西门子200模块6ES7 221-1EF22-0XA0
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量，尤其以 PLC复杂控制系统、传动技术应用、伺服控制系统、数控备品备件、人机界面及网络/软件应用为公
司的技术特长，几年来，上海庆惜公司在与德国 SIEMENS公司自动化与驱动部门的长期紧密合作过程中，建立
了良好的相互协作关系，在可编程控制器、交直流传动装置方面的业务逐年成倍增长，为广大用户提供了
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模拟信号是指在一定范围内连续的信号（如电压、电流)，这个“一定范围”可以理解为模拟量的有效量程。在使用S7-200模拟量时，需要注意信号量程范围，拨码开关设置，模块规范接线，指示灯状态等信息。
本文中，我们按照S7-200模拟量模块类型进行分类介绍：
1.AI 模拟量输入模块
2.AO模拟量输出模块
3.AI/AO模拟量输入输出模块
4.常见问题分析
首先，请参见“S7-200模拟量全系列览表”，初步了解S7-200模拟量系列的基本信息，具体内容请参见下文详细说明：
AI 模拟量输入模块
A. 普通模拟量输入模块：
如果，传感器输出的模拟量是电压或电流信号（如±10V或0~20mA），可以选用普通的模拟量输入模块，通过拨码开关设置来选择输入信号量程。注意：按照规范接线，尽量依据模块上的通道顺序使用（A->D），且未接信号的通道应短接。具体请参看《S7-200可编程控制器系统手册》的附录A-模拟量模块介绍。
4AI EM231模块：
首先，模拟量输入模块可以通过设置拨码开关来选择信号量程。开关的设置应用于整个模块，一个模块只能设置为一种测量范围，且开关设置只有在重新上电后才能生效。也就是说，拨码设置一经确定后，这4个通道的量程也就确定了。如下表所示：
注：表中0~5V和0~20mA（4~20mA）的拨码开关设置是一样的，也就是说，当拨码开关设置为这种时，输入通道的信号量程，可以是0~5V，也可以是0~20mA。
8AI EM231模块：
8AI的EM231模块，第0->5通道只能用做电压输入，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sw1=ON，通道6用做电流输入；sw2=ON时，通道7用做电流输入。反之，若选择为OFF，对应通道则为电压输入。
注：当第6、7道选择为电流输入时，第0->5通道只能输入0-5V的电压。
B. 测温模拟量输入模块（热电偶TC；热电阻RTD）：
如果，传感器是热电阻或热电偶，直接输出信号接模拟量输入，需要选择特殊的测温模块。测温模块分为热电阻模块EM231RTD和热电偶模块EM231TC。注意：不同的信号应该连接至相对应的模块，如：热电阻信号应该使用EM231RTD，而不能使用EM231TC。且同一模块的输入类型应该一致，如：Pt1000和Pt100不能同时应用在一个热电阻模块上。
热电偶模块TC：
EM231 TC支持J、K、E、N、S、T和R型热电偶，不支持B型热电偶。通过拨码设置，模块可以实现冷端补偿，但仍然需要补偿导线进行热电偶的自由端补偿。另外，该模块具有断线检测功能，未用通道应当短接，或者并联到旁边的实际接线通道上。
热电阻模块RTD：
热电阻的阻值能够随着温度的变化而变化，且阻值与温度具有一定的数学关系，这种关系是电阻变化率α。RTD模块的拨码开关设置与α有关，如下图所示，就算同是 Pt100，α值不同时拨码开关的设置也不同。在选择热电阻时，请尽量弄清楚α参数，按 照对应的拨码去设置。具体请参看《S7-200可编程控制器系统手册》的附录A-热电偶和热电阻扩展模块介绍。
EM231 RTD模块具有断线检测功能，未用通道不能悬空，接法方式如下：
（1）请将一个电阻按照与已用通道相同的接线方式连接到空的通道，注意：电阻的阻值必须和RTD的标称值相同；
（2）将已经接好的那一路热电阻的所有引线，一一对应连接到空的通道上。
因为热电阻分2线制、3线制、4线制，所以RTD模块与热电阻的接线有3种方式，如图所示。其中，精度高的是4线连接，精度低的是2线连接。
提示：
（1）. 在STEP7 Micor/WIN软件中（S7-200的编程软件），对于模拟量输入通道设有软件滤波功能，如图所示，具体请参见《S7-200 • LOGO• SITOP 参考》->系统块-模拟量滤波。
但是，在系统块中设置模拟量通道滤波时，RTD和TC模块占用的模拟量通道，应禁止滤波功能。
（2） EM231 TC和RTD模块上，均有24V电源指示灯和SF故障指示灯。如图所示：（a）若24V电源指示灯=OFF，则说明该模块没有24V工作电源；（b）若SF红灯闪烁，原因可能是：模块内部软件检测出外接断线，或者输入出范围。
注：具体请参见：《S7-200 • LOGO• SITOP 参考》->EM231 RTD/EM231 TC。
AO模拟量输出模块
S7-200的扩展模块里，分别有2路、4路的模拟量输出模块EM232。根据接线方式（M-V或M-I）选择输出信号类型，电压：±10V，电流：0~20mA（4~20mA）。
AI/AO模拟量输入输出模块
(A) CPU模块本体集成的2路AI和1路AO
S7-200只有CPU 224XP和CPU224XPsi，本体集成有模拟量通道。其中，2路AI是：电压信号±10V，1路AO是：电压信号0~10V；或者电流信号0~20mA(4~20mA)，输出信号类型可以通过硬件接线来选择。
(B) EM235模拟量输入输出模块
EM235模块有4路AI和1路AO。通过拨码开关设置来选择4路AI通道的输入信号程，如下表所示，这个模块可以测量毫伏级（mV）的信号；1路AO是：电压信号 ±10V；或电流信号0~20mA（4~20mA），可以根据硬件接线方式（M-V或M-I）选择输出信号类型。
注：模块上的电位计是用来调节输入信号和转换数值的放大关系，在模块出厂时已经设置好了，如无需要，请不要随意更改。
常见问题分析
A．模拟量输入与数字量的对应关系：
模拟量信号（0~10V，0~5V或0~20mA）在S7-200 CPU内部用0~32000的数值表示（注：4~20mA对应6400~32000），这两者之间有一定的数学关系，如图所示：
B．模拟量模块的硬件接线介绍
（1）CPU 224 XP集成有2路电压输入，接线方法见a：分别为A+和M、B+和M，此时只能输入±10V 电压信号。
CPU 224XP还集成有1路模拟量输出信号。电流输出如图b，将负载接在I和M端子之间；电压输出如图c，将负载接在V和M端子之间。
（2）模拟量输入的接线方式
以4AI EM231模块为例，分别介绍电压、电流型输入信号的接线方式，如图所示。注意：此接线图是一个示意图，表述的是不同的接线方式，并不是指该模块只有A通道可以接入电压，B通道必须悬空，C和D通道只能接入电流。
当您的信号为电压输入时可以参考接线方法a，以此类推。
方式a. 电压输入方式：信号正接A+；信号负接A-；
方式b. 未用通道接法（不要悬空）：未用通道需短接，如B+和B-短接；
方式c. 电流输入方式（四线制）：信号正接C+，同时C+与RC短接；信号负接C-，同时C-和模块的M端短接。
方式d. 电流输入方式（两线制）：信号线接D+，同时D+与RD短接；电源M端接D-，同时和模块的M端短接。
注：具体请参见：《S7-200 • LOGO• SITOP 参考》->模拟量模块接线。
（3）电流型信号输入接线方式
电流型信号的接线方式，分为四线制、三线制、二线制接法。这里讨论的“几线制”，是以传感器或仪表变送器是否需要外供电源来区别的，而并不是指EM231模块需要几根信号线，或该变送器的信号线输出。
a. 四线制-电流型信号的接法：
四线制信号是指信号设备本身外接供电电源，同时有信号+、信号-两根信号线输出。供电电源可有220VAC或24VDC，接线如图所示：
b. 三线制-电流型信号的接法：
三线制信号是指信号设备本身外接供电电源，只有一根信号线输出，该信号线与电源线共用公共端，通常情况是共负端的。接线如图所示：
注：若设备的24VDC供电电源与EM231模块的供电电源不是同一个电源，那么，需要将模块的M端与该通道的负端引脚短接（如，M和C-短接）。这是为了使模块与测量通道工作在同一的参考电压，也就是等电位。下面的二线制接法同理。
c. 二线制-电流型信号的接法：
二线制信号是指信号设备本身只有两根外接线，设备的工作电源由信号线提供，即其中一根线接电源，另一根线是信号输出。接线如图所示：
C．224XP本体集成的AI，能否接电流信号0~20mA？
首先，这两路模拟量输入通道可以接收±10V的电压信号，不能直接接收电流信号。若使用该通道接收电流信号，会有一定的风险，可能导致测量的不准确或模块的损坏等等。具体说明请点击 查看
D．如何对 S7-200 的 CPU224XP 和扩展模块 EM 231, EM 232 及 EM 235 的模拟量值进行比例换算?
S7-200模拟量输入通道所采集的信号，是以0~32000中的数值表示，存储在AIW中。也就是说，这个数值与实际的物理量之间，存在一定的比例换算关系。
S7-200数字量模块是S7-200 CPU模块的扩展模块。当CPU模块集成的数字量I/O点数或I/O信号不能满足实际应用需求时，可考虑增加S7-200数字量模块。本文将从以下方面介绍S7-200数字量模块：
模块类型
S7-200数字量模块有进口与国产两种类型。进口与国产模块在功能上没有区别，并且在一个S7-200系统中可以混合使用。
S7-200 数字量模块根据模块功能分为以下三个类型：
• DI:数字量输入模块EM221
• DO:数字量输出模块EM222
• DI/DO:数字量输入/输出模块EM223
具体可参见下表所示：
注：（1）表中未标注“只有进口模块”注释的其它模块都有进口与国产两种类型的模块
（2）EM223中输入/输出类型中：24V DC/24VDC-0.75A是指：输入类型是直流24V,输出类型是直流24V且大每点电流为0.75A
模块技术规范
在使用S7-200 数字量模块时，我们需要了解模块的很多的具体参数，如：输入输出类型、输入输出的点数、模块功耗﹑输入/输出点额定电流等，您可以在以下文档中获得这些具体参数
《S7-200可编程控制器系统手册》附录A 技术规范表A-12至表A-14
如何查询西门子产品的技术数据，请点击 查看
在众多参数中，需要特别提醒您注意模块的以下两个重要参数：
• 模块的电源消耗
• 输出点的切换频率
参数1： 模块的电源消耗：主要指模块对5V电源和24V电源的消耗能力。
（1） 5V电源消耗：5V电源是CPU通过I/O总线电缆供给模块使用的，5V电源是无法通过外接电源补充和扩展的。我们需计算所有S7-200数字量模块的5V电源消耗和，以保证其不过CPU 5V电源供应能力。
（2） 24V电源消耗：部分S7-200数字量模块的供电、数字量输入点及输出点需要使用24V电源。24V电源可由CPU模块的24V DC传感器输出电源提供，也可外加24V DC电源。通常，我们需计算S7-200数字量模块的24V电源消耗和，以保证其不过CPU模块的电源定额或选用正确容量的24V电源模块。
模块5V/24V电源消耗请参考《S7-200可编程控制器系统手册》附录A 技术规范表A-12 。
5V/24V电源计算请参考《S7-200可编程控制器系统手册》附录B 计算电源定额。
参数2：输出点的切换频率
S7-200数字量模块晶体管输出类型的DO点不能输出高速脉冲；继电器输出的DO点大切换频率为1HZ且有机械寿命，因此不能频繁开关。
除了以上重要参数外，还需要提醒您注意模块连接的负载类型，尤其对于数字量输出点连接接感性负载时，应设计保护电路。
感性负载设计请参考《S7-200可编程控制器系统手册》第3章 S7-200的安装->感性负载设计指南
模块安装
S7-200数字量模块可安装在CPU模块右侧的任意位置。
每个S7-200数字量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：
如果S7-200数字量模块自带的电缆不能满足模块之间的安装宽度需求，可选用0.8米I/O扩展电缆。安装示意图如下：
注：每套系统仅允许使用一条I/O扩展电缆.
I/O扩展电缆的详细信息请点击 查看
安装说明请参考《S7-200可编程控制器系统手册》第3章S7-200的安装。
模块I/O接线
• DI接线：
S7-200数字量模块的DI有以下类型：
• 24V DC输入：
这种输入又分为24V DC漏型输入和24VDC源型输入。“漏型输入”是电流流入DI输入点的形式，如下图箭头所示：电流由外部流入模块的I x.0输入点，1M接0V DC；
“源型输入”是电流由DI输入点流出的形式，如下图箭头所示：电流由模块的I x.0输入点流出，1M接24V DC。
• 120/230V AC输入
只有6ES7221-1EF22-0XA0这一种型号的模块可以接交流输入，具体的接线方式如下：
• DO接线：
S7-200数字量模块的DO有以下三种类型：
• 24V DC输出
S7-200数字量扩展模块的24V DC输出点只能接成源型输出。
“源型输出”是电流由DO输出点流出的形式，如下图箭头所示：电流由模块的Q x.0输出点流出，1M接0V DC，1L+接24V DC。
提示：如果需要输出类型为漏型，只能选择CPU224XPsi本体集成的输出点。
• 继电器输出
继电器输出的DO点可接交流或直流。如下图所示：1L接24V DC或250V AC 都可以。
• 120/230V AC输出
只有6ES7222-1EF22-0XA0为120V/230V AC输出，具体的接线图如下所示：
S7-200数字量模块接线图请参考《S7-200可编程控制器系统手册》附录A 图A-9至图A-12。
模块I/O寻址
S7-200数字量模块的位置和I/O地址不需要在编程软件中配置，模块的位置和I/O地址将按照离CPU的距离递增排列。
S7-200的DI/DO地址是以8位（一个字节）为单位递增。如果CPU上的物理DI/DO点没有完全占据一个字节，其中剩余未用的位也不能分配给后续模块的DI/DO信号。如下图所示的例子：CPU224 XP未占用的I1.6，I1.7及Q1.2-Q1.7都不能再分配给后续的4输入/4输出数字量扩展模块，此扩展模块将使用从I 2.0和Q 2.0开始的地址。
在Step 7 Micro/Win编程软件中也可以查看到模块的具体地址分配。使用Step 7 Micro/Win编程软件的菜单命令“PLC >信息”，可查看扩展模块实际位置和I/O地址分配。如上范例：CPU224XP扩展4DI/4DO其地址分配如下图所示：可查看到数字量模块的模块位置为0，输入点起始地址为I2.0，输出点起始地址为Q2.0。
S7-200扩展I/O寻址请参考《西门子 S7-200•LOGO!•SITOP 参考》（更新版）S7-200 PLC->功能﹑编程与调试->访问S7-200的数据-寻址->CPU的集成I/O和扩展I/O寻址。
模块使用常见问题
在使用模块时，除了以上关于模块的安装﹑接线等问题外，我们还会遇到以下常见问题：
（1）当CPU 需要停机调试时，S7-200的数字量输出状态是否可以保持在停机之前？
在Step 7 Micro/Win 编程软件中，可以设置S7-200 CPU模块停止模式下S7-200数字量模块输出点的状态。
设置步骤请参考《S7-200可编程控制器系统手册》第4章PLC的基本概念->S7-200的特性->S7-200允许您设置停止模式下的数字量输出状态
（2）NPN/PNP输出的传感器，能否接到S7-200 CPU上？
（3）S7-200能否使用两线制的数字量（开关量）传感器？
以上两个问题可以参考《西门子 S7-200•LOGO!•SITOP 参考》（更新版）S7-200 PLC->输入/输出信号（I/O）->数字量I/O接线
