接。這將會產(chǎn)生一個很高的上下振動的共模電壓，影響模擬量輸入值。另一個原因可能是模擬量輸入模塊接線太長或絕緣不好。可以用如下方法解決：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。（但要注意確保這是兩個電源系統(tǒng)之間的唯一聯(lián)系。）背景是：模擬量輸入模塊內(nèi)部是不隔離的；共模電壓不應(yīng)大于12V；對于60Hz干擾信號的共模抑制比為40dB。2）使用模擬量輸入濾波器。EM231模塊上的SF紅燈為何閃爍？SF紅燈閃爍有兩個原因：模塊內(nèi)部軟件檢測出外接熱電阻斷線，或者輸入超出范圍。由于上述檢測是兩個輸入通道共用的，所以當只有一個通道外接熱電阻時，SF燈必然閃爍。解決方法是將一個100Ohm的電阻，按照與已用通道相同的接線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，一一對應(yīng)連接到空的通道上。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、輸入超出范圍時，相應(yīng)通道的數(shù)值被自動設(shè)置為上述標定值。熱電阻的技術(shù)參數(shù)不是很清楚，如何在DIP開關(guān)上設(shè)置類型？應(yīng)該盡量弄清除熱電阻的參數(shù)。否則可以使用缺省設(shè)置。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，勉強使用容易帶來問題。建議使用EM231RTD模塊。S7-200的模擬量輸入/輸出模塊是否帶信號隔離？不帶隔離。如果用戶的系統(tǒng)中需要隔離，請另行購買信號隔離器件。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(nèi)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有什么意義。一般電壓信號是用在控制設(shè)備柜內(nèi)電位器設(shè)置，或者距離非常近、電磁環(huán)境好的場合。電流型信號不容易受到傳輸線沿途的電磁干擾，因而在工業(yè)現(xiàn)場獲得廣泛的應(yīng)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因素的制約：1）信號輸出端的帶載能力，以歐姆數(shù)值表示（如700Q）2）信號輸入端的內(nèi)阻3）傳輸線的靜態(tài)電阻值（來回是雙線）信號輸出端的負載能力必須大于信號輸入端的內(nèi)阻與傳輸線電阻之和。當然實際情況不會完全符號理想的計算結(jié)果，傳輸距離過長會造成信號衰減，也會引入干擾。S7-200模擬量模塊的輸入/輸出阻抗指標是多少？模擬量輸入阻抗：電壓型信號：>10MQ；電流型信號：250Q模擬量輸出阻抗：電壓型信號：>5KQ；電流型信號：M500Q。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(shè)計和制造，實際上沒有模擬量輸入信號指示燈。凡是沒有印刷標記的燈窗都是無用空置的。為何模擬量值的最低三位有非零的數(shù)值變化？模擬量的轉(zhuǎn)換精度為12位，但模塊將數(shù)模轉(zhuǎn)換后的數(shù)值向高位移動了三位。如果將此通道設(shè)置為使用模擬量濾波，則當前的數(shù)值是若干次采樣的平均值，最低三位是計算得出的數(shù)值；如果禁用模擬量濾波，則最低三位都是零。EM231TC是否需要補償導(dǎo)線？EM231TC可以設(shè)置為由模塊實現(xiàn)冷端補償，但仍然需要補償導(dǎo)線進行熱電偶的自由端補償。EM231TC模塊SF燈為何閃爍？如果選擇了斷線檢測，則可能是斷線。應(yīng)當短接未使用的通道，或者并聯(lián)到旁邊的實際接線通道上。或者輸入超出范圍。西門子S7-200模擬量模塊使用問題1.S7-200模擬量輸入模塊（EM231，EM235）尋址l 每個模擬量擴展模塊，按擴展模塊的先后順序進行排序，其中，模擬量根據(jù)輸入、輸出不同分別排序。模擬量的數(shù)據(jù)格式為一個字長，所以地址必須從偶數(shù)字節(jié)開始，精度為12位；模擬量值為0-32000的數(shù)值。輸入格式:AIW［起始字節(jié)地址］如AIW0 輸出格式：AQW［起始字節(jié)地址］AQW0每個模擬量輸入模塊，按模塊的先后順序地址為固定的，順序向后排。例:：AIW0，AIW2，AIW4......、AQW0，AQW2......。l 每個模擬量擴展模塊至少占兩個通道，即使第一個模塊只有一個輸出AQW0（EM235只有一個模擬量輸出），第二個模塊模擬量輸出地址也應(yīng)從AQW4開始尋址，以此類推。2.傳感器連接到S7-200模擬量輸入模塊（EM231，EM235）有哪些注意事項？l模擬量輸入模塊可以通過撥碼開關(guān)設(shè)置為不同的測量方式（電流電壓）。模塊開關(guān)的設(shè)置應(yīng)用于整個模塊，一個模塊只能設(shè)置為一種測量范圍；而且開關(guān)設(shè)置只有在重新上電后才能生效。只能將輸入端同時設(shè)置為一種量程和格式，即相同的輸入量程和分辨率。lEM235是最常用的模擬量擴展模塊，它實現(xiàn)了4路模擬量輸入和1路模擬量輸出功能。EM235模擬量擴展模塊的接線方法，對于電壓信號，按正、負極直接接入乂+和X一；對于電流信號，將RX和X+短接后接入電流輸入信號的“+”端；未連接傳感器的通道要將X+和X一短接。l注意:為避免共模電壓，須將M端與所有信號負端連接，未連接傳感器的通道要短接。當模擬量輸入PLC接收到一個變動很大的不穩(wěn)定的值時，原因之一：你可能使用了一個自供電或隔離的傳感器電源，兩個電源沒有彼此連接，所以由此產(chǎn)生了一個很高的上下振動的共模電壓，影響模擬量輸入值。原因之二：可能是模擬量輸入模塊接線太長或絕緣不好。所以解決方法：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。（注意:事前要確定這是兩個電源間的唯一連接。如果另外一個連接已經(jīng)存在了，當再添加公共連接時可能會產(chǎn)生一個多余的補償電流。）l 當出現(xiàn)模擬量輸入PLC接收到信號變化很慢，這可能是你使用了濾波器，可以通過降低濾波采樣數(shù)，或取消模擬量濾波方式解決。關(guān)于EM235是否能用于熱電阻測溫問題？EM235不是用于與熱電阻連接測量溫度的模塊，勉強使用容易帶來故障。關(guān)于EM235輸入校準問題：模擬量輸入模塊使用前應(yīng)進行輸入校準。其實出廠前已經(jīng)進行了輸入校準，如果OFFSET和GAIN電位器已被重新調(diào)整，需要重新進行輸入校準。其步驟如下：A、 切斷模塊電源，選擇需要的輸入范圍。B、 接通CPU和模塊電源，使模塊穩(wěn)定15分鐘。C、 用一個變送器，一個電壓源或一個電流源，將零值信號加到一個輸入端。D、 讀取適當?shù)妮斎胪ǖ涝贑PU中的測量值。E、 調(diào)節(jié)OFFSET(偏置)電位計，直到讀數(shù)為零，或所需要的數(shù)字數(shù)據(jù)值。F、 將一個滿刻度值信號接到輸入端子中的一個，讀出送到CPU的值。G、 調(diào)節(jié)GAIN(增益)電位計，直到讀數(shù)為32000或所需要的數(shù)字數(shù)據(jù)值。H、 必要時，重復(fù)偏置和增益校準過程。模擬量值和A/D轉(zhuǎn)換值的轉(zhuǎn)換問題：假設(shè)模擬量的標準電信號是A0—Am(如：4—20mA)，A/D轉(zhuǎn)換后數(shù)值為D0—Dm(如：6400—32000)，設(shè)模擬量的標準電信號是A，A/D轉(zhuǎn)換后的相應(yīng)數(shù)值為D，由于是線性關(guān)系，函數(shù)關(guān)系A(chǔ)=f(D)可以表示為數(shù)學(xué)方程：A=(D—D0)x(Am-A0)/(Dm-D0)+A0o根據(jù)該方程式，可以方便地根據(jù)D值計算出A值。將該方程式逆變換，得出函數(shù)關(guān)系D=f(A)可以表示為數(shù)學(xué)方程：D=(A-A0)x(Dm—D0)/(Am—A0)+D0。具體舉一個實例，以S7-200和4—20mA為例，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，我們得到的數(shù)值是6400—32000，即A0=4，Am=20，D0=6400，Dm=32000，代入公式，得出：A=(D-6400)x(20-4)/(32000-6400)+4假設(shè)該模擬量與AIW0對應(yīng)，則當AIW0的值為12800時，相應(yīng)的模擬電信號是6400x16/25600+4=8mAo又如，某溫度傳感器，一10—60°C與4—20mA相對應(yīng)，以T表示溫度值，AIW0為PLC模擬量采樣值，則根據(jù)上式直接代入得出：T=70x(AIW0-6400)/25600-10可以用T直接顯示溫度值。模擬量值和A/D轉(zhuǎn)換值的轉(zhuǎn)換理解起來比較困難，該段多讀幾遍，結(jié)合所舉例子，就會理解。為了讓您方便地理解，我們再舉一個例子：某壓力變送器，當壓力達到滿量程5MPa時，壓力變送器的輸出電流是20mA，AIW0的數(shù)值是32000o可見，每毫安對應(yīng)的A/D值為32000/20，測得當壓力為0.1MPa時，壓力變送器的電流應(yīng)為4mA，A/D值為(32000/20)x4=6400。由此得出，AIW0的數(shù)值轉(zhuǎn)換為實際壓力值(單位為KPa)的計算公式為：VW0的值=(AIW0的值一6400)(5000-100)/(32000-6400)+100(單位：K