信息與通信plc第2章課件

2.3.1數(shù)字量信號模塊2.3.2模擬量信號模塊§2.3信號模塊（SM）輸入/輸出模塊統(tǒng)稱信號模塊（SM），包括數(shù)字量（或開關(guān)量）輸入模塊和輸出模塊；模擬量輸入模塊和輸出模塊；位置輸入模板；用于連接爆炸危險(xiǎn)場合的輸入模塊和輸出模塊。7/27/20231控制科學(xué)與工程學(xué)院2.3.1數(shù)字量信號模塊§2.3信號模塊（SM）2.3.1數(shù)字量信號模塊SM321數(shù)字量輸入模塊（DI）SM322數(shù)字量輸出模塊（DO）SM323數(shù)字量輸入/輸出模塊（DI/DO）SM327數(shù)字量輸入/可配置輸入或輸出模塊SM374仿真模塊7/27/20232控制科學(xué)與工程學(xué)院2.3.1數(shù)字量信號模塊SM321數(shù)字量輸入模塊（DI）7數(shù)字量輸入模塊將現(xiàn)場過程送來的數(shù)字信號電平轉(zhuǎn)換成S7-300內(nèi)部信號電平。數(shù)字量輸入模塊有直流輸入方式和交流輸入方式。對現(xiàn)場輸入元件，僅要求提供開關(guān)觸點(diǎn)即可。輸入信號進(jìn)入模塊后，一般都經(jīng)過光電隔離和濾波，然后才送至輸入緩沖器等待CPU采樣。采樣時(shí)，信號經(jīng)過背板總線進(jìn)入到輸入映像區(qū)。1.數(shù)字量輸入模塊(DI)

數(shù)字量輸入模塊SM321有14種型號數(shù)字量輸入模塊可供選擇，常用的有四種型號模塊可供選擇，即直流16點(diǎn)輸入、直流32點(diǎn)輸入、交流32（16）點(diǎn)輸入、交流8點(diǎn)輸入模塊。表2-6

SM321數(shù)字量輸入模板技術(shù)參數(shù)7/27/20233控制科學(xué)與工程學(xué)院數(shù)字量輸入模塊將現(xiàn)場過程送來的數(shù)字信號電平轉(zhuǎn)換成S7-30SM321數(shù)字量輸入模板技術(shù)特性技術(shù)特性直流16點(diǎn)輸入模板直流32點(diǎn)輸入模板交流8點(diǎn)輸入模板交流16點(diǎn)輸入模板輸入點(diǎn)數(shù)1632832額定負(fù)載電壓（V）DC24DC24

負(fù)載電壓范圍（V）20.4～28.820.4～28.8

額定輸入電壓（V）DC24DC24AC120AC120輸入電壓“1”范圍（V）13～3013～3079～13279～132輸入電壓“0”范圍（V）－3～＋5－3～＋50～200～20輸入電壓頻率（Hz）

47～6347～63隔離（與背板總線）方式光耦合器光耦合器光耦合器光耦合器輸入電流“1”信號（mA）77.5621最大允許靜態(tài)電流（mA）1.51.514典型輸入延遲（ms）1.2～4.81.2～4.82525背板總線最大消耗電流mA）25251629功率損耗（W）3.544.14.07/27/20234控制科學(xué)與工程學(xué)院SM321數(shù)字量輸入模板技術(shù)特性技術(shù)特性直流16點(diǎn)直流32點(diǎn)DI接口電路（直流）光電耦合器發(fā)光二極管限流電阻濾波電路外部用戶接線1采用光電耦合器，防止強(qiáng)電干擾。3V5V7/27/20235控制科學(xué)與工程學(xué)院DI接口電路（直流）光電耦合器發(fā)光二極管限流電阻濾波電路外部輸入信號處理電路光電耦合器降壓電阻交流濾波電路外部用戶接線直流濾波電路DI接口電路（交流）7/27/20236控制科學(xué)與工程學(xué)院輸入信號處理電路光電耦合器降壓電阻交流濾波電路外部用戶接線直匯點(diǎn)式輸入接線方式隔離式輸入接線方式

DI模板的外部接線方式7/27/20237控制科學(xué)與工程學(xué)院匯點(diǎn)式輸入接線方式隔離式輸入接線方式DI模板的外部接線方式直流16點(diǎn)數(shù)字量輸入模板的端子接線圖和框圖

直流供電匯點(diǎn)式光電隔離7/27/20238控制科學(xué)與工程學(xué)院直流16點(diǎn)數(shù)字量輸入模板的端子接線圖和框圖直流供電匯點(diǎn)式光直流32點(diǎn)數(shù)字量輸入模板的端子接線圖和框圖直流供電匯點(diǎn)式光電隔離7/27/20239控制科學(xué)與工程學(xué)院直流32點(diǎn)數(shù)字量輸入模板的端子接線圖和框圖直流供電匯點(diǎn)式光電圖2-5直流32點(diǎn)數(shù)字量輸入模塊的內(nèi)部電路及外部端子接線圖7/27/202310控制科學(xué)與工程學(xué)院圖2-5直流32點(diǎn)數(shù)字量輸入模塊的內(nèi)部電路及外部端子接線圖交流16點(diǎn)數(shù)字量輸入模塊SM321端子連接及電氣原理圖交流供電分組式整流、濾波光電隔離7/27/202311控制科學(xué)與工程學(xué)院交流16點(diǎn)數(shù)字量輸入模塊SM321端子連接及電氣原理圖交流供圖2-6交流32點(diǎn)數(shù)字量輸入模塊的內(nèi)部電路及外部端子接線圖7/27/202312控制科學(xué)與工程學(xué)院圖2-6交流32點(diǎn)數(shù)字量輸入模塊的內(nèi)部電路及外部端子接線帶硬件和診斷中斷的直流16點(diǎn)數(shù)字量輸入模板的端子接線圖和框圖7/27/202313控制科學(xué)與工程學(xué)院帶硬件和診斷中斷的直流16點(diǎn)數(shù)字量輸入模板的端子接線圖和框圖2.數(shù)字量輸出模塊(DO)數(shù)字量輸出模塊SM322將S7-300內(nèi)部信號電平轉(zhuǎn)換成過程所要求的外部信號電平，同時(shí)又隔離和功率放大的作用，可直接用于驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器、小型電動(dòng)機(jī)、燈和電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器等。按負(fù)載回路使用的電源不同，它可分為直流輸出模塊、交流輸出模塊和交直流兩用輸出模塊。按輸出開關(guān)器件的種類不同，它又可分為晶體管輸出方式、可控硅輸出方式和繼電器觸點(diǎn)輸出方式。數(shù)字量輸出模塊SM322有多種型號輸出模塊可供選擇，常用模塊的有8點(diǎn)晶體管輸出、16點(diǎn)晶體管輸出、32點(diǎn)晶體管輸出、（8）16點(diǎn)可控硅輸出、16點(diǎn)可控硅輸出、8點(diǎn)繼電器輸出和16點(diǎn)繼電器輸出。7/27/202314控制科學(xué)與工程學(xué)院2.數(shù)字量輸出模塊(DO)數(shù)字量輸出模塊SM322將S7SM322數(shù)字量輸出模板技術(shù)特性

技術(shù)特性8點(diǎn)晶體管16點(diǎn)晶體管32點(diǎn)晶體管16點(diǎn)晶閘管32點(diǎn)晶閘管8點(diǎn)繼電器16點(diǎn)繼電器輸出點(diǎn)數(shù)816321632816額定電壓（V）DC24DC24VDC24AC120AC120AC120AC230與總線隔離方式光耦合器輸出組數(shù)4888828最大輸出電流（A）0.50.50.50.5122短路保護(hù)電子保護(hù)熔斷保護(hù)

最大消耗電流（mA）6012020018427540100功率損耗（W）6.84.959252.24.57/27/202315控制科學(xué)與工程學(xué)院SM322數(shù)字量輸出模板技術(shù)特性技術(shù)特性8點(diǎn)16點(diǎn)32點(diǎn)1數(shù)字量輸出模塊SM322的技術(shù)特性從響應(yīng)速度上看，晶體管響應(yīng)最快，繼電器響應(yīng)最慢；從安全隔離效果及應(yīng)用靈活性角度來看，以繼電器觸點(diǎn)輸出型最佳。7/27/202316控制科學(xué)與工程學(xué)院數(shù)字量輸出模塊SM322的技術(shù)特性從響應(yīng)速電路可分為譯碼、控制邏輯、輸出鎖存、光電隔離和輸出驅(qū)動(dòng)五個(gè)部分光電耦合器發(fā)光二極管1限流電阻

晶體管輸出型每個(gè)輸出點(diǎn)的最大帶負(fù)載能力為0．75A(0.5A)，但是因?yàn)橛袦囟壬仙南拗疲?點(diǎn)輸出總電流不得大于1A(0．8A)(每點(diǎn)平均0.5(0．2A))。晶體管輸出型的接口，其響應(yīng)速度較快，從光電耦合器動(dòng)作(或關(guān)斷)到晶體管導(dǎo)通的時(shí)間為15μs以下。DO接口電路（晶體管輸出型）7/27/202317控制科學(xué)與工程學(xué)院電路可分為譯碼、控制邏輯、輸出鎖存、光電隔離和輸出驅(qū)動(dòng)五個(gè)部光電耦合器雙向晶閘管1壓敏電阻5V高頻濾波電路

雙向晶閘管輸出型：每點(diǎn)最大帶負(fù)載能力為0.5～1A，每4點(diǎn)輸出總電流不得大于1.6～4A。雙向晶閘管輸出型的響應(yīng)速度最快，從晶閘管門極驅(qū)動(dòng)到雙向晶閘管導(dǎo)通的時(shí)間為1ms以下DO接口電路（雙向晶閘管或雙向可控硅型）7/27/202318控制科學(xué)與工程學(xué)院光電耦合器雙向晶閘管1壓敏電阻5V高頻濾波電路光電耦合器1壓敏電阻穩(wěn)壓管V1既可防止繼電器線圈過電壓，同時(shí)可以抑制VT截止瞬間使繼電器線圈上產(chǎn)生反向高壓，從而保護(hù)VT以免反向擊穿。繼電器輸出型接口在250VAC以下電路電壓可驅(qū)動(dòng)的負(fù)載能力為：純電阻負(fù)載為2A/1點(diǎn)；感性負(fù)載為80VA以下(AC100V或AC200V)；燈負(fù)載為100W以下(AC100V或AC200V)。繼電器輸出型接口響應(yīng)時(shí)間最慢，從輸出繼電器的線圈得電(或斷電)到輸出接點(diǎn)ON(或OFF)的響應(yīng)時(shí)間均為10ms。DO接口電路（繼電器輸出型）7/27/202319控制科學(xué)與工程學(xué)院光電耦合器1壓敏電阻穩(wěn)壓管V1既可防止繼電器線圈過電壓，同時(shí)匯點(diǎn)式輸出

隔離式輸出

DO模板的外部接線方式7/27/202320控制科學(xué)與工程學(xué)院匯點(diǎn)式輸出隔離式輸出DO模板的外部接線方式7/27/2圖2-732點(diǎn)數(shù)字量晶體管輸出模塊的內(nèi)部電路及外部端子接線圖7/27/202321控制科學(xué)與工程學(xué)院圖2-732點(diǎn)數(shù)字量晶體管輸出模塊的內(nèi)部電路及外部端子接線綠色發(fā)光二極管顯示輸出狀態(tài)，輸出邏輯“1”時(shí)，二極管點(diǎn)亮光電隔離放大直流電源晶體管型輸出模塊設(shè)有反極性保護(hù)措施，輸出具有短路保護(hù)功能，適用于驅(qū)動(dòng)電磁閥和直流接觸器。晶體管輸出方式的模塊只能帶直流負(fù)載，屬于直流輸出模塊；32點(diǎn)數(shù)字量晶體管輸出模板的端子接線圖和框圖7/27/202322控制科學(xué)與工程學(xué)院綠色發(fā)光二極管顯示輸出狀態(tài)，輸出邏輯“1”時(shí)，二極管點(diǎn)亮光電圖2-832點(diǎn)數(shù)字量晶閘管輸出模塊的內(nèi)部電路及外部端子接線圖7/27/202323控制科學(xué)與工程學(xué)院圖2-832點(diǎn)數(shù)字量晶閘管輸出模塊的內(nèi)部電路及外部端子接線32點(diǎn)數(shù)字量晶閘管輸出模塊的內(nèi)部電路及外部端子接線圖可控硅輸出方式屬于交流輸出模塊；適用于驅(qū)動(dòng)交流電磁閥、接觸器、電機(jī)啟動(dòng)器和燈。7/27/202324控制科學(xué)與工程學(xué)院32點(diǎn)數(shù)字量晶閘管輸出模塊的內(nèi)部電路及外部端子接線圖16點(diǎn)晶閘管輸出端子連接及電氣原理圖斷線檢測7/27/202325控制科學(xué)與工程學(xué)院16點(diǎn)晶閘管輸出端子連接及電氣原理圖斷線檢測7/27/202圖2-916點(diǎn)數(shù)字量繼電器輸出模塊的內(nèi)部電路及外部端子接線圖7/27/202326控制科學(xué)與工程學(xué)院圖2-916點(diǎn)數(shù)字量繼電器輸出模塊的內(nèi)部電路及外部端子接線16點(diǎn)數(shù)字量繼電器輸出模板的端子接線圖和框圖繼電器觸點(diǎn)輸出方式的模塊屬于交直流兩用輸出模塊。直流可以從24V到120V，交流可以從48V到230V，繼電器觸點(diǎn)容量與負(fù)載電壓有關(guān)，電壓越高，觸點(diǎn)容量越低。7/27/202327控制科學(xué)與工程學(xué)院16點(diǎn)數(shù)字量繼電器輸出模板的端子接線圖和框圖

SM323數(shù)字量輸入／輸出模板是在一塊模板上同時(shí)具有數(shù)字量輸入點(diǎn)和數(shù)字量輸出點(diǎn)，有兩種類型，一種是8點(diǎn)輸入和8點(diǎn)輸出模塊，輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)均有一個(gè)公共端。另一種是16點(diǎn)輸入（8點(diǎn)1組）和16點(diǎn)輸出（8點(diǎn)1組）模塊。

I/O額定負(fù)載電壓24VDC，輸入電流為7mA，最大輸出電流為0.5A，每組總輸出電流4A。輸入電壓“1”信號電平為11～30V，“0”信號電平為－3～＋5V，I/O通過光耦與背板總線隔離。在額定輸入電壓下，輸入延遲為1.2～4.8ms。輸出具有電子短路保護(hù)功能。3.數(shù)字量輸入/輸出模塊(DI/DO)(SM323)7/27/202328控制科學(xué)與工程學(xué)院SM323數(shù)字量輸入／輸出模板是在一塊模板上同時(shí)具有數(shù)字量DI8/DO8直流模板SM323的端子接線圖和框圖公共端8路輸出8路輸入公共端7/27/202329控制科學(xué)與工程學(xué)院DI8/DO8直流模板SM323的端子接線圖和框圖公共端圖2-10SM323DI16/DO16×24VDC/0.5A內(nèi)部電路及外部端子接線圖7/27/202330控制科學(xué)與工程學(xué)院圖2-10SM323DI16/DO16×24VDC/圖2-11SM327DI8/DX8內(nèi)部電路及外部端子接線圖4.數(shù)字量輸入/可配置輸入或輸出模塊(SM327)7/27/202331控制科學(xué)與工程學(xué)院圖2-11SM327DI8/DX8內(nèi)部電路及外部端子SM374仿真模塊的操作面板5.仿真模塊(SM374)輸入狀態(tài)開關(guān)16個(gè)開關(guān)可進(jìn)行輸入信號仿真輸出狀態(tài)LED16個(gè)LED指示輸出端的信號狀態(tài)方式選擇器用戶可使用螺絲刀設(shè)定下列三種方式:

-16個(gè)輸入端(用于仿真16DI)

-16個(gè)輸出端(用于仿真16DO)

-8個(gè)輸入端和8個(gè)輸出端(仿真8DI/8DO)

仿真模板用于在啟動(dòng)和運(yùn)行時(shí)調(diào)試程序通過開關(guān)仿真?zhèn)鞲衅餍盘柾ㄟ^LED顯示輸出信號狀態(tài)7/27/202332控制科學(xué)與工程學(xué)院SM374仿真模塊的操作面板5.仿真模塊(SM374)輸入2.3.2模擬量信號模塊（AI／AO）1.SM331模擬量輸入模塊（AI）2.SM332模擬量輸出模塊（AO）3.SM334模擬量輸入/輸出模塊（AI/AO）7/27/202333控制科學(xué)與工程學(xué)院2.3.2模擬量信號模塊（AI／AO）1.SM331模擬量1.SM331模擬量輸入模塊(AI)(1)功能：將控制過程中的模擬信號轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部處理用的數(shù)字信號(2)基本結(jié)構(gòu)：主要由A／D轉(zhuǎn)換器、切換開關(guān)、恒流源、補(bǔ)償電路、光隔離器及邏輯電路組成。SM331的輸入通道有８個(gè)，每個(gè)通道即可測量電壓信號也可以測量電流信號，且可以選用不同的量程。模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量是順序執(zhí)行的，每個(gè)模擬量通道的輸入信號是被依次輪流轉(zhuǎn)換的。7/27/202334控制科學(xué)與工程學(xué)院1.SM331模擬量輸入模塊(AI)(1)功能：將控制過(3)SM331的掃描時(shí)間SM331的通道轉(zhuǎn)換時(shí)間包括由積分時(shí)間決定的基本轉(zhuǎn)換時(shí)間和用于電阻測量、斷線監(jiān)視的附加轉(zhuǎn)換時(shí)間。

基本轉(zhuǎn)換時(shí)間取決于D/A輸入模塊的轉(zhuǎn)換方法(例如積分方法和瞬時(shí)值轉(zhuǎn)換法)。采用積分法，4檔積分時(shí)間2.5、16.7、20和100ms?；巨D(zhuǎn)換時(shí)間分別為3ms、17ms、22ms和102ms，電阻測量的附加轉(zhuǎn)換時(shí)間為lms，斷線監(jiān)視的附加轉(zhuǎn)換時(shí)間為10ms，電阻測量和斷線監(jiān)視都有的附加轉(zhuǎn)換時(shí)間為16ms。積分時(shí)間可以在STEP7中設(shè)置。SM331的掃描（循環(huán)）時(shí)間是指模擬量輸入模塊對所有被激活的模擬量輸入通道進(jìn)行轉(zhuǎn)換和處理的時(shí)間的總和。如果模擬量輸入通道進(jìn)行了通道分組,還需要考慮到通道組之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間對于一個(gè)積分時(shí)間設(shè)定為20ms，8個(gè)輸入通道都接有外部信號且都需斷線監(jiān)視的SM331模塊，其循環(huán)時(shí)間為(22＋10)×8＝256ms。7/27/202335控制科學(xué)與工程學(xué)院(3)SM331的掃描時(shí)間SM331的通道轉(zhuǎn)換時(shí)間包括A/D轉(zhuǎn)換部件是模塊的核心，其轉(zhuǎn)換原理采用積分方法，積分時(shí)間直接影響到A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間和A/D轉(zhuǎn)換的精度。SM331可選四檔積分時(shí)間：2.5ms、16.7ms、20ms和l00ms，相對應(yīng)的以位表示的精度為8、12、12和14。每一種積分時(shí)間有一個(gè)最佳的噪聲抑制頻率f0，以上四種積分時(shí)間分別對應(yīng)400Hz、60Hz、50Hz和10Hz。7/27/202336控制科學(xué)與工程學(xué)院A/D轉(zhuǎn)換部件是模塊的核心，其轉(zhuǎn)換原理采用積分方法，積分時(shí)間SM331的掃描（循環(huán)）時(shí)間是指模擬量輸入模塊對所有被激活的模擬量輸入通道進(jìn)行轉(zhuǎn)換和處理的時(shí)間的總和。某一通道從開始轉(zhuǎn)換模擬量輸入值起，一直持續(xù)到再次開始轉(zhuǎn)換的時(shí)間稱為模入模塊的循環(huán)時(shí)間。它是模塊模塊中所有活動(dòng)的模擬量輸入通道的轉(zhuǎn)換時(shí)間的總和。實(shí)際上，循環(huán)時(shí)間是對外部模擬量信號的采樣間隔。為了縮短循環(huán)時(shí)間，應(yīng)該使用STEP7組態(tài)工具屏蔽掉不用的模擬量通道，使其不占用循環(huán)時(shí)間7/27/202337控制科學(xué)與工程學(xué)院SM331的掃描（循環(huán)）時(shí)間是指模擬量輸入模塊對所有被激（4）模擬值的表示方法

模擬量輸入/輸出模塊中模擬量對應(yīng)的數(shù)字值稱為模擬值，SM331模塊的模擬值用16位的二進(jìn)制補(bǔ)碼來表示。最高位(第15位)為符號位，０表示是正數(shù)，１表示是負(fù)數(shù)。模擬量的模擬值位數(shù)（即轉(zhuǎn)換精度）可以設(shè)位9～15位，如果模擬值小于15位，則模擬值左移模擬值左移后的空位補(bǔ)0。標(biāo)有“×”的位就是不用的位，一般填入“0”。S7-300模擬值所有可能的精度7/27/202338控制科學(xué)與工程學(xué)院（4）模擬值的表示方法標(biāo)有“×”的位就是不用的位，一般填入模擬量的表達(dá)方式和測量值的分辨率20212223242526272829210211212213214VZ16進(jìn)制.位值十進(jìn)制0123456789101112131415位的序號單位位的分辨率+符號111***************15*=0

或

18000000001128********8402010840000000000000000000002164132116181412*********************************************************************910111213147/27/202339控制科學(xué)與工程學(xué)院模擬量的表達(dá)方式和測量值的分辨率20212223242526SM331模擬量輸入模塊的模擬值7/27/202340控制科學(xué)與工程學(xué)院SM331模擬量輸入模塊的模擬值7/27/202340控制科在不同測量范圍下模擬量的表達(dá)方式范圍上溢超出范圍額定范圍低于范圍下溢測量范圍±10V電壓例如：>=11.75911.7589:

10.000410.007.50

:-7.5-10.00-10.0004:

-11.759<=-11.76單位3276732511:

276492764820736

:-20736-27648-27649:

-32512-32768測量范圍4..20mA電流例如：>=22.81522.810:

20.000520.00016.000

::4.0003.9995:

1.1852<=1.1845單位3276732511:

276492764820736

::0-1:

-4864-32768測量范圍-200...+850oC溫度例如

Pt100單位3276710000:

85018500:

::-2000-2001:

-2430-32768>=1000.11000.0:

850.1850.0:

::-200.0-200.1:

-243.0<=-243.1測量范圍0...300Ω電阻例如：>=352.778352.767:

300.011300.000225.000

::0.000不允許負(fù)值單位3276732511:

276492764820736

::0-32768-1:

-48647/27/202341控制科學(xué)與工程學(xué)院在不同測量范圍下模擬量的表達(dá)方式范圍上溢超出范圍額定范圍低于（5）SM331模塊的測量范圍的設(shè)置使用量程卡來設(shè)置量程模板可以設(shè)定為位置ABC和D模擬量輸入模塊SM331的輸入信號種類和量程可以用安裝在模塊側(cè)面的量程卡來設(shè)置。每兩個(gè)通道為一組，共用一個(gè)量程卡。模擬量輸入模塊有8個(gè)通道，故有4個(gè)量程卡。量程卡插入模擬量輸入模塊后，如果量程卡的C標(biāo)記與模塊的標(biāo)記相對，則量程卡被設(shè)置在C的位置。模塊在出廠時(shí)，量程卡預(yù)設(shè)在B的位置上。7/27/202342控制科學(xué)與工程學(xué)院（5）SM331模塊的測量范圍的設(shè)置使用量程卡來設(shè)置量程模模擬量輸入通道的測量方法和測量范圍的設(shè)定量程卡的B位置包括4種電壓輸入。量程卡的C位置包括5種電流輸入量程卡的D位置的測量范圍只有420mA電流輸入。其余的溫度傳感器﹑電阻的測量或電壓的測量范圍應(yīng)選擇量程卡的A位置。進(jìn)一步確定模擬量輸入模塊量程范圍需要使用STEP7的硬件組態(tài)功能。注意：如果沒有正確地設(shè)置量程卡可能會(huì)損壞模擬量輸入模塊。沒有量程卡的模擬量輸入模塊可以通過接線方式來設(shè)置測量的量程范圍。7/27/202343控制科學(xué)與工程學(xué)院模擬量輸入通道的測量方法和測量范圍的設(shè)定量程卡的B位置包括【例1】用于測量鍋爐爐膛壓力（?60Pa～60Pa）的變送器的輸出信號為4～20mA，模擬量輸入模塊將0～20mA轉(zhuǎn)換為數(shù)字0～27648，設(shè)轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字為N，試求以0.1Pa為單位的壓力值。解：4～20mA的模擬量對應(yīng)于數(shù)字量5530～27648，即?600～600（0.1Pa）對應(yīng)于數(shù)字量5530～27648，壓力的計(jì)算公式應(yīng)為：詳見大中型PLC應(yīng)用教程，廖常初，機(jī)械工業(yè)出版社，page25被測物理量A/D輸出的數(shù)字(6)將模擬量輸入模塊的輸出值轉(zhuǎn)換為實(shí)際的物理量

轉(zhuǎn)換時(shí)要注意變送器的輸入/輸出量程和模擬量輸入模塊的量程，找出被測物理量與A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字之間的關(guān)系。7/27/202344控制科學(xué)與工程學(xué)院【例1】用于測量鍋爐爐膛壓力（?60Pa～60Pa）的變

壓力變送器量程為（?60Pa～60Pa），輸出信號為DC4～

20mA,模擬量輸入模塊的額定輸入電流為DC0～20mA,轉(zhuǎn)換為數(shù)字0～27648，設(shè)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字為N，試求以0.1Pa為單位的壓力值。?60Pa～60Pa→4～

20mA0～

20mA→0～276484～

20mA→5530

～27648?60Pa～60Pa→4～

20mA→5530

～27648線性關(guān)系7/27/202345控制科學(xué)與工程學(xué)院壓力變送器量程為（?60Pa～60Pa），輸出信號[600-(-600)]/(27648-5530)

A/D轉(zhuǎn)換后1個(gè)字所代表的模擬量模擬量PA/D轉(zhuǎn)換為N個(gè)字則?60Pa～60Pa→4~20mA→5530

～27648線性關(guān)系7/27/202346控制科學(xué)與工程學(xué)院[600-(-600)]/(27648-5530)解：0~2000C對應(yīng)于轉(zhuǎn)換后的數(shù)字0~27648。轉(zhuǎn)換公式為：T=（2000N）/27648C被測物理量A/D輸出的數(shù)字【例2】溫度變送器的量程為0~2000C，輸出信號為4~20mA,A/D模塊的量程為4~20mA，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量為0~27648，設(shè)轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字量為N，試求N表示的實(shí)際溫度值T。7/27/202347控制科學(xué)與工程學(xué)院解：0~2000C對應(yīng)于轉(zhuǎn)換后的數(shù)字0~27648。被技術(shù)特性AI8×16AI8×12AI8×RTDAI8×TCAI2×12通道組數(shù)44441輸入點(diǎn)數(shù)88882分辨率15位＋符號9位＋符號12位＋符號14位＋符號15位＋符號15位＋符號9位＋符號12位＋符號14位＋符號測量方式電流電壓電流電壓電阻器溫度計(jì)電阻器溫度計(jì)溫度計(jì)電流電壓電阻器溫度計(jì)測量范圍任意任意任意任意任意可編程診斷√√√√√中斷診斷可調(diào)整可調(diào)整可調(diào)整可調(diào)整可調(diào)整極限值監(jiān)測2通道可調(diào)2通道可調(diào)8通道可調(diào)8通道可調(diào)1通道可調(diào)隔離方式光電隔離CPU光電隔離CPU負(fù)載電壓光電隔離CPU負(fù)載電壓光電隔離CPU光電隔離CPU8通道的12位模擬量輸入模塊（7）SM331模塊的技術(shù)參數(shù)：7/27/202348控制科學(xué)與工程學(xué)院技術(shù)特性AI8×16AI8×12AI8×RTDA（8）SM331模板SM331AI8×12位(6ES7331-7KF02-0AB0)?4組8輸入?被測值精度每組可設(shè)定取決于所設(shè)定的積分時(shí)間?9位+符號?12位+符號?14位+符號?每個(gè)通道組的可選測量方法?電壓?電流?電阻?溫度?每個(gè)通道組的可選測量范圍?可編程診斷?可編程診斷中斷?帶有極限監(jiān)控功能的兩個(gè)通道?可編程極限中斷?與底板總線接口的光電隔離?與負(fù)載電壓的光電隔離不適用于雙線變送器7/27/202349控制科學(xué)與工程學(xué)院（8）SM331模板SM331AI8×12位(圖2-13AI8×13位模擬量輸入模塊7/27/202350控制科學(xué)與工程學(xué)院圖2-13AI8×13位模擬量輸入模塊7/27/202SM331AI8×12位的端子接線圖和框圖6ES7331-7KF02-0AB07/27/202351控制科學(xué)與工程學(xué)院SM331AI8×12位的端子接線圖和框圖6ESSM331AI8×RTD的端子連接圖和框圖7/27/202352控制科學(xué)與工程學(xué)院SM331AI8×RTD的端子連接圖和框圖7/2測量(正)SM331AI2×12位的端子連接圖和框圖測量(負(fù))接地-模擬測量電路的參考電壓+24VDC電源端子恒定電流（正）恒定電流(負(fù))補(bǔ)償端子（正）補(bǔ)償端子(負(fù))7/27/202353控制科學(xué)與工程學(xué)院測量(正)SM331AI2×12位的端子連接圖和（8）SM331輸入模板的接線

模擬信號電纜——為了減少干擾使用雙絞屏蔽電纜，模擬信號電纜的屏蔽層應(yīng)該兩端接地。帶隔離的模擬量輸入模板——對于帶隔離的模擬量輸入模板在CPU的M端和測量的參考點(diǎn)MANA之間沒有電氣連接。不帶隔離的模擬量輸入模板——對于不帶隔離的模擬量輸入模板在CPU的M端和測量的參考點(diǎn)MANA之間，必須建立電氣連接。帶隔離的傳感器——帶隔離的傳感器不能與本地接地電線連接。7/27/202354控制科學(xué)與工程學(xué)院（8）SM331輸入模板的接線模擬信號電纜——為了減少干（1)連接隔離傳感器①隔離傳感器連接帶隔離的AI②隔離傳感器連接不帶隔離的AI對于帶隔離的傳感器在不同傳感器之間會(huì)引起電位差,這些電位差可能是由于干擾或傳感器的本地布置情況造成的.為了防止在具有強(qiáng)烈電磁干擾的環(huán)境中運(yùn)行時(shí)超過ECM的允許值,建議將M-與MANA連接7/27/202355控制科學(xué)與工程學(xué)院（1)連接隔離傳感器①隔離傳感器連接帶隔離的AI②隔離傳感器（2)連接非隔離傳感器①非隔離傳感器連接帶隔離的AI②非隔離傳感器連接不帶隔離的AI如果使用的是不帶隔離的傳感器。必須將MANA連接至本地接地。由于本地條件或干擾在本地分部的各個(gè)測量點(diǎn)之間會(huì)造成電位差ECM（靜態(tài)或動(dòng)態(tài)），如果電位差ECM超過允許值在測量點(diǎn)之間必須使用等電位連接導(dǎo)線。7/27/202356控制科學(xué)與工程學(xué)院（2)連接非隔離傳感器①非隔離傳感器連接帶隔離的AI②非隔離（3）連接電壓傳感器連接電壓傳感器至帶隔離的AI注意不帶隔離的雙線變送器和不帶隔離的阻性傳感器不能與不帶隔離的模擬輸入一起使用7/27/202357控制科學(xué)與工程學(xué)院（3）連接電壓傳感器連接電壓傳感器至帶隔離的AI注意7/2（4）連接2線變送器①連接2線變送器至帶隔離的AI②連接從L+供電的2線變送器至帶隔離的AI雙線變送器采用通過模擬量輸入模板的端子進(jìn)行短路保護(hù)供電，然后，該變送器將所測得的變量轉(zhuǎn)換為電流。雙線變送器必須是一個(gè)帶隔離的傳感器。7/27/202358控制科學(xué)與工程學(xué)院（4）連接2線變送器①連接2線變送器至帶隔離的AI②連接從L（5）連接4線變送器連接4線變送器至帶隔離的AI

四線變送器使用單獨(dú)的電源7/27/202359控制科學(xué)與工程學(xué)院（5）連接4線變送器連接4線變送器至帶隔離的AI四線變（6）連接熱敏電阻和普通電阻①熱敏電阻與隔離AI之間的2線連接②熱敏電阻與隔離AI之間的3線連接在連接時(shí)應(yīng)確保所連接電纜IC+和M+都直接連接到了熱敏電阻7/27/202360控制科學(xué)與工程學(xué)院（6）連接熱敏電阻和普通電阻①熱敏電阻與隔離AI之間的2線連在連接時(shí)應(yīng)確保所連接電纜IC+和M+以及電纜IC–和M-都直接連接到了熱敏電阻③熱敏電阻與隔離AI之間的4線連接（6）連接熱敏電阻和普通電阻（續(xù)）恒定電流

通過端IC+和IC－將恒定電流送到電阻型溫度計(jì)或電阻，通過M+和M－端子測得在電阻型溫度計(jì)或電阻上產(chǎn)生的電壓，4線回路可以獲得很高的測量精度。7/27/202361控制科學(xué)與工程學(xué)院在連接時(shí)應(yīng)確保所連接電纜IC+和M+以及電纜IC–和（6）連接熱敏電阻和普通電阻（續(xù)）④熱敏電阻與AI8×RTD之間的3線連接ADC邏輯背板總線M+M-IIL+MMANAC+C-AI8×RTD的三位端子,一般必須在M+和IC+之間插入一根跳線在連接時(shí)應(yīng)確保所連接電纜IC-和M-都直接連接到了熱敏電阻7/27/202362控制科學(xué)與工程學(xué)院（6）連接熱敏電阻和普通電阻（續(xù)）④熱敏電阻與AI8×RTD（6）連接熱敏電阻和普通電阻（續(xù)）⑤熱敏電阻與AI8×13位之間的2線連接⑥熱敏電阻與AI8×13位之間的3線連接⑦熱敏電阻與AI8×13位之間的4線連接ADC邏輯背板總線M+M-S-第4條線懸空7/27/202363控制科學(xué)與工程學(xué)院（6）連接熱敏電阻和普通電阻（續(xù)）⑤熱敏電阻與AI8×13位(7)連接熱電偶使用內(nèi)部補(bǔ)償?shù)臒犭娕歼B接帶隔離的AI通過補(bǔ)償盒將熱電偶連接到帶隔離的AI

SM331使用參考接點(diǎn)溫度為0℃的補(bǔ)償盒，補(bǔ)償盒必須有一個(gè)帶隔離的電源，電源應(yīng)有適當(dāng)?shù)臑V波措施。7/27/202364控制科學(xué)與工程學(xué)院(7)連接熱電偶使用內(nèi)部補(bǔ)償?shù)臒犭娕歼B接帶隔離的AI通過補(bǔ)償(7)連接熱電偶（續(xù)）通過參考結(jié)將熱電偶連接到AI8xTC7/27/202365控制科學(xué)與工程學(xué)院(7)連接熱電偶（續(xù)）通過參考結(jié)將熱電偶連接到AI8xTC7(7)連接熱電偶（續(xù)）使用熱敏電阻連接帶外部補(bǔ)償?shù)臒犭娕?/27/202366控制科學(xué)與工程學(xué)院(7)連接熱電偶（續(xù)）使用熱敏電阻連接帶外部補(bǔ)償?shù)臒犭娕?/2.SM332模擬量輸出模塊(AO)（1）模擬量輸出模塊的功能

S7-300的模擬量輸出模塊SM332用于將CPU送給它的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為成比例的電流信號或電壓信號，對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)或控制，(2)基本結(jié)構(gòu)：7/27/202367控制科學(xué)與工程學(xué)院2.SM332模擬量輸出模塊(AO)（1）模擬量輸出模塊的（3）模擬量輸出通道的轉(zhuǎn)換、循環(huán)和響應(yīng)時(shí)間循環(huán)時(shí)間是模擬量輸出模塊所有被激活的模擬量輸出通道的轉(zhuǎn)換時(shí)間的總和。為了減少模擬量輸出模塊的循環(huán)時(shí)間應(yīng)關(guān)閉沒有使用的模擬量通道。，模擬量輸出通道的轉(zhuǎn)換時(shí)間由內(nèi)部存儲(chǔ)器傳送數(shù)字輸出值的時(shí)間和數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換時(shí)間組成。SM332每個(gè)通道的最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為0.8～1.5ms

建立時(shí)間是指從轉(zhuǎn)換結(jié)束到模擬量輸出到達(dá)指定的值的時(shí)間，它與負(fù)載的性質(zhì)（阻性負(fù)載、容性負(fù)載或感性負(fù)載）有關(guān)。SM332的建立時(shí)間為0.1～0.5ms。

響應(yīng)時(shí)間是指內(nèi)部存儲(chǔ)器中得到數(shù)字量輸出值到模擬量輸出達(dá)到指定值的時(shí)間。7/27/202368控制科學(xué)與工程學(xué)院（3）模擬量輸出通道的轉(zhuǎn)換、循環(huán)和響應(yīng)時(shí)間循環(huán)時(shí)間是模擬量輸（4）模擬量輸出模塊的技術(shù)參數(shù)模擬量輸出模塊SM332目前有4種(分辨率從12位到15位)規(guī)格:8通道的12位模擬量輸出模塊(AO8×12bit)、4通道的12位模擬量輸出模塊(AO4×12bit)、2通道的12位模擬量輸出模塊(AO2×12bit)、4通道的16位模擬量輸出模塊(AO4×16bit)。SM332的每種模塊均有診斷中斷功能。模塊用紅色LED指示組故障，可以讀取診斷信息。額定負(fù)載電壓均為DC24V。模塊與背板總線有光電隔離，使用屏蔽電纜時(shí)最大距離為200m。有短路保護(hù)，短路電流最大25mA，最大開路電壓18V。模擬量輸出模板的主要技術(shù)特性見page32表2-107/27/202369控制科學(xué)與工程學(xué)院（4）模擬量輸出模塊的技術(shù)參數(shù)模擬量輸出模塊SM332目前SM332模擬量輸出模塊的技術(shù)參數(shù)6ES7332-5HB01-0AB05HD01-0AB05HF00-0AB07ND00-0AB0輸出點(diǎn)數(shù)2484輸出范圍010V/±10V/15V/420mA/020mA/±20mA轉(zhuǎn)換時(shí)間/通道0.8ms0.8ms0.8ms1.5ms建立時(shí)間：阻性負(fù)載容性負(fù)載感性負(fù)載0.2ms3.3ms0.5ms0.2ms3.3ms0.5ms0.2ms3.3ms0.5ms0.2ms3.3ms0.5ms分辨率

±10V/±20mA時(shí)為11位+符號位，其余為12位15位+符號位25C基本誤差電壓±0.4，電流±0.5均±0.017/27/202370控制科學(xué)與工程學(xué)院SM332模擬量輸出模塊的技術(shù)參數(shù)6ES7332-5HB0（8）SM332模板特點(diǎn)?4通道4輸出?每個(gè)輸出通道可以編程為?電壓輸出?電流輸出?精度12位?可編程診斷?可編程診斷中斷?可編程替代值輸出?隔離底板總線接口和負(fù)載電壓模擬量輸出模板SM332AO4×12位(6ES7332-5HD01-0AB0)7/27/202371控制科學(xué)與工程學(xué)院（8）SM332模板特點(diǎn)模擬量輸出模板SM3