S7-200模擬量使用應該搞清的16個基本問題

S7-200模擬量使用應該搞清的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過“零”，單極性不過零。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開關設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)格必須能設置為相同的DIP開關狀態(tài)。如0-5V和0-20mA信號具有相同的DIP設置狀態(tài)，可以接入同一個模擬量模塊的不同通道。模擬量應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；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容易混淆：1）模擬量轉換的分辨率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量程的1/4096。模擬量轉換的精度除了取決于A/D轉換的分辨率，還受到轉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，內部模擬電路也會產生噪聲、漂移，這些都會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/D芯片的轉換誤差。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?？梢杂萌缦路椒ń鉀Q：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）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；或者將已經接好的那一路熱電阻的所有引線，一一對應連接到空的通道上。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，相應通道的數值被自動設置為上述標定值。熱電阻的技術參數不是很清楚，如何在DIP開關上設置類型？應該盡量弄清除熱電阻的參數。否則可以使用缺省設置。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備柜內電位器設置，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)現場獲得廣泛的應用。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因素的制約：1）信號輸出端的帶載能力，以歐姆數值表示（如700Q）2）信號輸入端的內阻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。EM231TC是否需要補償導線？EM231TC可以設置為由模塊實現冷端補償，但仍然需要補償導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。應當短接未使用的通道，或者并聯到旁邊的實際接線通道上?；蛘咻斎氤龇秶?。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，模擬量根據輸入、輸出不同分別排序。模擬量的數據格式為一個字長，所以地址必須從偶數字節(jié)開始，精度為12位；模擬量值為0-32000的數值。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設置為不同的測量方式（電流電壓）。模塊開關的設置應用于整個模塊，一個模塊只能設置為一種測量范圍；而且開關設置只有在重新上電后才能生效。只能將輸入端同時設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存在了，當再添加公共連接時可能會產生一個多余的補償電流。）l 當出現模擬量輸入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，或取消模擬量濾波方式解決。關于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。關于EM235輸入校準問題：模擬量輸入模塊使用前應進行輸入校準。其實出廠前已經進行了輸入校準，如果OFFSET和GAIN電位器已被重新調整，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、 讀取適當的輸入通道在CPU中的測量值。E、 調節(jié)OFFSET(偏置)電位計，直到讀數為零，或所需要的數字數據值。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、 調節(jié)GAIN(增益)電位計，直到讀數為32000或所需要的數字數據值。H、 必要時，重復偏置和增益校準過程。模擬量值和A/D轉換值的轉換問題：假設模擬量的標準電信號是A0—Am(如：4—20mA)，A/D轉換后數值為D0—Dm(如：6400—32000)，設模擬量的標準電信號是A，A/D轉換后的相應數值為D，由于是線性關系，函數關系A=f(D)可以表示為數學方程：A=(D—D0)x(Am-A0)/(Dm-D0)+A0o根據該方程式，可以方便地根據D值計算出A值。將該方程式逆變換，得出函數關系D=f(A)可以表示為數學方程：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A/D轉換后，我們得到的數值是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假設該模擬量與AIW0對應，則當AIW0的值為12800時，相應的模擬電信號是6400x16/25600+4=8mAo又如，某溫度傳感器，一10—60°C與4—20mA相對應，以T表示溫度值，AIW0為PLC模擬量采樣值，則根據上式直接代入得出：T=70x(AIW0-6400)/25600-10可以用T直接顯示溫度值。模擬量值和A/D轉換值的轉換理解起來比較困難，該段多讀幾遍，結合所舉例子，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的數值是32000o可見，每毫安對應的A/D值為32000/20，測得當壓力為0.1MPa時，壓力變送器的電流應為4mA，A/D值為(32000/20)x4=6400。由此得出，AIW0的數值轉換為實際壓力值(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