西門(mén)子plc200電纜模塊西門(mén)子plc200電纜模塊

S7-200模擬量模塊系列

模擬信號(hào)是指在一定范圍內(nèi)連續(xù)的信號(hào)（如電壓、電流)，這個(gè)“一定范圍”可以理解為模擬量的有效量程。在使用S7-200模擬量時(shí)，需要注意信號(hào)量程范圍，撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置，模塊規(guī)范接線(xiàn)，指示燈狀態(tài)等信息。

本文中，我們按照S7-200模擬量模塊類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)介紹：

1.AI 模擬量輸入模塊?

2.AO模擬量輸出模塊?

3.AI/AO模擬量輸入輸出模塊

4.常見(jiàn)問(wèn)題分析

首先，請(qǐng)參見(jiàn)“S7-200模擬量全系列總覽表”，初步了解S7-200模擬量系列的基本信息，具體內(nèi)容請(qǐng)參見(jiàn)下文詳細(xì)說(shuō)明：

AI 模擬量輸入模塊

A. 普通模擬量輸入模塊：

如果，傳感器輸出的模擬量是電壓或電流信號(hào)（如±10V或0~20mA），可以選用普通的模擬量輸入模塊，通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置來(lái)選擇輸入信號(hào)量程。注意：按照規(guī)范接線(xiàn)，盡量依據(jù)模塊上的通道順序使用（A->D），且未接信號(hào)的通道應(yīng)短接。具體請(qǐng)參看《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)》的附錄A-模擬量模塊介紹。

4AI EM231模塊：

首先，模擬量輸入模塊可以通過(guò)設(shè)置撥碼開(kāi)關(guān)來(lái)選擇信號(hào)量程。開(kāi)關(guān)的設(shè)置應(yīng)用于整個(gè)模塊，一個(gè)模塊只能設(shè)置為一種測(cè)量范圍，且開(kāi)關(guān)設(shè)置只有在重新上電后才能生效。也就是說(shuō)，撥碼設(shè)置一經(jīng)確定后，這4個(gè)通道的量程也就確定了。如下表所示：

注：表中0~5V和0~20mA（4~20mA）的撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置是一樣的，也就是說(shuō)，當(dāng)撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置為這種時(shí)，輸入通道的信號(hào)量程，可以是0~5V，也可以是0~20mA。

8AI EM231模塊：

8AI的EM231模塊，第0->5通道只能用做電壓輸入，只有第6、7兩通道可以用做電流輸入，使用撥碼開(kāi)關(guān)1、2對(duì)其進(jìn)行設(shè)置：當(dāng)sw1=ON，通道6用做電流輸入；sw2=ON時(shí)，通道7用做電流輸入。反之，若選擇為OFF，對(duì)應(yīng)通道則為電壓輸入。

注：當(dāng)?shù)?、7道選擇為電流輸入時(shí)，第0->5通道只能輸入0-5V的電壓。

B. 測(cè)溫模擬量輸入模塊（熱電偶TC；熱電阻RTD）：

如果，傳感器是熱電阻或熱電偶，直接輸出信號(hào)接模擬量輸入，需要選擇特殊的測(cè)溫模塊。測(cè)溫模塊分為熱電阻模塊EM231RTD和熱電偶模塊EM231TC。注意：不同的信號(hào)應(yīng)該連接至相對(duì)應(yīng)的模塊，如：熱電阻信號(hào)應(yīng)該使用EM231RTD，而不能使用EM231TC。且同一模塊的輸入類(lèi)型應(yīng)該*，如：Pt1000和Pt100不能同時(shí)應(yīng)用在一個(gè)熱電阻模塊上。

熱電偶模塊TC： 

EM231 TC支持J、K、E、N、S、T和R型熱電偶，不支持B型熱電偶。通過(guò)撥碼設(shè)置，模塊可以實(shí)現(xiàn)冷端補(bǔ)償，但仍然需要補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)進(jìn)行熱電偶的自由端補(bǔ)償。另外，該模塊具有斷線(xiàn)檢測(cè)功能，未用通道應(yīng)當(dāng)短接，或者并聯(lián)到旁邊的實(shí)際接線(xiàn)通道上。?

熱電阻模塊RTD：

熱電阻的阻值能夠隨著溫度的變化而變化，且阻值與溫度具有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，這種關(guān)系是電阻變化率α。RTD模塊的撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置與α有關(guān)，如下圖所示，就算同是 Pt100，α值不同時(shí)撥碼開(kāi)關(guān)的設(shè)置也不同。在選擇熱電阻時(shí)，請(qǐng)盡量弄清楚α參數(shù)，按 照對(duì)應(yīng)的撥碼去設(shè)置。具體請(qǐng)參看《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)》的附錄A-熱電偶和熱電阻擴(kuò)展模塊介紹。

EM231 RTD模塊具有斷線(xiàn)檢測(cè)功能，未用通道不能懸空，接法方式如下：

（1）請(qǐng)將一個(gè)電阻按照與已用通道相同的接線(xiàn)方式連接到空的通道，注意：電阻的阻值必須和RTD的標(biāo)稱(chēng)值相同；

（2）將已經(jīng)接好的那一路熱電阻的所有引線(xiàn)，一一對(duì)應(yīng)連接到空的通道上。

因?yàn)闊犭娮璺?線(xiàn)制、3線(xiàn)制、4線(xiàn)制，所以RTD模塊與熱電阻的接線(xiàn)有3種方式，如圖所示。其中，精度的是4線(xiàn)連接，精度低的是2線(xiàn)連接。

提示：

（1）. 在STEP7 Micor/WIN軟件中（S7-200的編程軟件），對(duì)于模擬量輸入通道設(shè)有軟件濾波功能，如圖所示，具體請(qǐng)參見(jiàn)《S7-200 • LOGO• SITOP 參考》->系統(tǒng)塊-模擬量濾波。

但是，在系統(tǒng)塊中設(shè)置模擬量通道濾波時(shí)，RTD和TC模塊占用的模擬量通道，應(yīng)禁止濾波功能。

（2） EM231 TC和RTD模塊上，均有24V電源指示燈和SF故障指示燈。如圖所示：（a）若24V電源指示燈=OFF，則說(shuō)明該模塊沒(méi)有24V工作電源；（b）若SF紅燈閃爍，原因可能是：模塊內(nèi)部軟件檢測(cè)出外接斷線(xiàn)，或者輸入超出范圍。

注：具體請(qǐng)參見(jiàn)：《S7-200 • LOGO• SITOP 參考》->EM231 RTD/EM231 TC。

AO模擬量輸出模塊

S7-200的擴(kuò)展模塊里，分別有2路、4路的模擬量輸出模塊EM232。根據(jù)接線(xiàn)方式（M-V或M-I）選擇輸出信號(hào)類(lèi)型，電壓：±10V，電流：0~20mA（4~20mA）。

AI/AO模擬量輸入輸出模塊

(A) CPU模塊本體集成的2路AI和1路AO

S7-200只有CPU 224XP和CPU224XPsi，本體集成有模擬量通道。其中，2路AI是：電壓信號(hào)±10V，1路AO是：電壓信號(hào)0~10V；或者電流信號(hào)0~20mA(4~20mA)，輸出信號(hào)類(lèi)型可以通過(guò)硬件接線(xiàn)來(lái)選擇。

(B) EM235模擬量輸入輸出模塊

EM235模塊有4路AI和1路AO。通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置來(lái)選擇4路AI通道的輸入信號(hào)程，如下表所示，這個(gè)模塊可以測(cè)量毫伏級(jí)（mV）的信號(hào)；1路AO是：電壓信號(hào) ±10V；或電流信號(hào)0~20mA（4~20mA），可以根據(jù)硬件接線(xiàn)方式（M-V或M-I）選擇輸出信號(hào)類(lèi)型。

注：模塊上的電位計(jì)是用來(lái)調(diào)節(jié)輸入信號(hào)和轉(zhuǎn)換數(shù)值的放大關(guān)系，在模塊出廠(chǎng)時(shí)已經(jīng)設(shè)置好了，如無(wú)需要，請(qǐng)不要隨意更改。

常見(jiàn)問(wèn)題分析

A．模擬量輸入與數(shù)字量的對(duì)應(yīng)關(guān)系：

模擬量信號(hào)（0~10V，0~5V或0~20mA）在S7-200 CPU內(nèi)部用0~32000的數(shù)值表示（注：4~20mA對(duì)應(yīng)6400~32000），這兩者之間有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，如圖所示：

B．模擬量模塊的硬件接線(xiàn)介紹

（1）CPU 224 XP集成有2路電壓輸入，接線(xiàn)方法見(jiàn)a：分別為A+和M、B+和M，此時(shí)只能輸入±10V 電壓信號(hào)。

CPU 224XP還集成有1路模擬量輸出信號(hào)。電流輸出如圖b，將負(fù)載接在I和M端子之間；電壓輸出如圖c，將負(fù)載接在V和M端子之間。

（2）模擬量輸入的接線(xiàn)方式

以4AI EM231模塊為例，分別介紹電壓、電流型輸入信號(hào)的接線(xiàn)方式，如圖所示。注意：此接線(xiàn)圖是一個(gè)示意圖，表述的是不同的接線(xiàn)方式，并不是指該模塊只有A通道可以接入電壓，B通道必須懸空，C和D通道只能接入電流。

當(dāng)您的信號(hào)為電壓輸入時(shí)可以參考接線(xiàn)方法a，以此類(lèi)推。

方式a. 電壓輸入方式：信號(hào)正接A+；信號(hào)負(fù)接A-；

方式b. 未用通道接法（不要懸空）：未用通道需短接，如B+和B-短接；

方式c. 電流輸入方式（四線(xiàn)制）：信號(hào)正接C+，同時(shí)C+與RC短接；信號(hào)負(fù)接C-，同時(shí)C-和模塊的M端短接。

方式d. 電流輸入方式（兩線(xiàn)制）：信號(hào)線(xiàn)接D+，同時(shí)D+與RD短接；電源M端接D-，同時(shí)和模塊的M端短接。

注：具體請(qǐng)參見(jiàn)：《S7-200 • LOGO• SITOP 參考》->模擬量模塊接線(xiàn)。

（3）電流型信號(hào)輸入接線(xiàn)方式

電流型信號(hào)的接線(xiàn)方式，分為四線(xiàn)制、三線(xiàn)制、二線(xiàn)制接法。這里討論的“幾線(xiàn)制”，是以傳感器或儀表變送器是否需要外供電源來(lái)區(qū)別的，而并不是指EM231模塊需要幾根信號(hào)線(xiàn)，或該變送器的信號(hào)線(xiàn)輸出。

a. 四線(xiàn)制-電流型信號(hào)的接法：

四線(xiàn)制信號(hào)是指信號(hào)設(shè)備本身外接供電電源，同時(shí)有信號(hào)+、信號(hào)-兩根信號(hào)線(xiàn)輸出。供電電源可有220VAC或24VDC，接線(xiàn)如圖所示：

b. 三線(xiàn)制-電流型信號(hào)的接法：

三線(xiàn)制信號(hào)是指信號(hào)設(shè)備本身外接供電電源，只有一根信號(hào)線(xiàn)輸出，該信號(hào)線(xiàn)與電源線(xiàn)共用公共端，通常情況是共負(fù)端的。接線(xiàn)如圖所示：

注：若設(shè)備的24VDC供電電源與EM231模塊的供電電源不是同一個(gè)電源，那么，需要將模塊的M端與該通道的負(fù)端引腳短接（如，M和C-短接）。這是為了使模塊與測(cè)量通道工作在同一的參考電壓，也就是等電位。下面的二線(xiàn)制接法同理。

c. 二線(xiàn)制-電流型信號(hào)的接法：

二線(xiàn)制信號(hào)是指信號(hào)設(shè)備本身只有兩根外接線(xiàn)，設(shè)備的工作電源由信號(hào)線(xiàn)提供，即其中一根線(xiàn)接電源，另一根線(xiàn)是信號(hào)輸出。接線(xiàn)如圖所示：

• 診斷中繼器具有對(duì)線(xiàn)纜進(jìn)行診斷的功能，這樣就可以盡早的檢測(cè)和定位電纜上的故障點(diǎn)。
  為了能夠在網(wǎng)絡(luò)上定位故障點(diǎn)，診斷中繼器必須知道所連接的 PROFIBUS 子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。使用“預(yù)備電纜診斷”功能，診斷中繼器能夠確定出到所有的節(jié)點(diǎn)的距離。

  在 STEP 7 的硬件配置中或者網(wǎng)絡(luò)視圖中，通過(guò)菜單命令 "PLC > PROFIBUS > Prepare Line Diagnostics" 來(lái)觸發(fā)“預(yù)備電纜診斷”功能。

  也可以在 CPU 的用戶(hù)程序中，使用系統(tǒng)功能塊 SFC103 "DP_TOPOL" 來(lái)觸發(fā)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的識(shí)別。當(dāng)調(diào)用系統(tǒng)功能塊 SFC103 "DP_TOPOL" 時(shí)，DP 主站系統(tǒng)上的診斷中繼器被尋址。

  注意
  在一個(gè) DP 主站系統(tǒng)上只能同一時(shí)刻只能運(yùn)行一個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)識(shí)別。

  --在同一時(shí)刻，只能針對(duì)一個(gè)DP主站系統(tǒng)進(jìn)行拓?fù)錂z測(cè)。

  確定出拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是當(dāng)錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)能夠詳細(xì)的顯示故障位置的先決條件。當(dāng)每次設(shè)置或者更改 DP 主系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)時(shí)，都要通過(guò) SFC103 "DP_TOPOL" 運(yùn)行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的檢測(cè)。

  改變物理結(jié)構(gòu)包括以下幾方面：

• 改變了電纜長(zhǎng)度
• 增加或者移出了具有中繼器功能的節(jié)點(diǎn)
• 更改了節(jié)點(diǎn)的地址

• 西門(mén)子原裝DP接頭     西門(mén)子DP接頭 用于不同應(yīng)用區(qū)域的不同類(lèi)型（例如，地下電纜、拖曳電纜、危險(xiǎn)區(qū)域（Zone 1 和 Zone 2）） 雙層屏蔽，抗干擾性能好 阻燃總線(xiàn)連接電纜（不含鹵素）。 由于電纜上印有以米表示的長(zhǎng)度標(biāo)記，因此易于確定長(zhǎng)度 UL 認(rèn)證 由于特殊的總線(xiàn)電纜，有很廣的應(yīng)用范圍。 由于使用了雙層屏蔽電纜和集成式接地技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)具有抗干擾功能。 采用 FastConnect （快速連接） 電纜，連接器連接簡(jiǎn)單又快速，從而節(jié)省了時(shí)間。 產(chǎn)品中不含硅硐，因此特別適用于汽車(chē)工業(yè) （如上釉流水線(xiàn)）。 除了 FastConnect 系統(tǒng)之外還有適用于電氣 PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)的其它組件： ■ DP/DP 耦合器 ■ 中繼器 ■ 總線(xiàn)連接插頭 6AG1500-0EA02-2AA0 SIPLUS NET PB ConNECTOR FOR -25 ... +60 DGR C AND MED baseD ON 6GK1500-0EA02 ? 6AG1972-0BA12-2XA0 SIPLUS DP PB ConNECTOR W R - 90 DEGREES CABLE OUTLET -25 ... +70 DEGREES C WITH ConFORMAL COATING baseD ON 6ES7972-0BA12-0A0 ? 6AG1972-0BB12-2XA0 SIPLUS DP PB-ConNECTOR M R - M PG - 90 DGR CABLE OUTLET -25 ... +70 DEGREES C WITH ConFORMAL COATING baseD ON 6ES7972-0BB12-0A0 6ES7972-0BA12-0A0 SIMATIC DP，總線(xiàn)連接器，用于PROFIBUS，高達(dá)12 MBIT/S，90度出線(xiàn)電纜（W X H X D）：15，8 X 54 X 34 MM，端接電阻，帶隔離 ? 6ES7972-0BA30-0A0 BUSANSCHLUSS-SIMATIC DP，總線(xiàn)連接器，用于PROFIBUS，帶斜出線(xiàn)電纜，絕緣刺破連接裝置（W X H X D）15 X 58 X 34 MM，高達(dá)1.5 MBIT/S，無(wú) LAN端接電阻 6ES7972-0BA42-0A0 SIMATIC DP，總線(xiàn)連接器，用于 PROFIBUS UP，傳輸速率達(dá) 12 Mbit/s，帶彎式電纜引出口，15.8 X 54 X 39.5 mm（寬 x 高 x 深），端接電阻器，帶隔離功能，無(wú)編程器插口 6ES7972-0BA52-0A0 SIMATIC DP, 連接 PROFIBUS（高達(dá) 12Mbit/s）的總線(xiàn)連接器，90 度電纜出線(xiàn)，15.8 X 59 X 35.6 mm(W X H X D),IPCD TECHOLOGY 快速連接，無(wú) PG 插 ? 6ES7972-0BA60-0A0 SIMATIC DP，總線(xiàn)連接器，用于PROFIBUS，高達(dá)12 MBIT/S，35度出線(xiàn)電纜（WX H X D）：16 X 72.7 X 34 MM，IPCD 快速連接技術(shù)， 6ES7972-0BA70-0A0 SIMATIC DP, BUS ConNECTOR FOR PROFIBUS UP TO 12 MBIT/S 90 DEGREE ANGLE CABLE OUTLET, 15.8 X 72.2 X 36.4 MM (WXHXD), IPCD TECHOLOGY FAST CONNECT, WITHOUT PG SOCKET 6ES7972-0BB12-0A0 SIMATIC DP，總線(xiàn)連接器，用于PROFIBUS，高達(dá)12 MBIT/S，90度出線(xiàn)電纜（W X H X D）：15.8 X 54 X 34 MM，端接電阻，帶隔離 6GK1500-0FC10 PB FC RS 485 PLUG 180, PB-PLUG WITH FASTConNECT ConNECTOR AND AXIAL CABLE- OUTLET F. INDUSTRY PC, SIMATIC OP, OLM, TRANSMISSION RATE: 12 MBIT/S, TERMINATING RESISTOR WITH SERAR. FUNCTION, PLASTIC HOUSING 6GK1500-0EA02 SIMATIC NET，PB 總線(xiàn)連接器，帶有用于工業(yè) PC，SIMATIC OP，OLM 的軸線(xiàn)電纜引出端；傳輸速率 12Mbit/s;帶隔離功能的終端電阻 金屬外殼 6ES7972-0BB70-0A0 SIMATIC DP,BUS ConNECTOR FOR PROFIBUS UP TO 12 MBIT/S 90 DEGREE ANGLE CABLE OUTLET, 15,8 X 72,2 X 36,4 MM (WXHXD), IPCD TECHOLOGY FAST CONNECT, WITH PG SOCKET 6ES7972-0BB60-0A0 SIMATIC DP，總線(xiàn)連接器，用于PROFIBUS，高達(dá)12 MBIT/S，35度出線(xiàn)電纜（WX H X D）：16 X 72.7 X 34 MM，IPCD 快速連接技術(shù)， 西門(mén)子網(wǎng)絡(luò)連接器有編程口 6ES7972-0BB52-0A0 SIMATIC DP, 連接 PROFIBUS（高達(dá) 12Mbit/s）的總線(xiàn)連接器，90 度電纜出線(xiàn)，15.8 X 59 X 35.6 mm(W X H X D),IPCD TECHOLOGY 快速連接，帶 PG 插座 6ES7972-0BB42-0A0 SIMATIC DP, BUS ConNECTOR FOR PROFIBUS UP TO 12 MBIT/S WITH TILTED CABLE OUTLET, 15,8 X 54 X 39,5 MM (WXHXD), TERMINAT. RESIST. WITH ISOLAT. FUNCTION, WITH PG SOCKET 除了電信號(hào)網(wǎng)絡(luò) （RS485） 之外還有 用于 PROFIBUS PA 的電信號(hào)網(wǎng)絡(luò) 6XV1830-0EH10【技術(shù)指標(biāo)】 1、實(shí)心裸銅線(xiàn)導(dǎo)體，2芯并合成對(duì)，芯線(xiàn)紅綠二色。 2、鋁箔、裸金屬絲編織雙層屏蔽，PVC外護(hù)套，阻燃,外觀紫色。 3、符合VDE 0472標(biāo)準(zhǔn)；B類(lèi)試驗(yàn)（IEC332.1）。 4、帶米標(biāo)識(shí)，分100米、200米、300米包裝，500米、1000米木輪包裝。 5、工作參數(shù)：?jiǎn)尉€(xiàn)傳輸大規(guī)格：1000m，加中繼器可延長(zhǎng)至10000m 西門(mén)子PROFIBUS-DP總線(xiàn)電纜6XV1830-0EH10其它介紹： 1．借助于其雙屏蔽層，尤其適用于安裝在易受電磁干擾的工業(yè)環(huán)境中 2．通過(guò)總線(xiàn)終端的接地觸點(diǎn)的外包層，可實(shí)現(xiàn)接地的連續(xù)性 3．按米銷(xiāo)售 4．當(dāng)連接各站時(shí)，應(yīng)確保數(shù)據(jù)線(xiàn)不要擰絞，系統(tǒng)在高電磁發(fā)射環(huán)境（如汽車(chē)制造業(yè)）下運(yùn)行應(yīng)使用帶屛蔽的電纜，屏蔽可提高電磁兼容性（EMC）。 5．如用屏蔽編織線(xiàn)和屏蔽箔，應(yīng)在兩端與保護(hù)接地連接，并通過(guò)盡可能的大面積屏蔽接線(xiàn)來(lái)復(fù)蓋，以保持良好的傳導(dǎo)性。另外建議數(shù)據(jù)線(xiàn)必須與高壓線(xiàn)隔離。 6．超過(guò)500Kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率時(shí)應(yīng)避免使用短截線(xiàn)段，應(yīng)使用市場(chǎng)上現(xiàn)有的插頭可使數(shù)據(jù)輸入和輸出電纜直接與插頭連接，而且總線(xiàn)插頭可在任何時(shí)候接通或斷開(kāi)而并不中斷其它站的數(shù)據(jù)通信。