1、模拟量的处理模拟量的处理技能训练技能训练 搅拌器控制搅拌器控制 812模拟量的控制模拟量的控制生产过程生产过程物理量物理量标准的标准的模拟信号模拟信号传感器传感器变送器变送器 压力压力 温度温度 流量流量 速度速度 pH pH 值值 粘性粘性 等等 500 500mVmV 1V 1V 5V 5V 10V 10V 20mA 20mA4.20mA4.20mA等等DACPQW.PQW.:PQW.模拟量输出模板模拟量输出模板MRMR模块模块ADC结果结果存储器存储器PIW.PIW.PIW.PIW.:PIW.PIW.模拟量输入模板模拟量输入模板CPU:L PIW 304T PQW 320:模拟执行器 物
2、理量.在生产过程中都存在着大量在生产过程中都存在着大量物理量物理量(如:温度、压(如:温度、压力、流量、液位、速度、力、流量、液位、速度、pHpH值、粘度等),为了实现对值、粘度等),为了实现对这些物理量的控制,需先经测量传感器将物理量变换为这些物理量的控制,需先经测量传感器将物理量变换为电量电量(如:电压、电流、电阻、电荷等),再经测量变(如:电压、电流、电阻、电荷等),再经测量变送器将测量结果(电量)转换成送器将测量结果(电量)转换成标准的模拟量电信号标准的模拟量电信号(如:(如:500mV500mV、10V10V、20mA20mA、4 420mA20mA等),然后再等),然后再将标准的模
3、拟量电信号送入将标准的模拟量电信号送入模拟量输入模块(模拟量输入模块(AIAI)进行进行A/DA/D转换,变换成转换,变换成CPUCPU所能接受的所能接受的二进制电平信号二进制电平信号并送入并送入CPUCPU进行存储和数据处理。进行存储和数据处理。经经PLCPLC运算程序加工处理后二进制电平信号需送入运算程序加工处理后二进制电平信号需送入模模拟量输出模块(拟量输出模块(AOAO)进行进行D/AD/A转换,将转换,将二进制电平信号二进制电平信号变变换为换为模拟量电信号模拟量电信号,然后用模拟量电信号再驱动相应的,然后用模拟量电信号再驱动相应的执行器(如:加热器、电磁调节阀等),最终实现对物执行器
4、(如:加热器、电磁调节阀等),最终实现对物理量的调节与控制。理量的调节与控制。1.1.模拟量输入通道的量程调节模拟量输入通道的量程调节2.2.模拟量输入模块的接线模拟量输入模块的接线3.3.模拟量输出模块的接线模拟量输出模块的接线4.4.模拟量模块的系统默认地址模拟量模块的系统默认地址5.5.模拟量的表达方式及测量值的分辨率模拟量的表达方式及测量值的分辨率6.6.在不同测量范围下模拟量的表达方式在不同测量范围下模拟量的表达方式 7.7.模拟量的规范化读入模拟量的规范化读入 8.8.模拟量的规范化输出模拟量的规范化输出 1.1.模拟量输入通道的量程调节模拟量输入通道的量程调节 每个模拟量输入模块
5、(每个模拟量输入模块(AIAI)都有)都有2 28 8模拟量输入通模拟量输入通道道,在使用之前必须对所使用的模拟量输入模块进行相,在使用之前必须对所使用的模拟量输入模块进行相关设置:关设置:通过模拟量输入模块内部的通过模拟量输入模块内部的跳线跳线,同一个模拟量输入,同一个模拟量输入模块每个通道组间可以连接不同类型的传感器;模块每个通道组间可以连接不同类型的传感器;通过使用通过使用STEP7STEP7软件或软件或量程卡量程卡可以设置模拟量模块的测可以设置模拟量模块的测量方法和测量范围。量方法和测量范围。一般模拟量输入一般模拟量输入模块的每个通道组有模块的每个通道组有1 1个量程卡,每个量个量程卡
6、,每个量程卡可设置为程卡可设置为“A A”、“B B”、“C C”、“D D”4”4个位置,个位置,缺省缺省位置为位置为“B”B”,即电,即电压测量位置。压测量位置。1/5 “A”A”热电阻、热电偶测量,测量值通常为毫伏信热电阻、热电偶测量,测量值通常为毫伏信号,测量范围为号,测量范围为1000mV1000mV;“B”B”电压测量,测量范围为电压测量,测量范围为10V10V;“C”C”四线制变送器测量,传感器电源线与信号线四线制变送器测量,传感器电源线与信号线分开,测量范围为分开,测量范围为4 420mA20mA;“D”D”二线制变送器测量,传感器电源线与信号线二线制变送器测量,传感器电源线与
7、信号线共用,传感器的电源通过模拟量输入模块供给,测量共用,传感器的电源通过模拟量输入模块供给,测量范围为范围为4 420mA20mA。2/53/54/5对于一些模块,几个通道组合在一起构成一个通道组对于一些模块,几个通道组合在一起构成一个通道组共用一套共用一套A/DA/D转换电路,此时量程卡的设置是针对整个转换电路,此时量程卡的设置是针对整个通道组通道组的设置。的设置。在在STEP7STEP7中,对模拟量模块进行参数化设置时,所选中,对模拟量模块进行参数化设置时,所选测量传感器类型必须与模块上量程卡设定的类型相匹测量传感器类型必须与模块上量程卡设定的类型相匹配,否则,模块上的配,否则,模块上的
8、SFSF指示灯指示灯将指示模块故障。将指示模块故障。5/5 在使用模拟量输入模块时,根据测量方法的不在使用模拟量输入模块时,根据测量方法的不同,可以将同,可以将电压电压、电流电流或或电阻电阻等不同类型的传感器等不同类型的传感器连接到模拟量输入模块。为了减少电子干扰,对于连接到模拟量输入模块。为了减少电子干扰,对于模拟信号应使用模拟信号应使用屏蔽屏蔽双绞电缆。模拟信号电缆的屏双绞电缆。模拟信号电缆的屏蔽层应该两端接地。如果电缆两端存在电位差,将蔽层应该两端接地。如果电缆两端存在电位差,将会在屏蔽层中产生等电势耦合电流,造成对模拟信会在屏蔽层中产生等电势耦合电流,造成对模拟信号的干扰,在这种情况下
9、,应该让电缆的屏蔽层一号的干扰,在这种情况下,应该让电缆的屏蔽层一点接地。点接地。问题问题1:如何连接如何连接420mA传感器?传感器?示例:示例:将三个模拟量输入连接到将三个模拟量输入连接到PLCPLC工作站。其中工作站。其中一个模拟量输入具有一个模拟量输入具有 2 2 线制电流变送器,另外两个共线制电流变送器,另外两个共享一个享一个 4 4 线制电流变送器。线制电流变送器。分析:分析:需要故障诊断功能,并希望两个传感器可以需要故障诊断功能,并希望两个传感器可以触发硬件中断。触发硬件中断。可使用模拟量输入模块可使用模拟量输入模块 SM331,AI8x12BitSM331,AI8x12Bit(
10、订货(订货号:号:6ES7 331-7KF02-0AB06ES7 331-7KF02-0AB0)。该模块具有诊断和硬件)。该模块具有诊断和硬件中断功能,且最多可处理中断功能,且最多可处理 8 8 个模拟量输入(个模拟量输入(4 420mA20mA;PT 100PT 100;热电偶)。;热电偶)。SM331 AI8x12BitSM331 AI8x12Bit模拟模块的模拟模块的特性特性 4个通道组中个通道组中8个输入(每个组具有个输入(每个组具有2个个同类型的输入);同类型的输入);每个通道组的测量精度均可调整;每个通道组的测量精度均可调整;每个通道组的用户定义测量模式:电每个通道组的用户定义测量
11、模式:电压、电流、电阻、温度;压、电流、电阻、温度;可编程诊断中断;可编程诊断中断;带有限制报警的两个通道(仅通道带有限制报警的两个通道(仅通道 0 和通道和通道 2 可组态);可组态);与背板总线电隔离;与背板总线电隔离;与负载电压电隔离(至少将一个模块与负载电压电隔离(至少将一个模块设置到位置设置到位置 D)。)。问题问题1:如何连接如何连接420mA传感器?传感器?问题问题1:如何连接如何连接420mA传感器?传感器?4 420mA20mA的的2 2线制变送器线制变送器将连接到输入将连接到输入0 0上的通道组上的通道组1 1。因此,第因此,第1 1个量程卡应设置到个量程卡应设置到位置位置
12、D D。4 4线制变送器线制变送器将连接到输将连接到输入入2 2和和3 3上的通道组上的通道组2 2。因此,。因此,第第2 2个量程卡应设置到个量程卡应设置到位置位置C C。注意:注意:当使用当使用 2 2 线制变送器时,模块(至少一个量程线制变送器时,模块(至少一个量程卡被设置到位置卡被设置到位置 D D)中所有通道都将失去与负载电压)中所有通道都将失去与负载电压的电隔离。的电隔离。问题问题1:如何连接如何连接420mA传感器?传感器?这种类型变送器由这种类型变送器由模拟输入模块模拟输入模块供电。供电。2 2线制线制电流变送器的接线电流变送器的接线问题问题1:如何连接如何连接420mA传感器
13、?传感器?这种类型变送器直接由这种类型变送器直接由电源电源供电供电。4 4线制线制电流变送器的接线电流变送器的接线问题问题1:如何连接如何连接420mA传感器?传感器?模拟量输入模块的接线包括以下模拟量输入模块的接线包括以下任务任务:连接电源(连接电源()连接连接2 2线制电流变送器(线制电流变送器()不使用的通道用不使用的通道用电阻器电阻器端接端接连接连接4 4线制电流变送器(线制电流变送器()连接连接4 4线制电流变送器(线制电流变送器()接地并短路其它不使用的通道(接地并短路其它不使用的通道()为模拟量输入模块为模拟量输入模块接线接线问题问题1:如何连接如何连接420mA传感器?传感器?
14、为模拟量输入模块为模拟量输入模块接线接线端子端子1 1:L+L+模块的电源模块的电源端子端子2 2:M+M+2 2线制电流变送器线制电流变送器1 1端子端子3 3:M-M-2 2线制电流变送器线制电流变送器1 1端子端子4 4与与5 5:连接连接1.51.53.3 k3.3 k的电阻器的电阻器端子端子6 6:M+M+4 4线制电流变送器线制电流变送器2 2端子端子7 7:M-M-4 4线制电流变送器线制电流变送器2 2端子端子8 8:M+M+4 4线制电流变送器线制电流变送器3 3端子端子9 9:M-M-4 4线制电流变送器线制电流变送器3 3端子端子1010:Comp Comp 连接到连接到
15、M M端子端子1111:Mana Mana 连接到连接到M M端子端子12 12 与端子与端子1919短路并与短路并与ManaMana连接连接端子端子2020:M M问题问题1:如何连接如何连接420mA传感器?传感器?问题问题2:如何连接如何连接PT100电阻温度计?电阻温度计?示例:示例:连接一个压力传感器,已连接到电压测量变连接一个压力传感器,已连接到电压测量变送器送器 (5V)5V);三个电阻温度计,三个电阻温度计,PT100 PT100 型。型。分析:分析:这些传感器启动故障诊断和硬件中断。这些传感器启动故障诊断和硬件中断。可使用模拟量输入模块可使用模拟量输入模块 SM331,AI8
16、x12BitSM331,AI8x12Bit(订货(订货号:号:6ES7 331-7KF02-0AB06ES7 331-7KF02-0AB0)。该模块具有诊断和硬件)。该模块具有诊断和硬件中断功能,且最多可处理中断功能,且最多可处理 8 8 个模拟量输入(个模拟量输入(4 420mA20mA;PT 100PT 100;热电偶)。;热电偶)。问题问题2:如何连接如何连接PT100电阻温度计?电阻温度计?本实例任务,将带有本实例任务,将带有5V5V电压测量变送器的传感器连电压测量变送器的传感器连接到通道组接到通道组CH0CH0、1 1的输入的输入0 0上。上。要连接三个要连接三个PT100PT100
17、型电阻温度计,每个型电阻温度计,每个PT100PT100都需要一都需要一个完整的通道组个完整的通道组(CH2CH2、3/CH43/CH4、5/CH65/CH6、7 7)。因此通道组因此通道组CH0CH0、1 1 的第一个量程卡应设置到的第一个量程卡应设置到位置位置B B(缺省设置)。将其它量程卡设置到(缺省设置)。将其它量程卡设置到位置位置A A。问题问题2:如何连接如何连接PT100电阻温度计?电阻温度计?电压电压测量变送器的连接测量变送器的连接 如果要在如果要在EMCEMC干扰极强的地区使用干扰极强的地区使用SM331SM331模块,则应将模块,则应将M-M-与与ManaMana连接起来。
18、这样,输入和连接起来。这样,输入和ManaMana参考电位之间的电位差就不会参考电位之间的电位差就不会超出允许值。超出允许值。采用隔离连接采用隔离连接电压变电压变送器送器背板背板总线总线问题问题2:如何连接如何连接PT100电阻温度计?电阻温度计?可以有可以有3 3种方法连接电阻温度计:种方法连接电阻温度计:4 4线制线制连接连接3 3线制线制连接连接2 2线制线制连接连接 对于对于4 4线制连接和线制连接和3 3线制连接,模块通过端子线制连接,模块通过端子Ic+Ic+和和Ic-Ic-提供恒定电流,这样可以在测量电路的电压突降时提供恒定电流,这样可以在测量电路的电压突降时给予补偿。此时必须将恒
19、定电流电缆直接连接到电阻给予补偿。此时必须将恒定电流电缆直接连接到电阻温度计上。温度计上。说明说明:与:与2 2线制测量相比,使用线制测量相比,使用3 3线制或线制或4 4线制元件线制元件补偿补偿测量返回的结果更加精确。测量返回的结果更加精确。问题问题2:如何连接如何连接PT100电阻温度计?电阻温度计?电阻温度计的电阻温度计的4 4线制线制连接连接在在M+M+和和M-M-的连的连接处,可以测接处,可以测量电阻温度计量电阻温度计产生的电压。产生的电压。连接时,请观察连接时,请观察 Ic+/M+Ic+/M+和和 Ic-/M-Ic-/M-连接线路的极性,连接线路的极性,并确保这些线路是直接与电阻温
20、度计相连接。并确保这些线路是直接与电阻温度计相连接。ADC逻辑背板总线M+M-IIL+MMANAC+C-CIt热敏电阻光电隔离光电隔离6789120问题问题2:如何连接如何连接PT100电阻温度计?电阻温度计?电阻温度计的电阻温度计的4 4线制线制连接连接问题问题2:如何连接如何连接PT100电阻温度计?电阻温度计?电阻温度计的电阻温度计的3 3线制线制连接连接对于对于3 3线制连线制连接,通常必须接,通常必须在在M-M-和和Ic-Ic-之之间插入一个连间插入一个连接插头。接插头。连接时,确保连接线路连接时,确保连接线路Ic+Ic+和和M+M+直接连接到电阻温度计。直接连接到电阻温度计。ADC
21、逻辑背板总线M+M-IIL+MMANAC+C-CIt热敏电阻光电隔离光电隔离12012141513问题问题2:如何连接如何连接PT100电阻温度计?电阻温度计?电阻温度计的电阻温度计的2 2线制线制连接连接对于对于2 2线制连接,线制连接,必须在模块的必须在模块的前连接器上的前连接器上的端子端子M+M+和和Ic+Ic+之之间插入一个连间插入一个连接插头,在端接插头,在端子子M-M-和和Ic-Ic-之间之间插入另一个连插入另一个连接插头。接插头。12016171819问题问题2:如何连接如何连接PT100电阻温度计?电阻温度计?连接电源(连接电源()连接电压测量变送器(连接电压测量变送器()并联
22、通道组中不使用的通道并联通道组中不使用的通道使用使用4 4线制连接的第线制连接的第1 1个个PT100PT100的的使用使用3 3线制连接的第线制连接的第2 2个个PT100PT100的的使用使用3 3线制连接的第线制连接的第3 3个个PT100PT100的的接地(接地()为模拟量输入模块为模拟量输入模块接线接线问题问题2:如何连接如何连接PT100电阻温度计?电阻温度计?端子端子1 1:L+L+端子端子2 2:M+M+传感器传感器1 1端子端子3 3:M-M-传感器传感器1 1并连输入:将端子并连输入:将端子2 2连接到连接到4 4端子端子6 6:M+PT100 4M+PT100 4线制线制
23、端子端子7 7:M-PT100 4M-PT100 4线制线制端子端子8 8:Ic+PT100 4:Ic+PT100 4线制线制端子端子9 9:Ic-PT100 4Ic-PT100 4线制线制将端子将端子1010(Comp)(Comp)连接到连接到ManaMana将端子将端子1111(Mana)(Mana)连接到端子连接到端子3 3和和5 5为模拟量输入模块为模拟量输入模块接线接线问题问题2:如何连接如何连接PT100电阻温度计?电阻温度计?为模拟量输入模块为模拟量输入模块接线接线端子端子1212:M+PT100 3 M+PT100 3 线制线制端子端子1313:M-PT100 3M-PT100
24、 3线制线制端子端子1414:Ic+PT100 3Ic+PT100 3线制线制将端子将端子1515(Ic-)(Ic-)连接到连接到1313(M-)(M-)端子端子1616:M+PT100 2M+PT100 2线制线制端子端子1717:M PT100 2M PT100 2线制线制将端子将端子1818(Ic+)(Ic+)连接到连接到1616(M+)(M+)将端子将端子1919(Ic-)(Ic-)连接到连接到1717(M-)(M-)端子端子2020:G G将端子将端子3 3连接到连接到5 5问题问题2:如何连接如何连接PT100电阻温度计?电阻温度计?问题问题3:如何连接如何连接热电偶热电偶?示例:
25、示例:使用内部参比接点直接在模拟量输入模块使用内部参比接点直接在模拟量输入模块 上安装上安装J J型和型和K K型的热电偶;使用外部补偿盒的补偿点,型的热电偶;使用外部补偿盒的补偿点,安装两个通过中间端子连接的同为安装两个通过中间端子连接的同为J J型的热电偶。型的热电偶。分析:分析:这些传感器启动故障诊断和硬件中断。这些传感器启动故障诊断和硬件中断。可使用模拟量输入模块可使用模拟量输入模块 SM331,AI8x12BitSM331,AI8x12Bit(订货(订货号:号:6ES7 331-7KF02-0AB06ES7 331-7KF02-0AB0)。该模块具有诊断和硬件)。该模块具有诊断和硬件
26、中断功能,且最多可处理中断功能,且最多可处理 8 8 个模拟量输入(个模拟量输入(4 420mA20mA;PT 100PT 100;热电偶)。;热电偶)。问题问题3:如何连接如何连接热电偶热电偶?如果热电偶安装在距模拟量输入模块如果热电偶安装在距模拟量输入模块足足够近够近的位置上,导线可以直接连接到模块的位置上,导线可以直接连接到模块上;如果热电偶的连接位置距模拟量输入上;如果热电偶的连接位置距模拟量输入模块模块很远很远,补偿导线通过连接点更换为铜,补偿导线通过连接点更换为铜质导线。补偿盒必须紧邻连接点安装。质导线。补偿盒必须紧邻连接点安装。问题问题3:如何连接如何连接热电偶热电偶?实例中,在
27、测量模式实例中,在测量模式“热电偶热电偶”下使用通道组下使用通道组CH0CH0、1 1和和CH2CH2、3 3,所以应将相应的将量程卡设置到,所以应将相应的将量程卡设置到位置位置 A A。如果需要,也可以将通道组如果需要,也可以将通道组CH4CH4、5 5、6 6、7 7所对应的所对应的量程卡调整到需要的位置,默认位置为量程卡调整到需要的位置,默认位置为B B。使用使用内部补偿接点内部补偿接点的热电偶的连接的热电偶的连接问题问题3:如何连接如何连接热电偶热电偶?ADC逻辑背板总线M+M-M+M-L+M热电偶补偿导线COMP-/MANACOMP+K0K7(与热电偶材料相同)光电隔离光电隔离231
28、8191011201 补偿导线补偿导线的材料必须始终与的材料必须始终与热电偶的材料(合金)相同,热电偶的材料(合金)相同,在每个通道组上,只能安装在每个通道组上,只能安装相相同类型同类型的热电偶。的热电偶。按内补偿为模拟量输入模块按内补偿为模拟量输入模块接线接线问题问题3:如何连接如何连接热电偶热电偶?连接电源(连接电源()连接热电偶的补偿导线连接热电偶的补偿导线使参比接点短路使参比接点短路其它不使用的通道其它不使用的通道端子端子1 1:L+L+端子端子2 2:M+M+(第(第1 1个个J J型热电偶)型热电偶)端子端子3 3:M-M-(第(第1 1个个J J型热电偶)型热电偶)端子端子4 4
29、:M+M+(第(第2 2个个J J型热电偶)型热电偶)端子端子5 5:M-M-(第(第2 2个个J J型热电偶)型热电偶)端子端子6 6:M+M+(第(第1 1个个K K型热电偶)型热电偶)端子端子7 7:M-M-(第(第1 1个个K K型热电偶)型热电偶)端子端子8 8:M+M+(第(第2 2个个K K型热电偶)型热电偶)端子端子9 9:M-M-(第(第2 2个个K K型热电偶)型热电偶)端子端子1010(Comp+)(Comp+)与端子与端子1111(Comp-)(Comp-)端子端子1111(Mana)(Mana)与与12121919 短路并与短路并与2020(M)(M)。按内补偿为模拟
30、量输入模块按内补偿为模拟量输入模块接线接线问题问题3:如何连接如何连接热电偶热电偶?使用使用外部补偿接点外部补偿接点的热电偶的连接的热电偶的连接问题问题3:如何连接如何连接热电偶热电偶?如果使用如果使用外部补外部补偿偿,则可以通过补,则可以通过补偿盒获取热电偶的偿盒获取热电偶的参比接点的温度。参比接点的温度。补偿盒包含一个补偿盒包含一个桥接电路,该电路桥接电路,该电路可以针对某参考温可以针对某参考温度(补偿温度)进度(补偿温度)进行调节。行调节。热电偶补偿导线应紧邻补偿盒热电偶补偿导线应紧邻补偿盒连接。只有这样,才能保证热电连接。只有这样,才能保证热电偶连接点周围的温度与补偿盒周偶连接点周围的
31、温度与补偿盒周围的温度相同。围的温度相同。按外补偿为模拟量输入模块按外补偿为模拟量输入模块接线接线问题问题3:如何连接如何连接热电偶热电偶?连接电源(连接电源()连接热电偶的补偿导线连接热电偶的补偿导线使参比接点短路使参比接点短路其它不使用的通道其它不使用的通道按外补偿为模拟量输入模块按外补偿为模拟量输入模块接线接线问题问题3:如何连接如何连接热电偶热电偶?端子端子1 1:L+L+端子端子2 2:M+M+(第(第1 1个个J J型热电偶)型热电偶)端子端子3 3:M-M-(第(第1 1个个J J型热电偶)型热电偶)端子端子4 4:M+M+(第(第2 2个个J J型热电偶)型热电偶)端子端子5
32、5:M-M-(第(第2 2个个J J型热电偶)型热电偶)端子端子6 6:M+M+(第(第3 3个个J J型热电偶)型热电偶)端子端子7 7:M-M-(第(第3 3个个J J型热电偶)型热电偶)端子端子8 8:M+M+(第(第4 4个个J J型热电偶)型热电偶)端子端子9 9:M-M-(第(第4 4个个J J型热电偶)型热电偶)将端子将端子1010(Comp+)(Comp+)和端子和端子1111(Comp-)(Comp-)与与补偿盒相连,使端子补偿盒相连,使端子12121919短路并与短路并与端子端子2020(M)(M)相连相连按外补偿为模拟量输入模块按外补偿为模拟量输入模块接线接线问题问题3:
33、如何连接如何连接热电偶热电偶?模拟量输出模块可用于模拟量输出模块可用于驱动负载或执行器,其输出驱动负载或执行器,其输出有有电流电流和和电压电压2 2种形式。种形式。电压型电压型模拟量输出模块,模拟量输出模块,与负载的连接可以采用与负载的连接可以采用2 2线线制制或或4 4线制线制电路。电路。电流型电流型模拟量输出模块,模拟量输出模块,与负载的连接只能采用与负载的连接只能采用2 2线线制制电路。电路。问题问题1 1:如何实现如何实现电压型电压型隔离隔离模块的模块的4 4线制线制连接?连接?对于带隔离的对于带隔离的电压输出型模拟量电压输出型模拟量输出模块,采用输出模块,采用4 4线线制连接电路可实
34、现制连接电路可实现高精度输出,连接高精度输出,连接时需要在输出检测时需要在输出检测接线端子(接线端子(S-S-和和S+S+)之间连接负载,以之间连接负载,以便检测负载电压并便检测负载电压并进行修正。进行修正。DAC逻辑背板总线L+MUISO接地母线CPUML+M内部QS+S-MANARLV光电隔离光电隔离负载问题问题2 2:如何实现如何实现电压型电压型非隔离非隔离模块的模块的2 2线制线制连接?连接?对于不带隔对于不带隔离的电压输出型离的电压输出型模拟量输出模块,模拟量输出模块,若采用若采用2 2线制电路,线制电路,则只需将则只需将Q QV V和和M MANAANA端子与负载相连端子与负载相连
35、即可,但输出精即可,但输出精度一般。度一般。DAC逻辑背板总线L+M接地母线CPUML+M内部QMANARLV光电隔离负载问题问题3 3:如何实现如何实现电流型电流型隔离隔离模块的模块的2 2线制线制连接?连接?对于带隔离对于带隔离的电流型模拟量的电流型模拟量输出模块,必须输出模块,必须将负载连接到该将负载连接到该模块的模块的Q QI I和和M MANAANA端,端,而而M MANAANA端与端与CPUCPU的的M M端端不能相连不能相连。DAC逻辑背板总线L+MUISO接地母线CPUML+M内部QS-MANARLI负载光电隔离光电隔离问题问题4 4:如何实现如何实现电流型电流型非隔离非隔离模
36、块的模块的2 2线制线制连接?连接?对于不带隔对于不带隔离的电流型模拟离的电流型模拟量输出模块,必量输出模块,必须将负载连接到须将负载连接到该模块的该模块的Q QI I和和M MANAANA端,而端,而M MA N AA N A端与端与CPUCPU的的M M端端相连相连。DAC逻辑背板总线L+M接地母线CPUML+M内部QMANARLI光电隔离负载 机架 0 640 to 654 656 to 670 672 to 686 688 to 702 704 to 718 720 to 734 736 to 750 752 to 766 IM(接收)PS 机架 3 512 to 526 528 to
37、 542 544 to 558 560 to 574 576 to 590 592 to 606 608 to 622 624 to 638 IM(接收)PS 机架 2 384 to 398 400 to 414 416 to 430 432 to 446 448 to 462 464 to 478 480 to 494 496 to 510 IM(接收)PS 机架 1 256 to 270 272 to 286 288 to 302 304 to 318 320 to 334 336 to 350 352 to 366 368 to 382 IM(发送)PS 槽位 1 2 3 4 5 6 7
38、 8 9 10 11 CPU 20212223242526272829210211212213214VZ16进制.位值十进制0123456789101112131415位的序号单位位的分辨率+符号111*15*=0 或 18000000001128*8402010840000000000000000000002164132116181412*91011121314模拟量模块可测量的模拟量模块可测量的模拟量信号模拟量信号:对称的电压对称的电压,如:,如:80mV80mV、250mV250mV、500mV500mV、1V1V、2.5V2.5V、5V5V、10V10V,转换结果的额定范围,转换结果的
39、额定范围-3276832768+32768+32768。对称的电流对称的电流,如:,如:3.2mA3.2mA、10mA10mA、20mA20mA,转换,转换结果的额定范围结果的额定范围-32768-32768+32768+32768。不对称的电压不对称的电压,如:,如:0 02V2V、1 15V5V、0 010V10V,转换,转换结果的额定范围结果的额定范围0 0+32768+32768。不对称的电流不对称的电流,如:,如:0 020mA20mA、4 420mA20mA,转换结果的,转换结果的额定范围额定范围0 0+32768+32768。电阻电阻,如:,如:0 0150150、0 03003
40、00、0 0600600,转换结,转换结果的额定范围果的额定范围0 03276832768。温度温度,如:,如:Pt100Pt100,-200-200850850,转换结果的额定范围,转换结果的额定范围2000200085008500;Ni100Ni100,6060250250,转换结果的额定范围,转换结果的额定范围60060025002500;K K型热电偶型热电偶,-270-27013721372,转换结果的额定范围,转换结果的额定范围270027001372013720;N N型热电偶型热电偶,-270-27013001300,转换结果的额定范围,转换结果的额定范围27002700130
41、0013000;J J型热电偶型热电偶,-210-21012001200,转换结果的额定范围,转换结果的额定范围210021001200012000;E E型热电偶型热电偶,-270-27010001000,转换结果的额定范围,转换结果的额定范围270027001000010000。以电压(以电压(10V10V)、电流()、电流(4 420mA20mA)、电阻()、电阻(0 0300300)及)及Pt00Pt00(200200850850)为例,不同测量范围下模拟量的表达方式)为例,不同测量范围下模拟量的表达方式 如下。如下。电压(示例)电压(示例)电流(示例)电流(示例)电阻(示例)电阻(示
42、例)温度(示例)温度(示例)范围范围 测量范围测量范围 10V 转换值转换值 测量范围测量范围 420mA 转换值转换值 测量范围测量范围 0300 转换值转换值 测量范围测量范围-200850?转换值转换值 超上限超上限 11.759 32768 22.815 32768 352.778 32768 1000.1 32768 超上界超上界 11.7589 10.0004 32511 27649 22.810 20.0005 32511 27649 352.767 300.011 32511 27649 1000.0 850.1 10000 8501 额定范围额定范围 10.00 7.50 -
43、7.50-10.00 27648 20736 -20736-27648 20.000 16.000 4.000 27648 20736 0 300.000 225.000 0.000 27648 20736 0 850.0 -200.0 8500 -2000 超下界超下界-10.0004 -11.759-27649 -32512 3.9995 1.1852-1 -4864-1 -4864-200.1 -243.0-2001 -2430 超下限超下限 11.76-32768 1.1845-32768 不允许负值不允许负值-32768-243.1-32768 模拟量输入模块的输入信号都与实际的物理
44、量相对模拟量输入模块的输入信号都与实际的物理量相对应,如用一个液位传感器应,如用一个液位传感器-变送器来测量罐的液位,测量变送器来测量罐的液位,测量范围为范围为0 0500L500L,对应的输出电压为,对应的输出电压为0 010V10V。假设将该模。假设将该模拟量信号接入模拟量输入模块,对应于拟量信号接入模拟量输入模块,对应于0 010V10V的电压信的电压信号,其转换值为号,其转换值为0 02764827648,该数值应该进一步转换为实,该数值应该进一步转换为实际物理量值(如:际物理量值(如:0 0500L500L),这个过程称为),这个过程称为“规范化规范化”。在在STEP7STEP7的的
45、标准库标准库中有可用于模拟量规范化的功能中有可用于模拟量规范化的功能FC105FC105,使用,使用FC105FC105(符号名为(符号名为“SCALE”SCALE”)可以)可以将从模拟将从模拟量输入模块所接收的整型值转换为以工程单位表示的介量输入模块所接收的整型值转换为以工程单位表示的介于下限于下限(LO_LIMLO_LIM)和)和上限上限(HI_LIMHI_LIM)之间的实型值之间的实型值。示例说明,如果示例说明,如果I0.0I0.0为为“1”1”且且M0.0M0.0为为“0”0”,则可,则可将地址为将地址为288288的模拟量输入通道值(的模拟量输入通道值(0 02764827648)转
46、换为介)转换为介于于0.00.0和和500.0500.0之间的之间的实型值实型值,并写入,并写入MD104MD104。示例示例 ININ:欲转换为以工程单位表示的实型值的欲转换为以工程单位表示的实型值的输入值输入值(整数类型),可直(整数类型),可直接从模拟量输入模块接收数据;接从模拟量输入模块接收数据;LO_LIMLO_LIM:以工程单位表示的:以工程单位表示的下限值下限值,实数类型;,实数类型;HI_LIMHI_LIM:以工程单位表示的:以工程单位表示的上限值上限值,实数类型;,实数类型;OUTOUT:规范化后的值(规范化后的值(物理量物理量),实数类型;),实数类型;BIPOLARBIP
47、OLAR:“1”1”表示输入值为表示输入值为双极性双极性,“0”0”表示输入值为表示输入值为单极性单极性;HI_LIM=500.0LO_LIM=0.0027648-27648双向双向(M 0.0=1)(传感器也提供负电压传感器也提供负电压)BINOUTxx+127648HI_LIM=500.0LO_LIM=0.00单向单向(M 0.0=0)(传感器只提供正电压传感器只提供正电压)AOUTINxx+1 FC105FC105的功能可用下式表示:的功能可用下式表示:常数常数K1K1和和K2K2根据输入值是根据输入值是双极性双极性还是还是单极性单极性来设置。来设置。假定输入整型值介于假定输入整型值介于
48、-27648-27648与与2764827648之间,则之间,则K1=-K1=-27648.027648.0,K2=+27648.0K2=+27648.0;假定输入整型值介于;假定输入整型值介于0 0和和2764827648之间,则之间,则K1=0.0K1=0.0,K2=+27648.0K2=+27648.0。如果输入整型值如果输入整型值大于大于K2K2,输出(,输出(OUTOUT)将钳位于)将钳位于HI_LIMHI_LIM,并返回一个错误。如果输入整型值,并返回一个错误。如果输入整型值小于小于K1K1,输,输出将钳位于出将钳位于LO_LIMLO_LIM,并返回一个错误。,并返回一个错误。EN
49、OENO的信号状态将的信号状态将设置为设置为0 0,RET_VALRET_VAL等于等于W#16#0008W#16#0008。LO_LIMK1K2LO_LIM)K1)(HI_LIM(INOUT 在在STEP7STEP7的的标准库中标准库中有可用于模拟量输出有可用于模拟量输出规范化规范化的的功能功能FC106FC106(符号名为(符号名为“UNSCALE”UNSCALE”),其功能是),其功能是接收一接收一个以工程单位表示、且标定于下限(个以工程单位表示、且标定于下限(LO_LIMLO_LIM)和和上限上限(HI_LIMHI_LIM)之间的)之间的实型实型输入值,并将其转换为一个输入值,并将其转
50、换为一个整型整型值。值。示例说明,如果示例说明,如果I0.0I0.0为为“1”1”,则将用户程序所计算,则将用户程序所计算的模拟量在量程范围内的百分比(在的模拟量在量程范围内的百分比(在MD104MD104中),转换为中),转换为0-276480-27648之间以二进制表示的之间以二进制表示的1616位整数,并通过模拟量输位整数,并通过模拟量输出模块输出与其对应的实际物理量。出模块输出与其对应的实际物理量。示例示例 ININ:欲转换为整数值的欲转换为整数值的输入值输入值;LO_LIMLO_LIM:以工程单位表示的:以工程单位表示的下限值下限值,实数;,实数;HI_LIMHI_LIM:以工程单位