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S7-200模擬量模塊選型提示之EM231和224XP
S7-200可以連接的模擬量信號分為電壓、電流和溫度信號。電壓范圍為：0-10V或0-5V等，電流范圍為：0-20mA或4-20mA。可以使用的模擬量輸入模塊的型號為：EM231和EM235。您可以結(jié)合被測模擬量信號的范圍和模擬量模塊的特點來進行選型，常見的選型問題如下
Q1： EM231的8通道模塊(訂貨號：6ES7 231-0HF22-0XA0)是否可同時接入8路電流信號？
A1：不可以。對于8通道的EM231而言，其前6個通道只能接入電壓信號，不能接入電流信號。此模塊只有后兩個通道才可以接入電流信號。并且當后兩個通道使用電流信號時，前6個通道的電壓測量范圍必須是0-5V，而不能使用0-10V的信號。
所以，當您需要接入8路電流信號時，只能使用兩個EM231的4通道的模塊（訂貨號：6ES7 231-0HC22-0XA0）
Q2：S7-200 CPU 224XP集成模擬量輸入是否可以連接電流信號？
A2：不推薦這樣連接。224XP集成的模擬量輸入可以連接-10V～+10V的電壓信號。對于電流信號而言是不能直接接入的。在某些情況下，有的客戶會使用電阻進行轉(zhuǎn)換，將電流變?yōu)殡妷哼M行監(jiān)控。但是，這種方案是不推薦的。主要是由于以下因素導致：
（1）如果使用普通電阻，在使用中由于其阻值會隨著溫度的變化而變化，故測量的精度無法保證。
（2）如果使用精密電阻，當電阻短路時也可能導致傳感器的輸出短路，如果沒有相應的保護，很容易導致設備損壞。
基于以上因素，不建議使用224XP集成的模擬量輸入點連接電流信號。而應該使用EM231（如訂貨號：6ES7 231-0HC22-0XA0）模塊。
Q3：CN的模擬量模塊和非CN的模擬量模塊能否混用？
A3：可以。實際使用中，二者在性能和操作上沒有任何差異。
Q4：S7-200測量0-20mA和4-20mA的電流信號時需要選擇不同的模塊嗎？設置上有差異嗎？
A4：不需要選擇不同的模塊。選擇同一種模塊，如EM231（訂貨號：6ES7 231-0HC22-0XA0）即可實現(xiàn)。對于S7-200模擬量模塊而言，量程設定是通過撥碼開關(guān)來實現(xiàn)的，對于4-20mA和0-20mA兩種量程，其撥碼設置是*一樣的。二者的區(qū)別是4-20mA對應的數(shù)字量范圍是6400-32000。而0-20mA對應的數(shù)字量范圍是0-32000。
1. S7-200與S7-200之間有哪些通信方式
S7-200與S7-200之間的通信方式靈活多樣，常用的通信方式有如下四種：
? 網(wǎng)絡讀寫（PPI）通信
? 以太網(wǎng)通信
? 電話網(wǎng)Modem通信
? MD720-3 無線通信
提示：除了以上方式，您也許會想到Modbus通信和自由口通信。這兩種方式可以用于S7-200之間的數(shù)據(jù)交換，但是不是我們推薦的常用通信方式。因為使用Modbus通信和自由口通信時您需要編寫大量的程序，并無法很好的保證通信的準確性和實時性，Modbus 通信和自由口通信是常用于S7-200CPU與第三方設備或儀表之間的數(shù)據(jù)交換方式。
1.1 網(wǎng)絡讀寫（PPI）通信
PPI 協(xié)議是S7-200的主從通信協(xié)議.利用此方式可以實現(xiàn)S7-200與S7-200間的數(shù)據(jù)交換。這種通信方式利用CPU集成通信口即可實現(xiàn)，配置簡單。通信中，主站設備將請求發(fā)送至從站設備，然后從站設備進行響應。具體如下圖所示：
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實現(xiàn)網(wǎng)絡讀寫（PPI）通信可以使用以下兩種方法：
*,使用Step 7 Micro/Win編程軟件中指令向?qū)е械腘ETR/NETW向?qū)В?/p>
?
具體方法和相關(guān)注意事項請參考《西門子 S7-200?LOGO!?SITOP 參考》（更新版）S7-200 PLC->通信->網(wǎng)絡讀寫（PPI）通信。
第二，使用NETR/NETW指令，需要客戶自己編寫程序?qū)崿F(xiàn)。
詳細的編程設置及例子程序請參考《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊》第6章S7-200指令集->通信指令->網(wǎng)絡讀寫指令。
提示： NETR/NETW向?qū)褂煤唵?，不用大量編程，只需按照向?qū)Р襟E設置參數(shù)，因此不易出錯。推薦采用向?qū)У姆椒▽崿F(xiàn)網(wǎng)絡讀寫（PPI）通信。
使用網(wǎng)絡讀寫（PPI）通信時需要注意以下幾點：
*，只有PPI主站需要配置或編程，從站不需要配置；
第二，主站既可以讀寫從站的數(shù)據(jù)，也可以讀寫另一個主站的數(shù)據(jù)；
第三，在一個PPI網(wǎng)絡中，與一個從站通信的主站的個數(shù)沒有限制，但是一個網(wǎng)絡中主站的個數(shù)不能超過32個；
第四，由于S7-200 CPU集成的通信口是非隔離的。因此在一個PPI通信網(wǎng)絡中，一個網(wǎng)段的距離不能超過50米。如果通訊距離超出50m，應在通信網(wǎng)絡中使用中繼器。如下所示:
提示：在上圖中，通常擴展一個中繼器可延長通信網(wǎng)絡50米，但如果擴展一對中繼器，并且它們之間沒有任何節(jié)點，中繼器之間的距離可達到1000米。
在網(wǎng)絡中使用中繼器的具體方法可參考《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊》第7章 網(wǎng)絡通信->網(wǎng)絡的建立->在網(wǎng)絡中使用中繼器
1.2 以太網(wǎng)通信
S7-200PLC可以通過智能擴展模塊CP243-1連接至工業(yè)以太網(wǎng)中。這樣，S7-200之間就可以通過以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交換，如下圖所示：
使用以太網(wǎng)通信需要注意以下幾點：
*，S7-200與S7-200之間采用以太網(wǎng)通信方式必須增加CP243-1以太網(wǎng)通信模塊，且一個S7-200CPU只能連接一個CP243-1擴展模塊；
第二，CP243-1不是即插即用模塊，需先通過Step 7 Micro/Win編程軟件對其組態(tài)；
第三，CP243-1可同時與多8個以太網(wǎng)S7控制器通信，即建立8個S7連接。
更多關(guān)于CP243-1模塊的使用問題可參考文檔《S7-200 以太網(wǎng)模塊系列 CP243-1》
以太網(wǎng)通信請參考《西門子 S7-200?LOGO!?SITOP 參考》V0.95版（更新版）S7-200 PLC->通信->以太網(wǎng)通信(CP243-1)
S7-200與S7-200之間的以太網(wǎng)通信編程可參考《CP243-1快速入門》《以太網(wǎng)模塊技術(shù)手冊》
1.3 電話網(wǎng)Modem通信
S7-200與S7-200之間的電話網(wǎng)Modem通信常用于異地通信，在S7-200與S7-200的本地通信中不常用。
如下圖所示：電話網(wǎng)Modem是通過S7-200 CPU的擴展模塊EM241調(diào)制解調(diào)器模塊來實現(xiàn)的。在公共電話網(wǎng)或小交換機的模擬音頻系統(tǒng)中，使用電話線連接EM241上標準的RJ11電話接口，對EM241 進行相應的配置編程即可實現(xiàn)S7-200 CPU之間的數(shù)據(jù)讀取或?qū)懭搿?/p>
電話網(wǎng)Modem通信（EM241）請參考《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊》第10章創(chuàng)建調(diào)制解調(diào)模塊程序
電話網(wǎng)Modem通信注意事項請參考《西門子 S7-200?LOGO!?SITOP 參考》V0.95版（更新版）S7-200 PLC->通信->電話網(wǎng)Modem通信（EM241）
EM241與EM241之間的通信編程請參考《EM241快速入門》
1.4 MD720-3 無線通信
MD720-3無線通信也常用于異地通信，在S7-200與S7-200之間的本地通信中不常用。如有需要通信的模塊在異地或現(xiàn)場不適宜布線等原因，可考慮采用此通信方式。
S7-200與S7-200之間通過MD720-3無線通信模塊可以實現(xiàn)以下兩個功能：
? 終端模式：短消息功能
? OPC模式： 數(shù)據(jù)交換功能。
*，如下圖所示：MD720-3 終端模式用于S7-200與S7-200之間互相收發(fā)短信。此通信方式不需要OPC中心站，只需要在需要通信的每個S7-200 CPU右側(cè)都擴展MD720-3無線通信模塊，配置天線﹑西門子PC/PPI串口電纜等硬件，并且在MD720-3模塊中插入SIM卡。
1.1 概述
無論在帶編碼器矢量控制（VC）和無編碼器矢量控制（SLVC）下，動態(tài)優(yōu)化都是保證控制精度和高動態(tài)響應的前提。只有在矢量控制模式（P1300≥20）下，才需要對電機進行動態(tài)優(yōu)化。動態(tài)優(yōu)化包括兩種模式：旋轉(zhuǎn)測量（包含飽和曲線測量、轉(zhuǎn)動慣量測量和速度控制器優(yōu)化）和速度控制器優(yōu)化（包含轉(zhuǎn)動慣量測量和速度控制器優(yōu)化）。
動態(tài)識別必須在以下條件下才能完成：
1. 接線正確，并且變頻器和電機沒有絕緣故障；
2. 電機的銘牌參數(shù)準確的輸入到變頻器中；
3. 電機在空載狀態(tài)下；
4. 電機可以自由旋轉(zhuǎn)；
5. 靜態(tài)識別已經(jīng)完成。
1.2 相關(guān)參數(shù)
當執(zhí)行過旋轉(zhuǎn)測量以后，不必再執(zhí)行速度控制器優(yōu)化。速度控制器優(yōu)化已經(jīng)包含在旋轉(zhuǎn)測量中。如果選擇P1300≥20，并且沒有完成靜態(tài)識別，變頻器會報出A07994，提示電機靜態(tài)識別未完成。
表 STYLEREF 1 s 1? SEQ 表 * ARABIC s 1 1動態(tài)優(yōu)化的參數(shù)設置
參數(shù)號 | 出廠值 | 描述 |
P1900 | 0 | 電機數(shù)據(jù)檢測及旋轉(zhuǎn)檢測 |
P1910 | 0 | 電機數(shù)據(jù)檢測 |
P1960 | 0 | 1（旋轉(zhuǎn)測量，無編碼器矢量控制下） |
3（速度控制器優(yōu)化，無編碼器矢量控制下） | ||
2（旋轉(zhuǎn)測量，帶編碼器矢量控制下） | ||
4（速度控制器優(yōu)化，帶編碼器矢量控制下） | ||
P1961 | 40% | 檢測飽和曲線時的轉(zhuǎn)速 |
P1965 | 40% | 檢測轉(zhuǎn)動慣量時的轉(zhuǎn)速 |
P1967 | 100% | 速度控制器優(yōu)化的動態(tài)系數(shù) |
注意：在動態(tài)優(yōu)化過程中，電機會頻繁的加速和減速，可以通過設置P1961和P1965限制優(yōu)化過程中電機的高轉(zhuǎn)速；
G120（cu2x0x-2x）變頻器執(zhí)行動態(tài)優(yōu)化過程中，表1-2中的這些參數(shù)會被自動測量和設置，以幫助變頻器提高控制精度和動態(tài)響應。其中，轉(zhuǎn)速控制器適配的說明和使用請參看《G120(CU2x0x-2)轉(zhuǎn)速控制器適配》文檔。
表 STYLEREF 1 s 1? SEQ 表 * ARABIC s 1 2動態(tài)優(yōu)化測量的參數(shù)
參數(shù)號 | 描述 | 參數(shù)號 | 描述 |
r331 | 實際的電機勵磁電流 | P1464 | 轉(zhuǎn)速控制器適配轉(zhuǎn)速下限 |
P341 | 電機轉(zhuǎn)動慣量 | P1465 | 轉(zhuǎn)速控制器適配轉(zhuǎn)速上限 |
P342 | 總轉(zhuǎn)動慣量與電機轉(zhuǎn)動慣量比 | P1470 | 無編碼器運行時轉(zhuǎn)速控制器的P增益 |
P360 | 電機勵磁電感 | P1472 | 無編碼器運行時轉(zhuǎn)速控制器的積分時間 |
P1460 | 轉(zhuǎn)速控制器P增益適配轉(zhuǎn)速下限 | P1496 | 加速度前饋定標 |
P1461 | 轉(zhuǎn)速控制器P增益適配轉(zhuǎn)速上限比例系數(shù) | r1968 | 轉(zhuǎn)速控制器優(yōu)化的動態(tài)系數(shù) |
P1462 | 轉(zhuǎn)速控制器積分時間適配轉(zhuǎn)速下限 | r1973 | 檢測出編碼器的脈沖數(shù) |
P1463 | 轉(zhuǎn)速控制器積分時間適配轉(zhuǎn)速上限比例系數(shù) |
|
|
1.3 動態(tài)優(yōu)化操作步驟
無編碼器矢量控制動態(tài)優(yōu)化操作步驟
當完成變頻器的快速調(diào)試以后，進行如下設置：
1、設置P1900=1，P1910=1，P1960=1；
2、此時屏幕上出現(xiàn)報警代碼A07991和A07980，提示靜態(tài)識別和動態(tài)優(yōu)化已經(jīng)激活；
3、啟動變頻器，靜態(tài)識別開始，電機發(fā)出蜂鳴聲；
4、靜態(tài)識別結(jié)束后，報警代碼A07991消失，蜂鳴聲消失，變頻器自動停機；
5、再一次啟動變頻器，動態(tài)優(yōu)化開始，電機開始旋轉(zhuǎn)；
6、動態(tài)優(yōu)化結(jié)束后，報警代碼A07980消失，變頻器自動停機；
7、將P0971=1，執(zhí)行Copy RAM to ROM.
帶編碼器矢量控制動態(tài)優(yōu)化操作步驟
當完成變頻器的快速調(diào)試以后，進行如下設置：
1、設置P1900=1，P1910=1，P1960=2；
2、此時屏幕上出現(xiàn)報警代碼A07991和A07980，提示靜態(tài)識別和動態(tài)優(yōu)化已經(jīng)激活；
3、啟動變頻器，靜態(tài)識別開始，電機發(fā)出蜂鳴聲；
4、靜態(tài)識別結(jié)束后，報警代碼A07991消失，蜂鳴聲消失，變頻器自動停機；
5、再一次啟動變頻器，動態(tài)優(yōu)化開始，電機開始旋轉(zhuǎn)；
6、動態(tài)優(yōu)化結(jié)束后，報警代碼A07980消失，變頻器自動停機；
7、將P0971=1，執(zhí)行Copy RAM to ROM.
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