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西門子V90伺服電機(jī)
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電壓電流模擬量信號
用戶可以使用CPU224XP本體集成的模擬量通道和擴(kuò)展模塊上的模擬量通道接入或者輸出相應(yīng)信號量程的模擬量信號。
2.1 CPU 224 XP(si)的集成模擬量I/O
新產(chǎn)品CPU 224 XP在CPU上集成了兩個(gè)模擬量輸入端口和一個(gè)模擬量輸出端口。模擬量I/O有自己的一組端子，如果不用，端子可以移走。
技術(shù)規(guī)格
表. CPU 224 XP本體模擬量I/O規(guī)格
| 電壓信號 | 電流信號 |
模擬量輸入x 2 | ±10 V | － |
模擬量輸出x 1 | 0 - 10 V | 0 - 20 mA |
CPU 224 XP 的模擬量輸入/輸出通道的精度為 12位。具體參數(shù)請看《S7-200系統(tǒng)手冊》的附錄－CPU224 XP模擬量I/O參數(shù)表。 CPU 224 XP上的模擬量輸入轉(zhuǎn)換速度比模擬量擴(kuò)展模塊慢，要求高的場合請使用模擬量擴(kuò)展模塊。
CPU 224 XP 集成模擬量I/O接線
CPU 224 XP本體集成的模擬量I/O接線圖如下：
圖. 接線圖
圖中：
a:此處表示A+和B+都可以接±10V信號
b:電流型負(fù)載接在I和M端子之間
c:電壓型負(fù)載接在V和M端子之間
CPU 224 XP 模擬量相關(guān)常問問題
CPU 224 XP本體上有沒有電流信號模擬量輸入？
沒有。
CPU 224 XP本體上的模擬量輸入為何響應(yīng)速度是250ms，不同于模擬量擴(kuò)展模塊的數(shù)據(jù)？
是這樣的。CPU 224 XP本體上的模擬量I/O芯片與模擬量模塊所用的不同，應(yīng)用的轉(zhuǎn)換原理不同，因此精度和速度不一樣。
CPU 224 XP的本體模擬量I/O如何尋址？
CPU 224 XP本體上的模擬量輸入通道的地址為AIW0和AIW2；模擬量輸出通道的地址為AQW0。
CPU 224 XP后面掛的模擬量模塊的地址如何分配？
S7-200的模擬量I/O地址總是以2個(gè)通道/模塊的規(guī)律增加。所以CPU 224 XP后面的*個(gè)模擬量輸入通道的地址為AIW4；*個(gè)輸出通道的地址為AQW4，AQW2不能用。
CPU 224 XP上的模擬量輸入是否需要在“系統(tǒng)塊”中設(shè)置濾波？
由于CPU 224 XP本體上的模擬量轉(zhuǎn)換芯片的原理與擴(kuò)展模擬量模塊不同，不需要選擇濾波。
怎樣使用 S7-224 XP 的模擬量輸入通道接收電流信號？
S7-224 XP 的兩路模擬量輸入通道被出廠設(shè)置為電壓信號(0－10V)輸入。為了能夠輸入電流信號，必須在 A+ 與 M 端 (或 B+ 與 M 端) 之間并入一個(gè)500 歐姆的電阻。
與傳感器以及電壓源的兩線制連接方式如圖2 所示：
圖2
與傳感器以及電壓源的 3 線制連接方式如圖 3 所示：
圖3
與傳感器以及電壓源的 4 線制連接方式如圖 4 所示：
圖4
與電壓輸出的變送器及電流源的 4 線制連接方式如圖5所示：
圖5
注意：
在所有的連接方式中都必須確保外接電流源具有短路保護(hù)以防損壞。
以上所示的各種連接方式同樣適用于LOGO！基本型 (LOGO! 24?和 LOGO! 12/24) 的模擬量輸入。
因?yàn)闆]有充分隔離，外接電阻也可成為干擾源。
為了得到盡量精確的測量結(jié)果，推薦使用公差盡可能小的電阻。
應(yīng)確保當(dāng)在500歐電阻兩端施加大 28.8V 的電壓時(shí)，輸出功率為 1.66W。 市面上流通的電阻的功率大都是 0.25W到 0.5W。
2.3 EM231 4AI和EM235模塊的電壓電流輸入
模擬量模塊設(shè)置
應(yīng)用模擬量模塊時(shí)，需要根據(jù)輸入信號的規(guī)格設(shè)置右下角的DIP開關(guān)（Configuration開關(guān)）。DIP開關(guān)只對輸入信號有效，并且對所有的輸入通道都是相同的。
EM231、EM235帶模擬量輸入通道的模塊，還分別有電位器用于對輸入信號進(jìn)行校正。EM231和EM235上的Gain（增益）電位器用于調(diào)整輸入信號和轉(zhuǎn)換數(shù)值的放大關(guān)系；EM235上的Offset（偏置）用于對輸入信號調(diào)零。如果沒有精確的信號源，請不要調(diào)整。詳細(xì)調(diào)整方法請參照《S7-200系統(tǒng)手冊》。
注意：
Gain（增益）和Offset（偏置）電位器不能用于調(diào)整0 - 20mA和4 - 20mA輸入轉(zhuǎn)換！
S7-200模擬量模塊沒有0 - 20mA與4 - 20mA電流型輸入的選擇開關(guān)，0/4 - 20mA模擬量信號的DIP開關(guān)設(shè)置一樣，但相應(yīng)的變換必須用程序?qū)崿F(xiàn)。
DIP開關(guān)設(shè)置
表. EM231 4AI DIP開關(guān)設(shè)置
| 單極性 | 滿量程輸入 | 分辨率 | ||
| SW1 | SW2 | SW3 | ||
| ON | OFF | ON | 0 - 10V | 2.5mV |
| ON | OFF | 0 - 5V | 1.25mV | |
| 0 - 20mA | 5μA | |||
| 雙極性 | 滿量程輸入 | 分辨率 | ||
| SW1 | SW2 | SW3 | ||
| OFF | OFF | ON | ±5V | 2.5mV |
| ON | OFF | ±2.5V | 1.25mV | |
表. EM235DIP開關(guān)設(shè)置
| 單極性 | 滿量程輸入 | 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 |
| 雙極性 | 滿量程輸入 | 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 |
模擬量接線圖
下列各圖是各種傳感器連接到S7-200 模擬量輸入模塊的示例：
西門子V90伺服電機(jī)
圖. 四線制－外供電－電流型信號接線
圖 . 二線制－電流測量接線
上圖中的L+和M屬于為模擬量模塊供電的 CPU 傳感器電源。如果使用其他外接電源，只要用相應(yīng)電源的輸出端取代上圖中的L+和M，而且要使其 M 和為模塊供電的 M 連接起來，如圖 三線制電流信號測量接線 。
圖 . 三線制電流信號測量接線
1. CP243-1以太網(wǎng)向?qū)渲?/h3>
CP243-1模塊是S7-200系列產(chǎn)品中一一款以太網(wǎng)通信模塊，它既可以作為西門子以太網(wǎng)S7通信中的客戶端，也可作為服務(wù)器。那么，如果想通過以太網(wǎng)通信與PC機(jī)中的STEP 7-Micro/WIN軟件通信，實(shí)現(xiàn)編程的上載、下載或在線監(jiān)控，以太網(wǎng)向?qū)г撊绾闻渲媚兀肯旅鎸P243-1的以太網(wǎng)向?qū)渲米鲈敿?xì)描述。
首先，通過PC/PPI電纜使PC機(jī)與S7-200的通信成功，然后進(jìn)入工具中的以太網(wǎng)向?qū)渲媒缑妫鐖D1所示：
圖 1 以太網(wǎng)向?qū)渲?br />進(jìn)入到向?qū)渲媒缑嬷?，將?huì)看到如圖2所示的界面。點(diǎn)擊“讀取模塊”即可讀出CP243-1的模塊信息，然后雙擊模塊信息，將模塊位置添加成功。
圖2 模塊位置讀取
每個(gè)CP243-1模塊都需要配置一個(gè)IP地址，如圖3的界面所示。IP地址的設(shè)置需要在的對話框中進(jìn)行設(shè)置。
圖3 IP地址分配界面
點(diǎn)擊圖3中標(biāo)注的選項(xiàng)，進(jìn)入圖4界面。在該界面中的IP地址欄內(nèi)填入與PC機(jī)同一個(gè)網(wǎng)段的IP地址，然后點(diǎn)擊保存，并退出該界面。
圖4 IP地址設(shè)定
CP243-1模塊需要占用一個(gè)QB字節(jié)，該字節(jié)的地址不能任意填寫，需要進(jìn)行計(jì)算（如果通過自動(dòng)讀取模塊位置的方式則會(huì)自動(dòng)計(jì)算）。計(jì)算的規(guī)則就是從CPU本體的輸出字節(jié)開始計(jì)算，依次排列到CP243-1的模塊位置即可；也可以通過查看PLC菜單中的信息，找到CP243-1模塊輸出的起始地址。CP243-1模塊的連接資源數(shù)目為8個(gè)S7連接加一個(gè)PG資源。該P(yáng)G資源為S7-200的編程軟件，所以在圖5中可以不用建立連接數(shù)目。
圖5 設(shè)定QB字節(jié)地址及連接數(shù)目
圖6中會(huì)對以太網(wǎng)向?qū)渲梅峙銿存儲(chǔ)區(qū)地址 ，該V區(qū)地址在程序的其它地方不能被再次使用。
圖6 分配V存儲(chǔ)區(qū)地址
2. CP243-1模塊的編程與通信
當(dāng)配置完以太網(wǎng)向?qū)Ш螅谡{(diào)用子程序中會(huì)找到向?qū)傻淖映绦?，將其調(diào)用在主程序中，如圖7所示：
圖7 以太網(wǎng)初始化程序
全部編譯后若沒有錯(cuò)誤就可以下載到PLC中。下載成功后，需要斷電再上電使模塊配置生效，此時(shí)CP243-1模塊上面的指示燈狀態(tài)為LINK燈與RUN燈常亮，RX/TX燈閃爍。
在設(shè)置 PG/PC 接口中，選擇相應(yīng)的TCP/IP協(xié)議，再打開通信的對話框，在IP地址欄里選擇組態(tài)過的IP地址，然后點(diǎn)擊雙擊刷新按鈕即可找到對應(yīng)的CPU地址，如圖8所示。
圖8 通過以太網(wǎng)方式連接S7-200
至此，CP243-1與PC機(jī)上的STEP 7-Micro/WIN軟件就連接成功了。這時(shí)，CP243-1的CFG燈也會(huì)亮橘黃色，代表S7-200編程軟件與CP243-1模塊以太網(wǎng)連接成功，可以完成上載、下載以及在線監(jiān)控程序任務(wù)。
S7-200的電源需求與計(jì)算
S7-200 CPU模塊提供5VDC和24VDC電源：
- 當(dāng)有擴(kuò)展模塊時(shí)CPU通過I/O總線為其提供5V電源，所有擴(kuò)展模塊的5V電源消耗之和不能超過該CPU提供的電源額定。若不夠用不能外接5V電源。
- 每個(gè)CPU都有一個(gè)24VDC傳感器電源，它為本機(jī)輸入點(diǎn)和擴(kuò)展模塊輸入點(diǎn)及擴(kuò)展模塊繼電器線圈提供24VDC。如果電源要求超出了CPU模塊的電源定額，你可以增加一個(gè)外部24VDC電源來提供給擴(kuò)展模塊。
所謂電源計(jì)算，就是用CPU所能提供的電源容量，減去各模塊所需要的電源消耗量。
電源計(jì)算的例子可參見《S7-200系統(tǒng)手冊》。
以下為S7-200系統(tǒng)電源數(shù)據(jù)簡表。詳情請參考新的《S7-200系統(tǒng)手冊》或模塊說明書。
表1. CPU的供電能力
| CPU型號 | 電流供應(yīng) | |
|---|---|---|
| ＋5VDC | +24VDC | |
| CPU221 | 0 mA | 180mA |
| CPU222 | 340 mA | 180mA |
| CPU224/224 XP | 660 mA | 280mA |
| CPU226/226 XM | 1000 mA | 400mA |
表2. CPU上及擴(kuò)展模塊上的數(shù)字量輸入所消耗的電流
| CPU上及擴(kuò)展模塊上的數(shù)字量 | 電流需求 | |
|---|---|---|
| ＋5VDC | +24VDC | |
| 每點(diǎn)輸入 | - | 4mA/每輸入 |
如果數(shù)字量輸入點(diǎn)使用外接24VDC電源，則不必納入計(jì)算。
表3. 數(shù)字?jǐn)U展模塊所消耗的電流
| 數(shù)字?jǐn)U展模塊型號 | 電流需求 | |
|---|---|---|
| ＋5VDC | +24VDC | |
| EM 221 DI 8 x 24VDC | 30 mA | 4 mA/輸入 |
| EM 221 DI 8 x 120/230VAC | 30 mA | - |
| EM 221 DI 16 x 24VDC | 70 mA | 4 mA/輸入 |
| EM 222 DO4 x 24VDC-5A | 50 mA | - |
| EM 222 DO 4 x Relays-10A | 40 mA | 20mA/輸出 |
| EM 222 DO8 x 24VDC | 30 mA | - |
| EM 222 DO 8 x Relays | 40 mA | 9mA/輸出 |
| EM 222 DO 8 x 120/230VAC | 110 mA | - |
| EM 223 24VDC 4 In/4 Out | 40 mA | 4 mA/輸入 |
| EM 223 24VDC 4 In/4 Relays | 40 mA | 4 mA/輸入 9mA/輸出 |
| EM 223 24VDC 8 In/8 Out | 80 mA | 4 mA/輸入 |
| EM 223 24VDC 8 In/8 Relays | 80 mA | 4 mA/輸入 9 mA/輸出 |
| EM 223 24VDC 16 In/16 Out | 160 mA | 4 mA/輸入 |
| EM 223 24VDC 16 In/16 Relays | 150 mA | 4 mA/輸入 |
EM 223 24VDC 32 In/32 Out | 240 mA | 4 mA/輸入 |
| EM 223 24VDC 32 In/32 Relays | 205 mA | 4 mA/輸入 9mA/輸出 |
表4. 模擬擴(kuò)展模塊所消耗的電流
| 模擬擴(kuò)展模塊訂貨號 | 電流需求 | |
|---|---|---|
| ＋5VDC | +24VDC | |
| EM 231 4 Inputs | 20 mA | 60 mA |
| EM 231 8 Inputs | 20 mA | 60 mA |
| EM 232 2 Outputs | 20 mA | 70 mA |
| EM 232 4 Outputs | 20 mA | 60 mA |
| EM 235 4 Inputs / 1 Output | 30 mA | 60 mA |
表5. TC（熱電偶）和RTD（熱電阻）模塊所消耗的電流
| 熱電偶和熱電阻模塊型號 | 電流需求 | |
|---|---|---|
| ＋5VDC | +24VDC | |
| EM 231 TC, 4 Inputs | 87 mA | 60 mA |
| EM 231 TC, 8 Inputs | 87mA | 60mA |
| EM231 RTD, 2 Inputs | 87 mA | 60 mA |
| EM231 RTD, 4 Inputs | 87 mA | 60 mA |
表6. 智能模塊所消耗的電流
| 智能模塊訂貨號 | 電流需求 | |
|---|---|---|
| ＋5VDC | +24VDC | |
| EM277 | 150 mA | － |
| 30 mA；通信端口激活時(shí) | ||
| 60 mA；通信端口加90mA/5V負(fù)載時(shí) | ||
| 180 mA；通信端口加120mA/24V負(fù)載時(shí) | ||
| EM241 | 80 mA | 70 mA |
| EM253 | 190mA | 不一定，詳見技術(shù)數(shù)據(jù) |
| CP243-1 | 55 mA | 60 mA |
| CP243-1 IT | 55 mA | 60 mA |
| CP243-2 | 220 mA | 100 mA |
注意：
- EM277模塊本身不需要24VDC電源，這個(gè)電源是通信端口用的。24VDC電源需求取決于通信端口上的負(fù)載大小。
- CPU上的通信口，可以連接PC/PPI電纜和TD 200并為它們供電，此電源消耗已經(jīng)不必再納入計(jì)算。
化工儀器網(wǎng)