SM331模擬量輸入模塊

1、SM331模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊 模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊SM331（圖）（圖）模擬量輸入模塊SM331vSM331用于將現(xiàn)場(chǎng)各種模擬量傳感器輸出的用于將現(xiàn)場(chǎng)各種模擬量傳感器輸出的直流電壓或電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電壓或電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部處理用內(nèi)部處理用的數(shù)字信號(hào)。模擬量輸入模塊的輸入信號(hào)一的數(shù)字信號(hào)。模擬量輸入模塊的輸入信號(hào)一般是模擬量變送器輸出的標(biāo)準(zhǔn)直流電壓、電般是模擬量變送器輸出的標(biāo)準(zhǔn)直流電壓、電流信號(hào)。流信號(hào)。SM331也可以直接連接不帶附加放也可以直接連接不帶附加放大器的的溫度傳感器（熱電偶或熱電阻）。大器的的溫度傳感器（熱電偶或熱電阻）。模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊SM3

2、31 模擬量輸入模擬量輸入(簡(jiǎn)稱模入簡(jiǎn)稱模入(AI)模塊模塊SM331目前有三種規(guī)格型號(hào)，即目前有三種規(guī)格型號(hào)，即8AIl2位模塊、位模塊、2AIl2位模塊和位模塊和8AIl6位模塊。位模塊。SM331主要由主要由A/D轉(zhuǎn)換部件、模擬切換轉(zhuǎn)換部件、模擬切換開關(guān)、補(bǔ)償電路、恒流源、光電隔離部件、開關(guān)、補(bǔ)償電路、恒流源、光電隔離部件、邏輯電路等組成。邏輯電路等組成。A/D轉(zhuǎn)換采用積分方法，轉(zhuǎn)換采用積分方法，被測(cè)模擬量的精度是所設(shè)定的積分時(shí)間的被測(cè)模擬量的精度是所設(shè)定的積分時(shí)間的正函數(shù)。正函數(shù)。即積分時(shí)間越長(zhǎng)，被測(cè)值的精度即積分時(shí)間越長(zhǎng)，被測(cè)值的精度越高。越高。SM331可選四檔積分時(shí)間：可選四檔積

3、分時(shí)間：2.5 ms、16.7 ms、20 ms和和l00 ms，相對(duì)應(yīng)的以位，相對(duì)應(yīng)的以位表示的精度為表示的精度為8、12、12和和14。 模擬量輸入模塊測(cè)量范圍的設(shè)定模擬量輸入模塊測(cè)量范圍的設(shè)定 模擬量輸入模塊的輸入信號(hào)種類用安裝在模塊側(cè)面的量程卡模擬量輸入模塊的輸入信號(hào)種類用安裝在模塊側(cè)面的量程卡（量程模塊）來(lái)設(shè)置，量程卡安裝在模擬量輸入模塊的側(cè)面，（量程模塊）來(lái)設(shè)置，量程卡安裝在模擬量輸入模塊的側(cè)面，每?jī)蓚€(gè)通道為一組，共用一個(gè)量程卡，下圖中的模塊共用每?jī)蓚€(gè)通道為一組，共用一個(gè)量程卡，下圖中的模塊共用8個(gè)通個(gè)通道，因此有道，因此有4個(gè)量程卡。量程卡可以設(shè)定為個(gè)量程卡。量程卡可以設(shè)定為“A

4、”、“B”、“C”、“D”4個(gè)位置，其常見的含義為：個(gè)位置，其常見的含義為：“A”為熱電阻、熱電偶；為熱電阻、熱電偶；“B”為電壓；為電壓；“C”為四線制電流；為四線制電流；“D”為兩線制電流。為兩線制電流。 量程卡插入輸入模塊后，如果量程卡上的標(biāo)記量程卡插入輸入模塊后，如果量程卡上的標(biāo)記C與輸入模塊上與輸入模塊上的標(biāo)記相對(duì)，則量程卡被設(shè)置在的標(biāo)記相對(duì)，則量程卡被設(shè)置在C位置。模塊出廠時(shí)，量程卡位置。模塊出廠時(shí)，量程卡預(yù)設(shè)在預(yù)設(shè)在B位置。如果需要調(diào)整量程卡，步驟如下：位置。如果需要調(diào)整量程卡，步驟如下： 將量程卡從模擬量輸入模塊中卸下 將量程卡插入模擬量輸入模塊 模擬量模塊的用途生產(chǎn)過程生產(chǎn)過

5、程物理量標(biāo)準(zhǔn)的模擬信號(hào)傳感器變送器 壓力 溫度 流量 速度 pH 值 粘性 等 500mV 1V 5V 10V 20mA4.20mA等DACPQW .PQW .:PQW .模擬量輸出模塊模擬量輸出模塊MR模塊ADC結(jié)果存儲(chǔ)器PIW .PIW .:PIW .模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊CPU:L PIW 304T PQW 320:模擬執(zhí)行器 物理量. 模擬量模塊具有許多特性，可以通過參數(shù)賦值，來(lái)設(shè)定模塊的模擬量模塊具有許多特性，可以通過參數(shù)賦值，來(lái)設(shè)定模塊的特性。參數(shù)分為動(dòng)態(tài)參數(shù)和靜態(tài)參數(shù)兩種。通常使用特性。參數(shù)分為動(dòng)態(tài)參數(shù)和靜態(tài)參數(shù)兩種。通常使用STEP7對(duì)對(duì)模擬量模塊進(jìn)行靜態(tài)與動(dòng)態(tài)參數(shù)賦值，

6、此時(shí)模擬量模塊進(jìn)行靜態(tài)與動(dòng)態(tài)參數(shù)賦值，此時(shí)CPU必須處于必須處于“STOP”模式。當(dāng)設(shè)定完所有的參數(shù)后，應(yīng)將參數(shù)下載到模式。當(dāng)設(shè)定完所有的參數(shù)后，應(yīng)將參數(shù)下載到CPU。當(dāng)當(dāng)CPU從從“STOP”模式轉(zhuǎn)換為模式轉(zhuǎn)換為“RUN”模式時(shí)，模式時(shí)，CPU即可將參即可將參數(shù)傳送到每個(gè)模擬量模塊；如果沒有使用數(shù)傳送到每個(gè)模擬量模塊；如果沒有使用STEP7進(jìn)行參數(shù)賦值，進(jìn)行參數(shù)賦值，模塊將使用默認(rèn)設(shè)置。模塊將使用默認(rèn)設(shè)置。 通過系統(tǒng)功能通過系統(tǒng)功能SFC55，可以修改當(dāng)前用戶程序中的動(dòng)態(tài)參數(shù)，可以修改當(dāng)前用戶程序中的動(dòng)態(tài)參數(shù)，但必須注意，在但必須注意，在CPU進(jìn)行進(jìn)行RUNSTOP、STOPRUN轉(zhuǎn)換后，轉(zhuǎn)

7、換后，使用使用STEP7所設(shè)定的參數(shù)將再次恢復(fù)。所設(shè)定的參數(shù)將再次恢復(fù)。模擬量模塊參數(shù) SM331端子及英文縮寫含義vFAQ: Frequently Asked Questions 經(jīng)常問到的問題vM +: Measuring lead (positive) 信號(hào)線（正）vM: Measuring lead (negative) 信號(hào)線（負(fù)）vMANA: Reference potential of the analog measuring circuit 模擬量輸入回路的參考電勢(shì)vM: Ground terminal 接地端vL +: Terminal for 24 VDC supply v

8、oltage 24VDC電源接線端vUCM: Potential difference between inputs and reference potential of the MANA measuring circuit v信號(hào)輸入端與MANA間的電勢(shì)差vUISO: Potential difference between MANA and M terminal of CPU MANA與CPU的M端間的電勢(shì)差vI +: Measuring lead for current input 電流輸入測(cè)量端vU +: Measuring lead for voltage input 電壓輸入測(cè)量端

9、模擬量輸入模塊與傳感器的連接模擬量輸入模塊與傳感器的連接 為了減少電磁干擾，對(duì)于模擬信號(hào)應(yīng)使用屏蔽雙絞電纜，為了減少電磁干擾，對(duì)于模擬信號(hào)應(yīng)使用屏蔽雙絞電纜，并且模擬信號(hào)電纜的屏蔽層應(yīng)該兩端接地。如果電纜兩端存并且模擬信號(hào)電纜的屏蔽層應(yīng)該兩端接地。如果電纜兩端存在電位差，將會(huì)在屏蔽層中產(chǎn)生等電勢(shì)耦合電流，造成對(duì)模在電位差，將會(huì)在屏蔽層中產(chǎn)生等電勢(shì)耦合電流，造成對(duì)模擬信號(hào)的干擾。在這種情況下，應(yīng)該讓電纜的屏蔽層一端接擬信號(hào)的干擾。在這種情況下，應(yīng)該讓電纜的屏蔽層一端接地。地。 帶隔離的模擬量輸入模塊帶隔離的模擬量輸入模塊v 一般情況下，一般情況下，CPUCPU的接地端子與的接地端子與M M端子用

10、短接片端子用短接片連接。帶隔離的模擬量輸入模塊的測(cè)量電路參考連接。帶隔離的模擬量輸入模塊的測(cè)量電路參考點(diǎn)點(diǎn)MANAMANA與與CPUCPU模塊的模塊的M M端子之間沒有電氣連接，見端子之間沒有電氣連接，見圖圖. .。如果參考電壓。如果參考電壓UANAUANA和和CPUCPU的的M M端存在一個(gè)電位端存在一個(gè)電位差差UISOUISO，必須選用帶隔離的模擬量輸入模塊，通，必須選用帶隔離的模擬量輸入模塊，通過在過在MANAMANA端子和端子和CPUCPU的的M M端子之間使用一根等電位端子之間使用一根等電位連接導(dǎo)線，可以確保連接導(dǎo)線，可以確保UISOUISO不會(huì)超過允許值。不會(huì)超過允許值。連接帶隔離

11、的傳感器與帶隔離的模擬量輸入模塊 使用內(nèi)部補(bǔ)償?shù)臒犭娕寂c模擬量輸入模塊的連接 使用補(bǔ)償盒的熱電偶與模擬量輸入模塊的連接 模擬量模塊的診斷 模塊有故障出現(xiàn)時(shí)將會(huì)執(zhí)行下列操作模塊有故障出現(xiàn)時(shí)將會(huì)執(zhí)行下列操作: (1) 將診斷報(bào)文送入模擬量模塊的診斷區(qū)中，并傳送到將診斷報(bào)文送入模擬量模塊的診斷區(qū)中，并傳送到CPU。 (2) 模擬量模塊中的故障指示燈亮模擬量模塊中的故障指示燈亮 (3) 如果己經(jīng)用如果己經(jīng)用STEP7中允許產(chǎn)生中允許產(chǎn)生診斷中斷診斷中斷功能，將觸發(fā)一功能，將觸發(fā)一個(gè)診斷中斷，并調(diào)用個(gè)診斷中斷，并調(diào)用OB82。 用戶可以通過用戶程序中的用戶可以通過用戶程序中的SFC，讀出詳細(xì)的診斷報(bào)文。

12、在模塊診斷中，可以查看讀出詳細(xì)的診斷報(bào)文。在模塊診斷中，可以查看STEP7中的故中的故障原因障原因 (參見參見STEP7的在線幫助的在線幫助)。 當(dāng)當(dāng)CPU檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí)，不管參數(shù)如何設(shè)置，模擬量輸入模塊輸檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí)，不管參數(shù)如何設(shè)置，模擬量輸入模塊輸出模擬測(cè)量值出模擬測(cè)量值7FFFH，它表示上溢出、故障或通道被禁止使用，它表示上溢出、故障或通道被禁止使用。S7-300模擬量模塊的尋址IM256 to270336 to350352 to366368 to382304 to318320 to334272 to286288 to302 (發(fā)送) 槽口號(hào) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

13、384 to398400 to414432 to446448 to462464 to478480 to494496 to510416 to430機(jī)架機(jī)架 1R0電源模塊IM(接收) 電源模塊CPU512 to526528 to542544 to558560 to574576 to590592 to606608 to622624 to638機(jī)架機(jī)架 2IM(接收) 電源模塊機(jī)架機(jī)架 3640to654656to670672to686688 to702704 to718720 to734736 to750752 to766IM(接收) 電源模塊模擬量尋址模擬量尋址 在第一個(gè)信號(hào)模塊插槽位置的模擬量

14、輸入在第一個(gè)信號(hào)模塊插槽位置的模擬量輸入/ /輸出板的地址為輸出板的地址為256256, ,上圖給出了模塊插槽和模塊地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系。每個(gè)模擬量模塊自上圖給出了模塊插槽和模塊地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系。每個(gè)模擬量模塊自動(dòng)按動(dòng)按1616個(gè)字節(jié)的地址寄存器分配地址每個(gè)模擬量值占用個(gè)字節(jié)的地址寄存器分配地址每個(gè)模擬量值占用2 2個(gè)字節(jié)。個(gè)字節(jié)。模擬量模塊的輸入模擬量模塊的輸入/ /輸出通道從實(shí)際插槽的相同基地址開始編號(hào)。輸出通道從實(shí)際插槽的相同基地址開始編號(hào)。S7-300 S7-300 系統(tǒng)的實(shí)際系統(tǒng)的實(shí)際I/OI/O與與CPUCPU內(nèi)的外設(shè)存儲(chǔ)區(qū)（內(nèi)的外設(shè)存儲(chǔ)區(qū)（PIPI和和PQPQ）相對(duì)應(yīng)。）相對(duì)應(yīng)。模擬量輸

15、入的標(biāo)識(shí)是模擬量輸入的標(biāo)識(shí)是PIWPIW，模擬量輸出的標(biāo)識(shí)是，模擬量輸出的標(biāo)識(shí)是PQWPQW。因?yàn)槟M量的。因?yàn)槟M量的起始地址是起始地址是256256，所以在第一個(gè)機(jī)架的第一個(gè)，所以在第一個(gè)機(jī)架的第一個(gè) 模塊上，第一個(gè)通道模塊上，第一個(gè)通道的地址是的地址是PIW256PIW256。最后一個(gè)模擬量的地址是。最后一個(gè)模擬量的地址是766766。 模擬值的表示 模擬量輸入模擬量輸入/輸出模塊中模擬量對(duì)應(yīng)的數(shù)字稱為模擬值，模擬輸出模塊中模擬量對(duì)應(yīng)的數(shù)字稱為模擬值，模擬值用值用16位二進(jìn)制補(bǔ)碼定點(diǎn)數(shù)來(lái)表示，最高位（第位二進(jìn)制補(bǔ)碼定點(diǎn)數(shù)來(lái)表示，最高位（第15位）為符號(hào)位）為符號(hào)位，正數(shù)的符號(hào)位為位，正數(shù)

16、的符號(hào)位為0，負(fù)數(shù)的符號(hào)位為，負(fù)數(shù)的符號(hào)位為1。模擬量模塊的模擬。模擬量模塊的模擬值位數(shù)（即轉(zhuǎn)換精度）可以設(shè)置為值位數(shù)（即轉(zhuǎn)換精度）可以設(shè)置為915位（與模塊的型號(hào)有關(guān)，位（與模塊的型號(hào)有關(guān)，不包括符號(hào)位），如果模擬值的精度小于不包括符號(hào)位），如果模擬值的精度小于15位，則模擬值左移，位，則模擬值左移，使其最高位（符號(hào)位）在使其最高位（符號(hào)位）在16位字的最高位（第位字的最高位（第15位），模擬值位），模擬值左移后未使用的低位則填入左移后未使用的低位則填入“0”，這種處理方法稱為，這種處理方法稱為“左對(duì)左對(duì)齊齊”。 電壓測(cè)量范圍為電壓測(cè)量范圍為l0lV的模擬值表示如表所示的模擬值表示如表所示

17、模擬量的規(guī)格化 一個(gè)模擬量輸入信號(hào)在一個(gè)模擬量輸入信號(hào)在PLC內(nèi)部已經(jīng)轉(zhuǎn)化為內(nèi)部已經(jīng)轉(zhuǎn)化為一個(gè)數(shù)，而通常希望得到該模擬輸入對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)，而通常希望得到該模擬輸入對(duì)應(yīng)的具體的物理量數(shù)值（如壓力值、流量值的具體的物理量數(shù)值（如壓力值、流量值等）或?qū)?yīng)的物理量占量程的百分比數(shù)值等）或?qū)?yīng)的物理量占量程的百分比數(shù)值等，因此就需要對(duì)模擬量輸入的數(shù)值進(jìn)行等，因此就需要對(duì)模擬量輸入的數(shù)值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這稱為模擬量規(guī)格（轉(zhuǎn)換，這稱為模擬量規(guī)格（SCALING）。）。v不同的模擬量輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)值是有差不同的模擬量輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)值是有差異的，如下表所示為不同的電壓、電流、異的，如下表所示為不同的電壓、電流、電阻或

18、溫度輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)值關(guān)系。此電阻或溫度輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)值關(guān)系。此處僅選取部分典型信號(hào)作為示意，具體對(duì)處僅選取部分典型信號(hào)作為示意，具體對(duì)應(yīng)關(guān)系見附錄。應(yīng)關(guān)系見附錄。v 由表下表可以看出，額定范圍內(nèi)的模擬量由表下表可以看出，額定范圍內(nèi)的模擬量輸入信號(hào)雙極性對(duì)應(yīng)范圍為輸入信號(hào)雙極性對(duì)應(yīng)范圍為27648，如，如10V對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)27648并呈現(xiàn)線性關(guān)系，單極并呈現(xiàn)線性關(guān)系，單極性信號(hào)對(duì)應(yīng)數(shù)字范圍為性信號(hào)對(duì)應(yīng)數(shù)字范圍為0 27648；而對(duì)于；而對(duì)于Pt100測(cè)溫范圍測(cè)溫范圍-200850對(duì)應(yīng)的數(shù)值范對(duì)應(yīng)的數(shù)值范圍為。圍為。-20008500，即，即10倍關(guān)系。倍關(guān)系。v對(duì)于上面的各種模擬量輸入信號(hào)的對(duì)應(yīng)

19、關(guān)對(duì)于上面的各種模擬量輸入信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，需要編寫相應(yīng)的處理程序?qū)⑾?，需要編寫相?yīng)的處理程序?qū)LC 內(nèi)部?jī)?nèi)部的數(shù)值轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的實(shí)際工程量（如溫度、的數(shù)值轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的實(shí)際工程量（如溫度、壓力）的值，因?yàn)楣に囈笫腔诰唧w的壓力）的值，因?yàn)楣に囈笫腔诰唧w的工程量而定的，例如工程量而定的，例如“當(dāng)壓力大于當(dāng)壓力大于3.5MPa時(shí)打開排氣閥時(shí)打開排氣閥”，所以不進(jìn)行模擬量轉(zhuǎn)換，所以不進(jìn)行模擬量轉(zhuǎn)換，就無(wú)法知道當(dāng)前的就無(wú)法知道當(dāng)前的027648范圍的這個(gè)數(shù)范圍的這個(gè)數(shù)值到底對(duì)應(yīng)的壓力是多少，也就無(wú)從談起值到底對(duì)應(yīng)的壓力是多少，也就無(wú)從談起編程實(shí)現(xiàn)了。編程實(shí)現(xiàn)了。在不同測(cè)量范圍下模擬量的表達(dá)方式范圍

20、超上限超上界額定范圍超下界超下限測(cè)量范圍 10V電壓例如：= 11.75911.7589 :10.000410.00 7.50 :-7.5-10.00- 10.0004 :- 11.759= 22.81522.810 :20.000520.00016.000 : :4.0003.9995 :1.1852= 1000.11000.0 :850.1850.0 : : :-200.0- 200.1 :- 243.0=352.778352.767 :300.011300.000225.000 : :0.000不允許負(fù)值單位3276732511 :276492764820736 : :0- 32768-

21、 1 :- 4864模擬輸入量的規(guī)范化HI_LIM = 500.0LO_LIM = 0.0027648-27648雙向雙向(M 0.0 = 1)(傳感器也提供負(fù)電壓)B27648HI_LIM = 500.0LO_LIM = 0.00單向單向 (M 0.0 = 0)(傳感器只提供正電壓)AOUTININOUTx x+1x x+1 FC105 的參數(shù)參數(shù)參數(shù)類型類型數(shù)據(jù)類數(shù)據(jù)類型型存儲(chǔ)區(qū)存儲(chǔ)區(qū)描述描述EN輸入輸入BOOLI,Q,M,D,L使能輸入，高電平有效使能輸入，高電平有效ENO輸出輸出BOOLI,Q,M,D,L使能輸出，如正確執(zhí)行完畢，使能輸出，如正確執(zhí)行完畢，則為則為1IN輸入輸入INTI

22、,Q,M,D,L,P, Constant要定標(biāo)為工程量的輸入值即將要定標(biāo)為工程量的輸入值即將要被轉(zhuǎn)換的值要被轉(zhuǎn)換的值HI_LIM輸入輸入REALI,Q,M,D,L,P, Constant工程量上限工程量上限LO_LIM輸入輸入REALI,Q,M,D,L,P, Constant工程量下限工程量下限BIPOLAR輸入輸入BOOLI,Q,M,D,L1 1表示輸入為雙極性，表示輸入為雙極性，0表示輸表示輸入為單極性入為單極性O(shè)UT輸出輸出REALI,Q,M,D,L,P定標(biāo)轉(zhuǎn)換結(jié)果定標(biāo)轉(zhuǎn)換結(jié)果RET_VAL輸出輸出WORDI,Q,M,D,L,P返回值返回值W#16#0000代表指令執(zhí)代表指令執(zhí)行正確。如返回值不是行正確。如返回值不是W#16#