西门子代理商6ES74174XT050AB0

发布时间:2018-04-19

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6ES7417-4XT05-0AB0

SIMATIC S7-400,CPU 417-4 中央处理单元,带: 30 MB 工作内存, (15 MB代码;15 MB数据) 1个接口 MPI 12 MBIT/S, ,2个接口 PROFIBUS DP, 3./4. IF IFM模块,可插拔

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关键字寻址滤波

S7-200 模拟量使用简介

S7-200系列产品可以采集标准的电压、电流模拟量信号和热电偶、热电阻温度传感器信号以及电阻信号。普通的电压和电流信号经过A/D转换成为0~32000 或者-32000~32000 之间的整数。温度传感器信号被直接转换为摄氏度(或华氏度)温度值的的10倍,省去了复杂的温度值换算。

S7-200系列可以提供的模拟量输出信号有-10V~ +10V之间的电压和0~20mA 的电流信号,能够满足巨大多数模拟量负载的需求。

S7-200系列的模拟量扩展模块选型灵活,用户可以根据实际需要选择使用CPU224XP集成的模拟量通道,或者使用4通道输入、8通道输入、2通道输出、4通道输出和输入输出混合模块。

目录

1概览

1.1 大I/O扩展能力

S7-200的大I/O能力取决于以下几个因素,这些因素之间互相影响、制约,必须综合考虑:

  1. 1.CPU 的输入/输出过程变量映像区大小:
    128 DI/128 DO;16 AI/16 AO(CPU 221/222);32 AI/32 AO(CPU 224 以上)

  2. 2.CPU本体的I/O点数:
    CPU221(6DI/4DO);CPU222(8DI/6DO);CPU224/CPU224 XP(14DI/10DO);CPU226(24DI/16D)

  3. 3.CPU带扩展模块的数目

  4. 4.CPU的5VDC电源是否满足所有扩展模块的需要

  5. 5.CPU所带智能模块对I/O地址的占用

注意

详情可参考《S7-200系统手册》、《S7-200产品目录》。

表. S7-200 大 I/O (纯 I/O 模块时)

模块

5 V电源/mA

DI

DO

AI

AO

CPU 221

不能扩展



CPU

340

8

6



CPU 222

Max.
DI/DO

1 x EM 223 32 DI/32 DO
1 x EM 223 8 DI/8 DO
DC/DC

- 320

40

40



1 x EM 223 32 DI/32 DO
1 x EM 223 8 DI/8 DO
DC/Relay

- 285



> 0

48

46



Max.
AI

CPU

340

8

6



2 x EM 235 4 AI/1 AO

- 60



8

2

> 0

8

6

8

2

Max.
AO

CPU

340

8

6



2 x EM 232 2AO

- 40



0

4

> 0

8

6

0

4

CPU 224
/224 XP

Max.
DI/Relay
OUT

CPU

660

14

10



3 x EM 223 32 DI/32 DO

- 615

96

96



1 x EM 223 4 DI/4 DO

- 40

4

4



> 0

114

110



Max.
DI/DC
OUT

CPU

660

14

10



2 x EM 223 32 DI/32 DO

- 480

64

64



1 x EM 223 16 DI/16 DO

- 150

16

16



> 0

94

90



CPU 226

Max.
DI/Relay
OUT

CPU

1000

24

16



3 x EM 223 32 DI/32 DO

- 615

96

96



1 x EM 223 16 DI/16 DO

- 150

16

16



> 0

128

128



Max.
DI/DC
OUT

CPU

1000

24

16



3 x EM 223 32 DI/32 DO

- 720

96

96



1 x EM 223 16 DI/16 DO

- 160

16

16



> 0

128

128



CPU 224
/(CPU 226)

Max.
AI

CPU

> 660

14 (24)

10 (16)



7 x EM 235 4 AI/1 AO

- 210



281

72

> 0

14 (24)

10 (16)

281

72

Max.
AO

CPU

> 660

14 (24)

10 (16)



7 x EM 232 2 AO

- 140



0

143

> 0

14 (24)

10 (16)

0

143

1. CPU 224 XP 为 30

2. CPU 224 XP 为 8

3. CPU 224 XP 为 15

不同型号的CPU所带的扩展模块数目不同。

表. 扩展模块连接个数

CPU型号

模块连接个数

CPU221

-

CPU222

2

CPU224/224 XP

7

CPU226

7

1.2. 模拟量模块览

表. S7-200 CN EM 订货号

型号

规格


订货号

EM 231 CN

模拟量输入模块,输入

6ES7 231-0HC22-0XA8

模拟量输入模块,输入

6ES7 231-0HF22-0XA0

路输入热电阻

6ES7 231-7PB22-0XA8

路输入热电阻

6ES7 231-7PC22-0XA0

路输入热电偶

6ES7 231-7PD22-0XA8

路输入热电偶

6ES7 231-7PF22-0XA0

EM 232 CN

模拟量输出模块,输出

6ES7 232-0HB22-0XA8

模拟量输出模块,输出

6ES7 232-0HD22-0XA0

EM 235 CN

模拟量输入/输出模块,
输入/1 输出

6ES7 235-0KD22-0XA8

目前还没有 S7-200 CN 系列产品。可使用 SIMATIC S7-200 产品代替。

1.3. 模块安装

每个S7-200 模块都自带一根带状I/O总线电缆,如果该电缆满足模块之间的安装宽度需求,可直接将该电缆插接在其它模块上的10针插槽内,如下图:

1.4 Modbus RTU 主站例程

模拟量输入模块有两个参数容易混淆:

  1. 1.模拟量转换的分辨率

  2. 2.模拟量转换的精度(误差)

分辨率是A/D模拟量转换芯片的转换精度,即用位的数值来表示模拟量。S7-200模拟量模块的转换分辨率是12位,能够反映模拟量变化的小单位是满量程的1/4096。

模拟量转换的精度除了取决于A/D转换的分辨率,还受到转换芯片的外围电路的影响。在实际应用中,输入的模拟量信号会有波动、噪声和干扰,内部模拟电路也会产生噪声、漂移,这些都会对转换的后精度造成影响。这些因素造成的误差要大于A/D芯片的转换误差。

详细的数据请参考《S7-200系统手册》 附录A有关模拟量模块的部分。

2电压电流模拟量信号

用户可以使用CPU224XP本体集成的模拟量通道和扩展模块上的模拟量通道接入或者输出相应信号量程的模拟量信号。

2.1 CPU 224 XP(si)的集成模拟量I/O

新产品CPU 224 XP在CPU上集成了两个模拟量输入端口和一个模拟量输出端口。模拟量I/O有自己的一组端子,如果不用,端子可以移走。

技术规格

表. CPU 224 XP本体模拟量I/O规格


电压信号

电流信号

模拟量输入x 2

±10 V

模拟量输出x 1

0 - 10 V

0 - 20 mA

CPU 224 XP 的模拟量输入/输出通道的精度为 12位。具体参数请看《S7-200系统手册》的附录-CPU224 XP模拟量I/O参数表。 CPU 224 XP上的模拟量输入转换速度比模拟量扩展模块慢,要求高的场合请使用模拟量扩展模块。

CPU 224 XP 集成模拟量I/O接线

CPU 224 XP本体集成的模拟量I/O接线图如下:

图. 接线图

图中:

a:此处表示A+和B+都可以接±10V信号

b:电流型负载接在I和M端子之间

c:电压型负载接在V和M端子之间

CPU 224 XP 模拟量相关常问问题

CPU 224 XP本体上有没有电流信号模拟量输入?

没有。

CPU 224 XP本体上的模拟量输入为何响应速度是250ms,不同于模拟量扩展模块的数据?

是这样的。CPU 224 XP本体上的模拟量I/O芯片与模拟量模块所用的不同,应用的转换原理不同,因此精度和速度不一样。

CPU 224 XP的本体模拟量I/O如何寻址?

CPU 224 XP本体上的模拟量输入通道的地址为AIW0和AIW2;模拟量输出通道的地址为AQW0。

CPU 224 XP后面挂的模拟量模块的地址如何分配?

S7-200的模拟量I/O地址是以2个通道/模块的规律增加。所以CPU 224 XP后面的个模拟量输入通道的地址为AIW4;个输出通道的地址为AQW4,AQW2不能用。

CPU 224 XP上的模拟量输入是否需要在“系统块”中设置滤波?

由于CPU 224 XP本体上的模拟量转换芯片的原理与扩展模拟量模块不同,不需要选择滤波。

怎样使用 S7-224 XP 的模拟量输入通道接收电流信号?

S7-224 XP 的两路模拟量输入通道被出厂设置为电压信号(0-10V)输入。为了能够输入电流信号,必须在 A+ 与 M 端 (或 B+ 与 M 端) 之间并入一个500 欧姆的电阻。

与传感器以及电压源的两线制连接方式如图2 所示:

图2

与传感器以及电压源的 3 线制连接方式如图 3 所示:

图3

与传感器以及电压源的 4 线制连接方式如图 4 所示:

图4

与电压输出的变送器及电流源的 4 线制连接方式如图5所示:

图5

注意:

在所有的连接方式中都必须确保外接电流源具有短路保护以防损坏。

以上所示的各种连接方式同样适用于LOGO!基本型 (LOGO! 24?和 LOGO! 12/24) 的模拟量输入。

因为没有充分隔离,外接电阻也可成为干扰源。
为了得到尽量的测量结果,使用公差尽可能小的电阻。

应确保当在500欧电阻两端施加大 28.8V 的电压时,输出功率为 1.66W。 市面上流通的电阻的功率大都是 0.25W到 0.5W。

2.3 EM231 4AI和EM235模块的电压电流输入

模拟量模块设置

应用模拟量模块时,需要根据输入信号的规格设置右下角的DIP开关(Configuration开关)。DIP开关只对输入信号有效,并且对所有的输入通道都是相同的。

EM231、EM235带模拟量输入通道的模块,还分别有电位器用于对输入信号进行校正。EM231和EM235上的Gain(增益)电位器用于调整输入信号和转换数值的放大关系;EM235上的Offset(偏置)用于对输入信号调零。如果没有的信号源,请不要调整。详细调整方法请参照《S7-200系统手册》。

注意:

Gain(增益)和Offset(偏置)电位器不能用于调整0 - 20mA和4 - 20mA输入转换!

S7-200模拟量模块没有0 - 20mA与4 - 20mA电流型输入的选择开关,0/4 - 20mA模拟量信号的DIP开关设置一样,但相应的变换必须用程序实现。

DIP开关设置

表. EM231 4AI DIP开关设置

单极性满量程输入分辨率
SW1SW2SW3
ONOFFON0 - 10V2.5mV
ONOFF0 - 5V1.25mV
0 - 20mA5μA
双极性满量程输入分辨率
SW1SW2SW3
OFFOFFON±5V2.5mV
ONOFF±2.5V1.25mV

表. EM235DIP开关设置

单极性满量程输入分辨率
SW1SW2SW3SW4SW5SW6
ONOFFOFFONOFFON0 - 50 mV12.5μV
OFFONOFFONOFFON0 - 100 mV25μV
ONOFFOFFOFFONON0 - 500 mV125μV
OFFONOFFOFFONON0 - 1 V250μV
ONOFFOFFOFFOFFON0 - 5 V1.25mV
0 - 20 mA5μA
OFFONOFFOFFOFFON0 - 10 V2.5mV
双极性满量程输入分辨率
SW1SW2SW3SW4SW5SW6
ONOFFOFFONOFFOFF±25 mV12.5μV
OFFONOFFONOFFOFF±50 mV25μV
OFFOFFONONOFFOFF±100 mV50μV
ONOFFOFFOFFONOFF±250 mV125μV
OFFONOFFOFFONOFF±500 mV250μV
OFFOFFONOFFONOFF±1 V500μV
ONOFFOFFOFFOFFOFF±2.5 V1.25mV
OFFONOFFOFFOFFOFF±5 V2.5 mV
OFFOFFONOFFOFFOFF±10 V5 mV

模拟量接线图

下列各图是各种传感器连接到S7-200 模拟量输入模块的示例:

图. 四线制-外供电-电流型信号接线

图 . 二线制-电流测量接线

上图中的L+和M属于为模拟量模块供电的 CPU 传感器电源。如果使用其他外接电源,只要用相应电源的输出端取代上图中的L+和M,而且要使其 M 和为模块供电的 M 连接起来,如图 三线制电流信号测量接线 。

图 . 三线制电流信号测量接线

为了防止模拟量模块因短路而损坏,可以在传感器回路中串入一个750 Ohm电阻。它将串接在内部250 Ohm电阻上并保证电流在 32 m A以下。

图 . 四线制电压信号测量

图 . 三线制电压信号测量

一个模拟量输入模块的不同通道,可以同时分别连接两线制信号、三线制信号和四线制信号。

2.5. EM231 8AI模块的电压电流输入

SIMATIC S7-200 新的模拟量模块 8 输入模拟量 EM231新发布。新模块的尺寸与现有模块 EM231 和 EM235 的尺寸完全相同,8 输入模拟量 EM231模块只占用一个扩展模块的位置,这就使系统可以使用更多的模拟量通道。

新的 8 输入模拟量 EM231模块与现有的4输入EM231模块不同,只有 6 和 7 通道支持电流输入。

技术参数

表. 新 EM 231 8 模拟量输入规格表

产品EM231, 8 模拟量输入
订货号6ES7 231-0HF22-0XA0
尺寸 (W, H, D)71.2mm, 80mm, 62mm
VDC 需求:+5V DC (背板):20mA +24V DC:60mA
输入通道数:8 个
数据字格式: 
· 双极性 
 · 单极性
-32000 到 +32000 
0 到 32000
精度:
· 双极性
· 单极性
11位 加 1 个符号位 
11 位
输入范围:
· 0 至 5通道:
· 6 至 7 通道:
+10V, +5V, +/-5V, +/-2,5V
+10V, +5V, +/-5V, +/-2,5V和 0-20mA

EM231 8 输入配置开关表

按照下面的表格来配置拨码开关。其中使用开关 3, 4,5 来选择模拟量输入范围,使用开关 1,2 来选择电流输入模式(只有通道 6 和 7 可以用作电流输入)。并且当后两个通道使用电流信号时,前6个通道的电压测量范围必须是0-5V,而不能使用0-10V的信号。所以,当您需要接入8路电流信号时,只能使用两个EM231的4通道的模块。

8输入的EM231模块只有第6、7两通道可以用做电流输入,使用拨码开关1、2对其进行设置:当开关1为“ON”时,通道6用做电流输入;开关2为“ON”时,通道7用做电流输入。反之,当1、2开关为“OFF”时,6、7通道用做电压输入。

表. 新 EM 231 8 模拟量输入配置开关表

单极性满量程输入分辨率
sw1sw2sw3sw4sw5
OFFOFFONOFFON0至10V2.5mV
OFFOFFONONOFF0至5V1.25mV
xxONONOFFX可选择第6、7通道:0到20mA5uA
双极性满量程输入分辨率
sw1sw2sw3sw4sw5
OFFOFFOFFOFFON±5V2.5mV
OFFOFFOFFONOFF±2.5V1.25mV

接线图

图. 新 EM 231 8 模拟量输入接线图

2.7. EM232和EM235的模拟量输出

技术参数

表. 4 输出模拟量模块 EM232 规格表

产品EM232, 2 模拟量输出EM232, 4 模拟量输出EM235 4AI/1AQ
定货号 
6ES7 232-0HB22-0XA86ES7 232-0HD22-0XA06ES7 235-0KD22-0XA8
尺寸 (W, H, D)46mm, 80mm, 62mm71.2mm, 80mm, 62mm
VDC 需求:+5V DC (背板):20mA +24V DC:70mA 
+5V DC (背板):20mA +24V DC:100mA+5V DC (背板):30mA +24V DC:60mA
输出通道数:2个4个1个

数据字格式: 
· 双极性
· 单极性

-32000 到 +32000
0 到 32000

精度: 
· 双极性 
· 单极性

11位 加 1 个符号位 
11 位
信号范围:电压输出:-10V~10V
电流输出: 0-20mA
误差:+/- 0.5% (25°C), +/- 2% (55°C)

接线图

图1. 4 输出模拟量模块 EM232 接线图

图2. 混合模拟量模块 EM235 接线图

补充说明:

  1. • 电压负载接在V和M之间,电流负载接在I和M之间,M为参考点。

  2. • SIMATIC S7-200与S7-200CN接线图与技术参数一致

2.8. 电压电流信号常问问题

 EM231的后三位DIP开关有什么作用?

正如 新 EM 231 8 模拟量输入配置开关表 所示,没有作用。

 什么是单极性、双极性?

双极性就是信号在变化的过程中要经过“零”,单极性不过零。由于模拟量转换为数字量是有符号整数,所以双极性信号对应的数值会有负数。

在S7-200中,单极性模拟量输入/输出信号的数值范围是 0 - 32000;双极性模拟量信号的数值范围是 -32000-+32000。

 同一个模块的不同通道是否可以分别接电流和电压型输入信号?

可以分别按照电流和电压型信号的要求接线。但是DIP开关设置对整个模块的所有通道有效,在这种情况下,电流、电压信号的规格必须能设置为相同的DIP开关状态。EM231 4输入和EM235模块的0 - 5V和0 - 20mA信号具有相同的DIP设置状态,可以接入同一个模拟量模块的不同通道。

 EM235是否能用于热电阻测温?

EM235不是用于与热电阻连接测量温度的模块,勉强使用容易带来问题。

建议使用EM231 RTD模块。

 为什么使用S7-200 模拟量输入模块时接收到一个变动很大的不稳定的值?

可能是如下原因:

  1. 1.你可能使用了一个自供电或隔离的传感器电源,两个电源没有彼此连接,即模拟量输入模块的电源地和传感器的信号地没有连接。这将会产生一个很高的上下振动的共模电压,影响模拟量输入值。

  2. 2.另一个原因可能是模拟量输入模块接线太长或绝缘不好。

可以用如下方法解决:

  1. 1.连接传感器输入的负端与模块上的公共M 端以补偿此种波动。(但要注意确保这是两个电源系统之间的联系。) 
    背景是:

  2. 2.使用模拟量输入滤波器。
    在Micro/Win 中进入“View > System block> Tab: Analog Input Filters”

6ES7   340-1BH02-0AE0 CP340 通讯处理器(20mA/TTY)

6ES7   340-1CH02-0AE0 CP340   通讯处理器(RS485/RS422)

6ES7   341-1AH01-0AE0 CP341 通讯处理器(RS232)

6ES7   341-1BH01-0AE0 CP341 通讯处理器(20mA/TTY)

6ES7   341-1CH01-0AE0 CP341   通讯处理器(RS485/RS422)

6ES7   870-1AA01-0YA0 可装载驱动 MODBUS RTU 主站

6ES7   870-1AB01-0YA0 可装载驱动 MODBUS RTU 从站

6ES7   902-1AB00-0AA0 RS232电缆  5m

6ES7   902-1AC00-0AA0 RS232电缆  10m

6ES7   902-1AD00-0AA0 RS232电缆  15m

6ES7   902-2AB00-0AA0 20mA/TTY电缆  5m

6ES7   902-2AC00-0AA0 20mA/TTY电缆  10m

6ES7   902-2AG00-0AA0 20mA/TTY电缆  50m

6ES7   902-3AB00-0AA0 RS485/RS422电缆  5m

6ES7   902-3AC00-0AA0 RS485/RS422电缆  10m

6ES7   902-3AG00-0AA0 RS485/RS422电缆  50m

6GK7   342-5DA02-0XE0 CP342-5通讯模块

6GK7   342-5DF00-0XE0 CP342-5  光纤通讯模块

6GK7   343-5FA01-0XE0 CP343-5通讯模块

6GK7   343-1EX30-0XE0 CP343-1   以太网通讯模块

6GK7   343-1EX21-0XE0 CP343-1 以太网通讯模块

6GK7   343-1CX00-0XE0 CP343-1 以太网通讯模块

6GK7   343-1CX10-0XE0 CP343-1 以太网通讯模块

6GK7   343-1GX20-0XE0 CP343-1 IT  以太网通讯模块

6GK7   343-1GX21-0XE0 CP343-1 IT  以太网通讯模块(支持PROFINET)

6GK7   343-1HX00-0XE0 CP343-1PN   PROFINET以太网通讯模块

6GK7   343-2AH00-0XA0 CP343-2 AS-Interface

6ES7971-1AA00-0AA0     S7-300系列电池

6ES7971-5BB00-0AA0 可充电电池

6ES7314-6EH04-0AB0

    CPU314C-2PN/DP



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6ES73121AE140AB0 SIMATIC S7-300,CPU 312 带有MPI接口,集成24 V DC 电源,32 K 工作存储区,必须有MMC卡 


6ES73125BF040AB0 SIMATIC S7-300, CPU 312C, 紧凑型CPU带有MPI,10数字量输入/6数字量输出,2个高速计数器(10KHZ)


,集成24 V DC 电源,64 KB工作存储区,前连接器(1X 40 针)需要MMC卡


6ES73135BG040AB0 SIMATIC S7-300, CPU 313C,紧凑型CPU带有MPI,24数字量输入/16数字量输出,4模拟量输入, 


2模拟量输出 1 PT100,3个高速计数器(30 KHZ),集成24 V DC 电源,128 KB工作存储区,前连接器(1X 40 针)需要MMC卡


6ES73135BG044AB1 SIMATIC S7-300 CPU 组包含:S7-300 CPU 313C(6ES7313-5BG04-0AB0),2X前连接器(6ES7392-1AM00-0AA0)带有螺钉触点,40针


6ES73135BG044AB2 SIMATIC S7-300 CPU 组包含:S7-300 CPU 313C(6ES7313-5BG04-0AB0),2X前连接器(6ES7392-1AM00-0AA0)带有弹簧触点,40针


6ES73136BG040AB0 SIMATIC S7-300, CPU 313C-2 PTP,紧凑型CUP含MPI,16数字量输入/16数字量输出,3个高速计数器(30 KHZ),


集成接口RS485,集成24V DC 电源,128KB 工作存储区,前连接器(1 X 40针)需要MMC卡


6ES73136CG040AB0 SIMATIC S7-300, CPU 313C-2DP, 凑型CPU带有MPI,16数字量输入/16数字量输出,3个高速计数器(30 KHZ),


集成DP接口,集成24V DC 电源,128KB 工作存储区,前连接器(1 X 40针)需要MMC卡


6ES73136CG044AB1 SIMATIC S7-300 CPU 组包含:S7-300 CPU 313C-2 DP(6ES7313-6CG04-0AB0),1X 前连接器(6ES7392-1AM00-0AA0)带有螺钉触点,40针


6ES73136CG044AB2 SIMATIC S7-300 CPU组包含:S7-300 CPU 313C-2 DP(6ES7313-6CG04-0AB0),1X 前连接器(6ES7392-1BM01-0AA0)带有弹簧触点,40针


6ES73141AG140AB0 SIMATIC S7-300, CPU 314 CPU 带有MPI接口,集成24V DC 电源, 128 KB工作存储区,必须有MMC卡


6ES73146BH040AB0 SIMATIC S7-300, CPU 314C-2 PTP  型 CPU 带有MPI,24数字量输入/16数字量输出,4模拟量输入,2模拟量输出,1T100,


4个高速计数器 (60 KHZ),集成接口 RS485,集成24V DC 电源,192 KB工作存储区,前连接器(2 X 40针)需要MMC卡


6ES73146CH040AB0 SIMATIC S7-300, CPU 314C-2 DP紧凑型CPU带有MPI,24 数字量输入/16 数字量输出, 4模拟量输入, 2模拟量输出,



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