S7-200 模拟量使用简介
S7-200系列产品可以采集标准的电压、电流模拟量信号和热电偶、热电阻温度传感器信号以及电阻信号。普通的电压和电流信号经过A/D转换成为0~32000 或者-32000~32000 之间的整数。温度传感器信号被直接转换为摄氏度（或华氏度）温度值的的10倍，省去了复杂的温度值换算。
S7-200系列可以提供的模拟量输出信号有-10V~ +10V之间的电压和0~20mA 的电流信号，能够满足巨大多数模拟量负载的需求。
S7-200系列的模拟量扩展模块选型灵活，用户可以根据实际需要选择使用CPU224XP集成的模拟量通道，或者使用4通道输入、8通道输入、2通道输出、4通道输出和输入输出混合模块。
1概览
S7-200的最大I/O能力取决于以下几个因素，这些因素之间互相影响、制约，必须综合考虑：
详情可参考《S7-200系统手册》、《S7-200产品目录》。
表. S7-200 最大 I/O （纯 I/O 模块时）
|
模块 |
5 V电源/mA |
DI |
DO |
AI |
AO |
||
|
不能扩展 |
|||||||
|
|
|
CPU |
340 |
8 |
6 |
|
|
|
CPU 222 |
Max. |
1 x EM 223 32 DI/32 DO |
- 320 |
40 |
40 |
|
|
|
1 x EM 223 32 DI/32 DO |
- 285 |
|
|
||||
|
总计 |
> 0 |
48 |
46 |
|
|
||
|
Max. |
CPU |
340 |
8 |
6 |
|
|
|
|
2 x EM 235 4 AI/1 AO |
- 60 |
|
|
8 |
2 |
||
|
总计 |
> 0 |
8 |
6 |
8 |
2 |
||
|
Max. |
CPU |
340 |
8 |
6 |
|
|
|
|
2 x EM 232 2AO |
- 40 |
|
|
0 |
4 |
||
|
总计 |
> 0 |
8 |
6 |
0 |
4 |
||
|
CPU 224 |
Max. |
CPU |
660 |
14 |
10 |
|
|
|
3 x EM 223 32 DI/32 DO |
- 615 |
96 |
96 |
|
|
||
|
1 x EM 223 4 DI/4 DO |
- 40 |
4 |
4 |
|
|
||
|
总计 |
> 0 |
114 |
110 |
|
|
||
|
Max. |
CPU |
660 |
14 |
10 |
|
|
|
|
2 x EM 223 32 DI/32 DO |
- 480 |
64 |
64 |
|
|
||
|
1 x EM 223 16 DI/16 DO |
- 150 |
16 |
16 |
|
|
||
|
总计 |
> 0 |
94 |
90 |
|
|
||
|
CPU 226 |
Max. |
CPU |
1000 |
24 |
16 |
|
|
|
3 x EM 223 32 DI/32 DO |
- 615 |
96 |
96 |
|
|
||
|
1 x EM 223 16 DI/16 DO |
- 150 |
16 |
16 |
|
|
||
|
总计 |
> 0 |
128 |
128 |
|
|
||
|
Max. |
CPU |
1000 |
24 |
16 |
|
|
|
|
3 x EM 223 32 DI/32 DO |
- 720 |
96 |
96 |
|
|
||
|
1 x EM 223 16 DI/16 DO |
- 160 |
16 |
16 |
|
|
||
|
总计 |
> 0 |
128 |
128 |
|
|
||
|
CPU 224 |
Max. |
CPU |
> 660 |
14 (24) |
10 (16) |
|
|
|
7 x EM 235 4 AI/1 AO |
- 210 |
|
|
281 |
72 |
||
|
总计 |
> 0 |
14 (24) |
10 (16) |
281 |
72 |
||
|
Max. |
CPU |
> 660 |
14 (24) |
10 (16) |
|
|
|
|
7 x EM 232 2 AO |
- 140 |
|
|
0 |
143 |
||
|
总计 |
> 0 |
14 (24) |
10 (16) |
0 |
143 |
||
1. CPU 224 XP 为 30
2. CPU 224 XP 为 8
3. CPU 224 XP 为 15
不同型号的CPU所带的扩展模块数目不同。
表. 扩展模块连接个数
|
CPU型号 |
模块连接个数 |
|
CPU221 |
- |
|
CPU222 |
2 |
|
CPU224/224 XP |
7 |
|
CPU226 |
7 |
表. S7-200 CN EM 订货号
|
型号 |
规格 |
|
|
EM 231 CN |
模拟量输入模块，4 输入 |
6ES7 231-0HC22-0XA8 |
|
模拟量输入模块，8 输入 |
6ES7 231-0HF22-0XA0 |
|
|
2 路输入热电阻 |
6ES7 231-7PB22-0XA8 |
|
|
4 路输入热电阻 |
6ES7 231-7PC22-0XA0 |
|
|
4 路输入热电偶 |
6ES7 231-7PD22-0XA8 |
|
|
8 路输入热电偶 |
6ES7 231-7PF22-0XA0 |
|
|
EM 232 CN |
模拟量输出模块，2 输出 |
6ES7 232-0HB22-0XA8 |
|
模拟量输出模块，4 输出 |
6ES7 232-0HD22-0XA0 |
|
|
EM 235 CN |
模拟量输入/输出模块， |
6ES7 235-0KD22-0XA8 |
每个S7-200 模块都自带一根带状I/O总线电缆，如果该电缆满足模块之间的安装宽度需求，可直接将该电缆插接在其它模块上的10针插槽内，如下图：
模拟量输入模块有两个参数容易混淆：
分辨率是A/D模拟量转换芯片的转换精度，即用多少位的数值来表示模拟量。S7-200模拟量模块的转换分辨率是12位，能够反映模拟量变化的最小单位是满量程的1/4096。
模拟量转换的精度除了取决于A/D转换的分辨率，还受到转换芯片的外围电路的影响。在实际应用中，输入的模拟量信号会有波动、噪声和干扰，内部模拟电路也会产生噪声、漂移，这些都会对转换的最后精度造成影响。这些因素造成的误差要大于A/D芯片的转换误差。
详细的数据请参考《S7-200系统手册》 附录A有关模拟量模块的部分。
2电压电流模拟量信号
用户可以使用CPU224XP本体集成的模拟量通道和扩展模块上的模拟量通道接入或者输出相应信号量程的模拟量信号。
新产品CPU 224 XP在CPU上集成了两个模拟量输入端口和一个模拟量输出端口。模拟量I/O有自己的一组端子，如果不用，端子可以移走。
表. CPU 224 XP本体模拟量I/O规格
|
|
电压信号 |
电流信号 |
|
模拟量输入x 2 |
±10 V |
－ |
|
模拟量输出x 1 |
0 - 10 V |
0 - 20 mA |
CPU 224 XP 的模拟量输入/输出通道的精度为 12位。具体参数请看《S7-200系统手册》的附录－CPU224 XP模拟量I/O参数表。 CPU 224 XP上的模拟量输入转换速度比模拟量扩展模块慢，要求高的场合请使用模拟量扩展模块。
CPU 224 XP本体集成的模拟量I/O接线图如下：
图. 接线图
图中：
a:此处表示A+和B+都可以接±10V信号
b:电流型负载接在I和M端子之间
c:电压型负载接在V和M端子之间
CPU 224 XP本体上有没有电流信号模拟量输入？
没有。
CPU 224 XP本体上的模拟量输入为何响应速度是250ms，不同于模拟量扩展模块的数据？
是这样的。CPU 224 XP本体上的模拟量I/O芯片与模拟量模块所用的不同，应用的转换原理不同，因此精度和速度不一样。
CPU 224 XP的本体模拟量I/O如何寻址？
CPU 224 XP本体上的模拟量输入通道的地址为AIW0和AIW2；模拟量输出通道的地址为AQW0。
CPU 224 XP后面挂的模拟量模块的地址如何分配？
S7-200的模拟量I/O地址总是以2个通道/模块的规律增加。所以CPU 224 XP后面的第一个模拟量输入通道的地址为AIW4；第一个输出通道的地址为AQW4，AQW2不能用。
CPU 224 XP上的模拟量输入是否需要在“系统块”中设置滤波？
由于CPU 224 XP本体上的模拟量转换芯片的原理与扩展模拟量模块不同，不需要选择滤波。
怎样使用 S7-224 XP 的模拟量输入通道接收电流信号？
S7-224 XP 的两路模拟量输入通道被出厂设置为电压信号(0－10V)输入。为了能够输入电流信号，必须在 A+ 与 M 端 (或 B+ 与 M 端) 之间并入一个500 欧姆的电阻。
与传感器以及电压源的两线制连接方式如图2 所示：
图2
与传感器以及电压源的 3 线制连接方式如图 3 所示：
图3
与传感器以及电压源的 4 线制连接方式如图 4 所示：
图4
与电压输出的变送器及电流源的 4 线制连接方式如图5所示：
图5
注意：在所有的连接方式中都必须确保外接电流源具有短路保护以防损坏。
以上所示的各种连接方式同样适用于LOGO！基本型 (LOGO! 24?和 LOGO! 12/24) 的模拟量输入。
因为没有充分隔离，外接电阻也可成为干扰源。
为了得到尽量精确的测量结果，推荐使用公差尽可能小的电阻。
应确保当在500欧电阻两端施加最大 28.8V 的电压时，输出功率为 1.66W。 市面上流通的电阻的功率大都是 0.25W到 0.5W。
应用模拟量模块时，需要根据输入信号的规格设置右下角的DIP开关（Configuration开关）。DIP开关只对输入信号有效，并且对所有的输入通道都是相同的。
EM231、EM235带模拟量输入通道的模块，还分别有电位器用于对输入信号进行校正。EM231和EM235上的Gain（增益）电位器用于调整输入信号和转换数值的放大关系；EM235上的Offset（偏置）用于对输入信号调零。如果没有精确的信号源，请不要调整。详细调整方法请参照《S7-200系统手册》。
Gain（增益）和Offset（偏置）电位器不能用于调整0 - 20mA和4 - 20mA输入转换！
S7-200模拟量模块没有0 - 20mA与4 - 20mA电流型输入的选择开关，0/4 - 20mA模拟量信号的DIP开关设置一样，但相应的变换必须用程序实现。
表. EM231 4AI DIP开关设置
| 单极性 | 满量程输入 | 分辨率 | ||
| SW1 | SW2 | SW3 | ||
| ON | OFF | ON | 0 - 10V | 2.5mV |
| ON | OFF | 0 - 5V | 1.25mV | |
| 0 - 20mA | 5μA | |||
| 双极性 | 满量程输入 | 分辨率 | ||
| SW1 | SW2 | SW3 | ||
| OFF | OFF | ON | ±5V | 2.5mV |
| ON | OFF | ±2.5V | 1.25mV | |
表. EM235DIP开关设置
| 单极性 | 满量程输入 | 分辨率 | |||||
| SW1 | SW2 | SW3 | SW4 | SW5 | SW6 | ||
| ON | OFF | OFF | ON | OFF | ON | 0 - 50 mV | 12.5μV |
| OFF | ON | OFF | ON | OFF | ON | 0 - 100 mV | 25μV |
| ON | OFF | OFF | OFF | ON | ON | 0 - 500 mV | 125μV |
| OFF | ON | OFF | OFF | ON | ON | 0 - 1 V | 250μV |
| ON | OFF | OFF | OFF | OFF | ON | 0 - 5 V | 1.25mV |
| 0 - 20 mA | 5μA | ||||||
| OFF | ON | OFF | OFF | OFF | ON | 0 - 10 V | 2.5mV |
| 双极性 | 满量程输入 | 分辨率 | |||||
| SW1 | SW2 | SW3 | SW4 | SW5 | SW6 | ||
| ON | OFF | OFF | ON | OFF | OFF | ±25 mV | 12.5μV |
| OFF | ON | OFF | ON | OFF | OFF | ±50 mV | 25μV |
| OFF | OFF | ON | ON | OFF | OFF | ±100 mV | 50μV |
| ON | OFF | OFF | OFF | ON | OFF | ±250 mV | 125μV |
| OFF | ON | OFF | OFF | ON | OFF | ±500 mV | 250μV |
| OFF | OFF | ON | OFF | ON | OFF | ±1 V | 500μV |
| ON | OFF | OFF | OFF | OFF | OFF | ±2.5 V | 1.25mV |
| OFF | ON | OFF | OFF | OFF | OFF | ±5 V | 2.5 mV |
| OFF | OFF | ON | OFF | OFF | OFF | ±10 V | 5 mV |
下列各图是各种传感器连接到S7-200 模拟量输入模块的示例：
图. 四线制－外供电－电流型信号接线
图 . 二线制－电流测量接线
上图中的L+和M属于为模拟量模块供电的 CPU 传感器电源。如果使用其他外接电源，只要用相应电源的输出端取代上图中的L+和M，而且要使其 M 和为模块供电的 M 连接起来，如图 三线制电流信号测量接线 。
图 . 三线制电流信号测量接线
为了防止模拟量模块因短路而损坏，可以在传感器回路中串入一个750 Ohm电阻。它将串接在内部250 Ohm电阻上并保证电流在 32 m A以下。
图 . 四线制电压信号测量
图 . 三线制电压信号测量
一个模拟量输入模块的不同通道，可以同时分别连接两线制信号、三线制信号和四线制信号。
SIMATIC S7-200 新的模拟量模块 8 输入模拟量 EM231最新发布。新模块的尺寸与现有模块 EM231 和 EM235 的尺寸完全相同，8 输入模拟量 EM231模块只占用一个扩展模块的位置，这就使系统可以使用更多的模拟量通道。
新的 8 输入模拟量 EM231模块与现有的4输入EM231模块不同，只有 6 和 7 通道支持电流输入。
表. 新 EM 231 8 模拟量输入规格表
| 产品 | EM231, 8 模拟量输入 |
| 订货号 | 6ES7 231-0HF22-0XA0 |
| 尺寸 (W, H, D) | 71.2mm, 80mm, 62mm |
| VDC 需求： | +5V DC (背板)：20mA +24V DC：60mA |
| 输入通道数： | 8 个 |
|
数据字格式: · 双极性 · 单极性 |
-32000 到 +32000 0 到 32000 |
|
精度： · 双极性 · 单极性 |
11位 加 1 个符号位 11 位 |
|
输入范围： · 0 至 5通道： · 6 至 7 通道： |
+10V, +5V, +/-5V, +/-2,5V +10V, +5V, +/-5V, +/-2,5V和 0-20mA |
按照下面的表格来配置拨码开关。其中使用开关 3， 4，5 来选择模拟量输入范围，使用开关 1，2 来选择电流输入模式（只有通道 6 和 7 可以用作电流输入）。并且当最后两个通道使用电流信号时，前6个通道的电压测量范围必须是0-5V，而不能使用0-10V的信号。所以，当您需要接入8路电流信号时，只能使用两个EM231的4通道的模块。
8输入的EM231模块只有第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：当开关1为“ON”时，通道6用做电流输入；开关2为“ON”时，通道7用做电流输入。反之，当1、2开关为“OFF”时，6、7通道用做电压输入。
表. 新 EM 231 8 模拟量输入配置开关表
| 单极性 | 满量程输入 | 分辨率 | ||||
| sw1 | sw2 | sw3 | sw4 | sw5 | ||
| OFF | OFF | ON | OFF | ON | 0至10V | 2.5mV |
| OFF | OFF | ON | ON | OFF | 0至5V | 1.25mV |
| x | x | ON | ON | OFF | X可选择第6、7通道：0到20mA | 5uA |
| 双极性 | 满量程输入 | 分辨率 | ||||
| sw1 | sw2 | sw3 | sw4 | sw5 | ||
| OFF | OFF | OFF | OFF | ON | ±5V | 2.5mV |
| OFF | OFF | OFF | ON | OFF | ±2.5V | 1.25mV |
图. 新 EM 231 8 模拟量输入接线图
表. 4 输出模拟量模块 EM232 规格表
| 产品 | EM232, 2 模拟量输出 | EM232, 4 模拟量输出 | EM235 4AI/1AQ |
|
定货号 |
6ES7 232-0HB22-0XA8 | 6ES7 232-0HD22-0XA0 | 6ES7 235-0KD22-0XA8 |
| 尺寸 (W, H, D) | 46mm, 80mm, 62mm | 71.2mm, 80mm, 62mm | |
| VDC 需求： |
+5V DC (背板)：20mA +24V DC：70mA |
+5V DC (背板)：20mA +24V DC：100mA | +5V DC (背板)：30mA +24V DC：60mA |
| 输出通道数： | 2个 | 4个 | 1个 |
|
数据字格式: |
-32000 到 +32000 0 到 32000 |
||
|
精度： |
11位 加 1 个符号位 11 位 |
||
| 信号范围： |
电压输出：-10V~10V 电流输出： 0-20mA |
||
| 误差： | +/- 0.5% (25°C), +/- 2% (55°C) | ||
图1. 4 输出模拟量模块 EM232 接线图
图2. 混合模拟量模块 EM235 接线图
补充说明：
EM231的最后三位DIP开关有什么作用？
正如 新 EM 231 8 模拟量输入配置开关表 所示，没有作用。
什么是单极性、双极性？
双极性就是信号在变化的过程中要经过“零”，单极性不过零。由于模拟量转换为数字量是有符号整数，所以双极性信号对应的数值会有负数。
在S7-200中，单极性模拟量输入/输出信号的数值范围是 0 - 32000；双极性模拟量信号的数值范围是 -32000－+32000。
同一个模块的不同通道是否可以分别接电流和电压型输入信号？
可以分别按照电流和电压型信号的要求接线。但是DIP开关设置对整个模块的所有通道有效，在这种情况下，电流、电压信号的规格必须能设置为相同的DIP开关状态。EM231 4输入和EM235模块的0 - 5V和0 - 20mA信号具有相同的DIP设置状态，可以接入同一个模拟量模块的不同通道。
EM235是否能用于热电阻测温？
EM235不是用于与热电阻连接测量温度的模块，勉强使用容易带来问题。
建议使用EM231 RTD模块。
为什么使用S7-200 模拟量输入模块时接收到一个变动很大的不稳定的值？
可能是如下原因：
可以用如下方法解决：
图1. 设置模拟量滤波
“Number of samples”指定了选中进行滤波的通道进行平均值计算的采样数。滤波得出的数值就是已采样的n个数值的平均值，而n就是“Number of samples”的值。
死区（Deadband）定义了允许偏离于平均值的最大值。
S7-200的模拟量输入/输出模块是否带信号隔离？
不带隔离。如果用户的系统中需要隔离，请另行购买信号隔离器件。
模拟量信号的传输距离有多远？
电压型的模拟量信号，由于输入端的内阻很高（S7-200的模拟量模块为10兆欧），极易引入干扰，所以讨论电压信号的传输距离没有什么意义。一般电压信号是用在控制设备柜内电位器设置，或者距离非常近、电磁环境好的场合。
电流型信号不容易受到传输线沿途的电磁干扰，因而在工业现场获得广泛的应用。
电流信号可以传输比电压信号远得多的距离。理论上，电流信号的传输距离受到以下几个因素的制约：
信号输出端的负载能力必须大于信号输入端的内阻与传输线电阻之和。当然实际情况不会完全符合理想的计算结果，传输距离过长会造成信号衰减，也会引入干扰。
S7-200模拟量模块的输入/输出阻抗指标是多少？
详情可见《S7-200系统手册》的附录A. （模拟量输入/输出规范） 。
模拟量输入阻抗：
模拟量输出阻抗：
模拟量模块的电源指示灯正常，为何信号输入灯不亮？
模拟量模块的外壳按照通用的形式设计和制造，实际上没有模拟量输入信号指示灯。凡是没有印刷标记的灯窗都是无用空置的。
为何模拟量值的最低三位有非零的数值变化？
模拟量的转换精度为12位，但模块将数模转换后的数值向高位移动了三位。如果将此通道设置为使用模拟量滤波，则当前的数值是若干次采样的平均值，最低三位是计算得出的数值；如果禁用模拟量滤波，则最低三位都是零。
S7-200测量0-20mA和4-20mA的电流信号时需要选择不同的模块吗？设置上有差异吗？
不需要选择不同的模块。选择同一种模块，如EM231（订货号：6ES7 231-0HC22-0XA0）即可实现。对于S7-200模拟量模块而言，量程设定是通过拨码开关来实现的，对于4-20mA和0-20mA两种量程，其拨码设置是完全一样的。二者的区别是4-20mA对应的数字量范围是6400-32000。而0-20mA对应的数字量范围是0-32000。
3热电阻传感器
|
RTD Type and Alpha¹ |
SW1 |
SW2 |
SW3 |
SW4 |
SW5 |
RTD Type and Alpha¹ |
SW1 |
SW2 |
SW3 |
SW4 |
SW5 |
|
100Ω Pt 0.003850 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
100Ω Pt 0.003902 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
200Ω Pt 0.003850 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
200Ω Pt 0.003902 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
500Ω Pt 0.003850 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
500Ω Pt 0.003902 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
1000Ω Pt 0.003850 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1000Ω Pt 0.003902 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
100Ω Pt 0.003920 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
SPARE |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
200Ω Pt 0.003920 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
100Ω Ni 0.00672 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
500Ω Pt 0.003920 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
120Ω Ni 0.00672 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
1000Ω Pt 0.003920 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1000Ω Ni 0.00672 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
100Ω Pt 0.00385055 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
100Ω Ni 0.006178 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
200Ω Pt 0.00385055 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
120Ω Ni 0.006178 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
500Ω Pt 0.00385055 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1000Ω Ni 0.006178 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
1000Ω Pt 0.00385055 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
10000Ω Pt 0.003850 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
100Ω Pt 0.003916 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
10Ω Cu 0.004270 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
200Ω Pt 0.003916 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
150Ω FS Resistance |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
500Ω Pt 0.003916 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
300Ω FS Resistance |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
1000Ω Pt 0.003916 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
600Ω FS Resistance |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
| 开关6(仅2通道模块) | 断线检测/超出范围 | 设置 | 描述 |
|---|---|---|---|
|
正向标定 （+3276.7度） |
0 | 指示断线或超出范围的正极 |
|
负向标定 (--3276.8度) |
1 | 指示断线或超出范围的负极 | |
| 开关7 | 温度单位 | 设置 | 描述 |
|
摄氏度（°C） | 0 |
RTD模块可报告摄氏温度或华氏温度，摄氏温 度与华氏温度的转换在内部进行。 |
| 华氏温度（°F） | 1 | ||
| 开关8 | 接线方式 | 设置 | 描述 |
|
3线 | 0 | RTD模块与传感器的接线有3种方式。精度最高的是4线连接。2线连接精度最低，推荐只用于可忽略接线误差的应用场合。 |
| 2线或4线 | 1 |
|
RTD Type and Alpha¹ |
SW1 |
SW2 |
SW3 |
SW4 |
SW5 |
SW6 |
RTD Type and Alpha¹ |
SW1 |
SW2 |
SW3 |
SW4 |
SW5 |
SW6 |
|
100Ω Pt 0.003850 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
100Ω Pt 0.003902 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
200Ω Pt 0.003850 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
200Ω Pt 0.003902 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
500Ω Pt 0.003850 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
500Ω Pt 0.003902 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
1000Ω Pt 0.003850 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1000Ω Pt 0.003902 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
100Ω Pt 0.003920 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
SPARE |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
200Ω Pt 0.003920 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
100Ω Ni 0.00672 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
500Ω Pt 0.003920 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
120Ω Ni 0.00672 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
1000Ω Pt 0.003920 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1000Ω Ni 0.00672 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
100Ω Pt 0.00385055 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
100Ω Ni 0.006178 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
200Ω Pt 0.00385055 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
120Ω Ni 0.006178 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
500Ω Pt 0.00385055 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1000Ω Ni 0.006178 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
1000Ω Pt 0.00385055 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
10000Ω Pt |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
100Ω Pt 0.003916 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
10Ω Cu 0.004270 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
200Ω Pt 0.003916 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
150Ω FS |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
500Ω Pt 0.003916 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
300Ω FS |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
1000Ω Pt 0.003916 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
600Ω FS |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
GOST 50Ω Pt |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
GOST Cu 50Ω |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
GOST 100Ω Pt |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
GOST Cu 100Ω |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
GOST 500Ω Pt |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
GOST Cu 500Ω |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
GOST 10Ω Pt |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
GOST Cu 10Ω |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
GOST 50Ω Pt |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
GOST Cu 50Ω |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
GOST 100Ω Pt |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
GOST Cu 100Ω |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
GOST 500Ω Pt |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
GOST Cu 500Ω |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
GOST 10Ω Pt |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
Spare |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
LG-Ni 1000Ω Pt |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
EM231 RTD 模块支持的信号类型有铂(Pt)，铜(Cu)，镍(Ni)或电阻，DIPs开关的详细信息请参考《S7-200系统手册》附录A有关模拟量模块的部分。
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，精度最高的是4线连接，精度最低的是2线连接。
231 RTD模块占用的模拟量通道，在系统块中设置模拟量通道滤波时，应禁止滤波功能。
热电阻模块上的SF红灯为何闪烁？
SF红灯闪烁有两个原因：模块内部软件检测出外接热电阻断线，或者输入超出范围。由于上述检测是两个输入通道共用的，所以当只有一个通道外接热电阻时，SF灯必然闪烁。解决方法是将一个100 Ohm的电阻，按照与已用通道相同的接线方式连接到空的通道；或者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。
什么是正向标定、负向标定？
正向标定值是3276.7度（华氏或摄氏），负向标定值是-3276.8度。如果检测到断线、输入超出范围时，相应通道的数值被自动设置为上述标定值。
热电阻的技术参数不是很清楚，如何在DIP开关上设置类型？
应该尽量弄清楚热电阻的参数。否则可以使用缺省设置。
4热电偶传感器
技术参数 如下表. EM231 TC 热电偶模块规格表所示
|
产品 |
EM231 TC, 4模拟量输入 |
EM231 TC, 8 模拟量输入 |
|
订货号 |
6ES7 231-7PD22-0XA8 |
6ES7 231-7PF22-0XA0 |
|
尺寸 (W, H, D) |
71.2mm, 80mm, 62mm |
|
|
VDC 需求： |
+5V DC (背板)：87mA |
|
|
输入通道数： |
4 个 |
8 个 |
|
输入范围： |
|
|
|
精度： |
0.1 °C 或 0.1°F |
|
|
误差： |
0.1% FS (电压测量 ) |
|
拨码开关设置与 EM231 TC, 4 模拟量输入模块相同
SIMATIC S7-200 新的模拟量模块 8 输入EM231 TC 热电偶模块最新发布。新模块的尺寸与现有模块 EM231TC 的尺寸完全相同，8 输入模拟量 EM231TC 模块只占用一个扩展模块的位置，这就使系统可以使用更多的模拟量通道。
新的模块不能用在S7-200 CPU 的 21x 系列上。
热电偶模块的DIP开关设置参考下表：
|
开关1，2，3 |
热电偶类型 |
设置 |
描述 |
|
|
|
J（缺省） |
0 0 0 |
开关1至3为模块上的所有通道选择热电偶类型 |
|
|
K |
0 0 1 |
|||
|
T |
0 1 0 |
|||
|
E |
0 1 1 |
|||
|
R |
1 0 0 |
|||
|
S |
1 0 1 |
|||
|
N |
1 1 0 |
|||
|
+/- 80mV |
1 1 1 |
|||
|
开关5 |
断线检测方向 |
设置 |
描述 |
|
|
正向标定 （+3276.7度） |
0 |
0指示断线为正 |
|
|
负向标定 |
1 |
|||
|
开关6 |
断线检测启用 |
设置 |
描述 |
|
|
|
启用 | 0 |
将25uA电流注入输入端子，可完成断线检测。 |
|
|
禁用 |
1 |
|||
|
开关7 |
温度范围 |
设置 |
描述 |
|
|
|
摄氏度（°C） | 0 |
EM 231热电偶模块能够报告摄氏温度和华氏温 |
|
|
华氏温度（°F） |
1 |
|||
|
开关8 |
冷端补偿 |
设置 |
描述 |
|
|
|
冷端补偿启用 | 0 |
使用热电偶必须进行冷端补偿，如果没有启用 |
|
|
冷端补偿禁用 |
1 |
表 . 组态热电偶模块DIP开关
热电偶模块接线如下图：
EM231 TC 模块占用的模拟量通道，在系统块中设置模拟量通道滤波时，应禁止滤波功能。
EM231 TC（热电偶）模块是否支持B型热电偶？
EM231 TC支持J、K、E、N、S、T和R型热电偶，不支持B型热电偶。
EM231 TC是否需要补偿导线？
EM231 TC可以设置为由模块实现冷端补偿，但仍然需要补偿导线进行热电偶的自由端补偿。
EM231 TC模块SF灯为何闪烁？
原因可能是：
5编程软件中的使用
模拟量输入/输出数据是有符号整数，占用一个字长（两个字节），所以地址必须从偶数字节开始。模拟量的转换精度为12位，但在PLC中表示为-32000－+32000之间的整数值（实际上数值可以是整个16位有符号整数的范围，但标准输入信号如10V/20mA被标定为对应32000，模拟量超过标准值一点也因此可以表示）。
在S7-200中，单极性模拟量输入/输出信号的数值范围是 0 - 32000；双极性模拟量信号的数值范围是 -32000－+32000。
格式：
每个模拟量输入模块，按模块的先后顺序和输入通道数目，以固定的递增顺序向后排地址。 例如： AIW0、AIW2、AIW4、AIW6、AIW8等。
对于EM231 RTD（热电阻）两通道输入模块，不再占用空的通道，后面的模拟量输入点是紧接着排地址的。
每个有模拟量输出的模块占两个输出通道。即使第一个模块只有一个输出AQW0，第二个模块的输出地址也应从AQW4开始寻址（AQW2被第一个模块占用），依此类推。
温度模拟量输入模块（EM231 TC、EM231 RTD）也按照上述规律寻址，但是所读取的数据是温度测量值的10倍（摄氏或华氏温度）。如520相当于52.0度。
注意： 每一模块的起始地址都可在STEP 7-Micro/WIN中的菜单“PLC > Information”里在线读到。
S7-200允许你为每一路模拟量输入选择软件滤波器。一般情况下选用S7-200的模拟量滤波功能就不必再另行编制用户的滤波程序。
如果对某个通道选用了模拟量滤波，CPU将在每一程序扫描周期前自动读取模拟量输入值，这个值就是滤波后的值，是所设置的采样数的平均值。模拟量的参数设置（采样数及死区值）对所有模拟量信号输入通道有效。
如果对某个通道不滤波，则CPU不会在程序扫描周期开始时读取平均滤波值，而只在用户程序访问此模拟量通道时，直接读取当时实际值。
模拟量滤波器使用步骤如下：
1. 在Micro/Win 中进入View>Component>System Block，并选择Analog Input Filters选项，进入模拟量滤波器。
2. 设置模拟量滤波器：
图1. 模拟量通道滤波设置
图2. 死区示意图
3. 点击OK并下载修改后的系统块到S7-200中。
注意：
因为A/D（模/数）、D/A（数/模）转换之间的对应关系，S7-200 CPU内部用数值表示外部的模拟量信号，两者之间有一定的数学关系。这个关系就是模拟量/数值量的换算关系。
例如，使用一个0 - 20mA的模拟量信号输入，在S7-200 CPU内部，0 - 20mA对应于数值范围0 - 32000；对于4 - 20mA的信号，对应的内部数值为6400 - 32000。
如果有两个传感器，量程都是0 - 16MPa，但是一个是0 - 20mA输出，另一个是4 - 20mA输出。它们在相同的压力下，变送的模拟量电流大小不同，在S7-200内部的数值表示也不同。显然两者之间存在比例换算关系。模拟量输出的情况也大致相同。
上面谈到的是0 - 20mA与4 - 20mA之间换算关系，但模拟量转换的目的显然不是在S7-200 CPU中得到一个0 - 32000之类的数值；对于编程和操作人员来说，得到具体的物理量数值（如压力值、流量值），或者对应物理量占量程的百分比数值要更方便，这是换算的最终目标。
如果使用编程软件Micro/WIN32中的PID Wizard(向导）生成PID功能子程序，就不必进行0 - 20mA与4 - 20mA信号之间的换算，只需进行简单的设置。
通用比例换算公式
模拟量的输入/输出都可以用下列的通用换算公式换算：
Ov = [(Osh - Osl)*(Iv - Isl)/(Ish - Isl)] + Osl
其中：
| Ov: | 换算结果 |
| Iv: | 换算对象 |
| Osh: | 换算结果的高限 |
| Osl: | 换算结果的低限 |
| Ish: | 换算对象的高限 |
| Ish: | 换算对象的低限 |
它们之间的关系可以图示如下：
图1. 模拟量比例换算关系
实用指令库
在STEP 7-Micro/WIN Programming Tips（Micro/WIN编程技巧中）的Tip38就是关于如何实现上述转换的例程。
为便于用户使用，现已将其导出成为“自定义指令库”，用户可以添加到自己的Micro/WIN编程软件中应用。
注意：此指令库/程序的作者和拥有者对于该软件的功能性和兼容性不负任何责任。使用该软件的风险完全由用户自行承担。由于它是免费的，所以不提供任何担保，错误纠正和热线支持，用户不必为此联系西门子技术支持与服务部门。
在这个指令库中，子程序Scale_I_to_R可用来进行模拟量输入到S7-200内部数据的转换；子程序Scale_R_I可用于内部数据到模拟量输出的转换。
编程举例
图2. 编程举例
电话：13916183699
邮箱：13916183699@139.com
网址：http://www.4006007062.com
地址：中国上海市青浦区北青公路7171号111-112室
