西門子s7-200SmartCPU

西門子s7-200SmartCPU

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      SIEMENS（上海）有限公司（西門子授權一級代理商）

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模擬量電流、電壓信號根據模擬量儀表或設備線纜個數分成四線制、三線制、兩線制三種類型，不同類型的信號其接線方式不同。

四線制信號指的是模擬量儀表或設備上信號線和電源線加起來有4根線。儀表或設備有單獨的供電電源，除了兩個電源線還有兩個信號線。四線制信號的接線方式如下圖2模擬量電壓/電流四線制接線所示。

圖2 模擬量電壓/電流四線制接線

三線制信號是指儀表或設備上信號線和電源線加起來有3根線，負信號線與供電電源M線為公共線。三線制信號的接線方式如下圖3 模擬量電壓/電流三線制接線所示。

圖3 模擬量電壓/電流三線制接線

兩線制信號指的是儀表或設備上信號線和電源線加起來只有兩個接線端子。由于S7-200 SMART CPU模擬量模塊通道沒有供電功能，儀表或設備需要外接24V直流電源。兩線制信號的接線方式如下圖4 模擬量電壓/電流兩線制接線所示。

圖4 模擬量電壓/電流兩線制接線

不使用的模擬量通道要將通道的兩個信號端短接，接線方式如下圖5 不使用的通道需要短接所示。

圖5 不使用的通道需要短接

2. RTD模塊接線

RTD熱電阻溫度傳感器有兩線、三線和四線之分，其中四線傳感器測溫值是準確的。S7-200 SMART EM RTD模塊支持兩線制、三線制和四線制的RTD傳感器信號，可以測量PT100、PT1000、Ni100、Ni1000、Cu100等常見的RTD溫度傳感器，具體型號請查閱《S7-200 SMART系統手冊》。
S7-200 SMART EM RTD模塊還可以檢測電阻信號，電阻也有兩線、三線和四線之分。
EM RTD模塊的接線方法如下圖6 傳感器RTD/電阻信號接線所示。

圖6 RTD傳感器/電阻信號接線

3. TC模塊接線

熱電偶測量溫度的基本原理是：兩種不同成份的材質導體組成閉合回路，當兩端存在溫度梯度時回路中就會有電流通過，此時兩端之間就存在電動勢。

S7-200 SMART EM TC模塊可以測量J、K、T、E、R&S和N型等熱電偶溫度傳感器，具體型號請查閱《S7-200 SMART系統手冊》。 TC模塊的接線說明參考圖7 TC信號接線。

圖7 TC信號接線

注意： 
每個模塊的接線圖請參考《S7-200 SMART 系統手冊》中“技術規范”章節。

模擬量常問問題

1. S7-200 SMART 普通模擬量模塊可以連接4-20mA的信號嗎？

可以，S7-200 SMART CPU模擬量模塊可以檢測0～20mA和4～20mA的標準電流信號；兩種電流信號的接線、在STEP 7-Micro/WIN SMART軟件中的參數設置都是一樣的。區別在于：0～20mA對應的通道值量程是0～27648，而4～20mA對應的通道值量程是5530～27648。

2. S7-200 SMART RTD模塊可以測量電阻值嗎？

可以，S7-200 SMART RTD模塊大可以測量3000Ω的電阻值。如下圖所示，在"類型"下拉菜單中選擇電阻類型；在"電阻" 下拉菜單中中選擇可測量電阻的大值，如圖 2.31選擇阻值量程范圍所示。

圖1.選擇阻值量程范圍

3. S7-200 SMART RTD和TC模塊如何得到實際溫度值？
把S7-200 SMART EM RTD和TC模塊的通道值除以10就是實際的溫度值。由于RTD和TC模塊的通道值是整數值，需要把整數值轉換成浮點數才能在計算后得到帶有小數位的溫度值。

4. 模擬量模塊分辨率和轉換精度的區別？
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。以下舉例說明10位分辨率和11位分辨率的區別。S7-200 SMART CPU模擬量0~20mA的通道值范圍為0~27648。如果分辨率為10位，則表示當外部電流信號的變化大于0.01953125mA時，模擬量A/D轉換芯片才認為外部信號有變化。如果分辨率為11位，則表示當外部電流信號的變化大于0.009765625mA時，模擬量A/D轉換芯片即認為外部信號有變化。

圖2.模擬量分辨

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。

表1.模擬量擴展模塊基礎技術參數

5. S7-200 SMART I/O擴展模塊DIAG指示燈以紅色閃爍的原因？

S7-200 SMART I/O擴展模塊的DIAG指示燈以紅色閃爍的原因有兩個，建議查看CPU的信息來確認具體報錯原因，查看CPU信息的方法請見硬件診斷或診斷方法舉例。

（1） 模塊缺少24V直流供電電源； I/O擴展模塊缺少24V直流供電電源時，所有通道指示燈也以紅色閃爍。建議核對模塊接線圖，尤其是模塊供電端含兩排端子的，確定供電接線是否正確，以EM DR32為例，正確的接線方式如下圖所示。

圖3. EM DR32接線圖

（2） 模擬量模塊上通道斷線或是輸入值超量程。 模擬量模塊上通道斷線或是輸入值超量程，除了會引起模塊的DIAG指示燈以紅色閃爍，斷線或是超量程的通道的指示燈也以紅色閃爍，以提示用戶存在故障通道。

以RTD或TC模塊為例，如果RTD或TC模塊選擇了斷線，如圖2.39啟動斷線報所示。則模塊會檢測每個通道的斷線情況。默認情況下，該選項是沒有被激活的。RTD或TC模塊對于沒有使用的通道的處理方法如下：

①RTD模塊：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。

②TC模塊：短接未使用的通道，或者并聯到旁邊的實際接線通道上。 圖2.39 啟動斷線報 如果不是通道斷線引起的報就是輸入值超量程了。默認情況下，RTD和TC模塊的通道輸入值超上下限報警是激活的。發生了該，用戶需要判斷引起通道值超量程的原因：是信號問題還是模塊硬件的問題。

圖4.模擬量斷線報

6. 為什么使用S7-200 SMART模擬量輸入模塊時接收到變動很大的不穩定的值？
可能的原因如下：

1.可能模擬量輸入模塊和現場傳感器分別使用了自供電或隔離的電源，而兩個電源沒有彼此連接，即模擬量輸入模塊的電源和現場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。

2.另一個原因可能是模擬量輸入模塊接線太長或絕緣不好受到電磁干擾。

可以用如下方法解決：

1.連系。）

背景是：

模擬量輸入模塊內部是非隔離的；

共模電壓必須小于12V且大于-12V；

對于60Hz干擾信號的共模抑制比為40dB；

圖5. 傳感器信號等電位連接

注意：模塊中未使用的通道直接短接本通道的+、-，已使用的通道將傳感器的負端與模塊上的公共M端短接 。

2.使用模擬量輸入濾波。

選擇需要濾波的通道；

選擇濾波強度；