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西門子模擬量常問問題

模擬量常問問題

1. S7-200 SMART 普通模擬量模塊可以連接4-20mA的信號嗎？

可以，S7-200 SMART CPU模擬量模塊可以檢測0～20mA和4～20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號；兩種電流信號的接線、在STEP 7-Micro/WIN SMART軟件中的參數(shù)設(shè)置都是一樣的。區(qū)別在于：0～20mA對應(yīng)的通道值量程是0～27648，而4～20mA對應(yīng)的通道值量程是5530～27648。

2. S7-200 SMART RTD模塊可以測量電阻值嗎？

可以，S7-200 SMART RTD模塊最大可以測量3000Ω的電阻值。如下圖所示，在"類型"下拉菜單中選擇電阻類型；在"電阻" 下拉菜單中中選擇可測量電阻的最大值，如圖 2.31選擇阻值量程范圍所示。

圖1.選擇阻值量程范圍

3. S7-200 SMART RTD和TC模塊如何得到實際溫度值？

把S7-200 SMART EM RTD和TC模塊的通道值除以10就是實際的溫度值。由于RTD和TC模塊的通道值是整數(shù)值，需要把整數(shù)值轉(zhuǎn)換成浮點(diǎn)數(shù)才能在計算后得到帶有小數(shù)位的溫度值。

4. 模擬量模塊分辨率和轉(zhuǎn)換精度的區(qū)別？

分辨率是A/D模擬量轉(zhuǎn)換芯片的轉(zhuǎn)換精度，即用多少位的數(shù)值來表示模擬量。以下舉例說明10位分辨率和11位分辨率的區(qū)別。S7-200 SMART CPU模擬量0~20mA的通道值范圍為0~27648。如果分辨率為10位，則表示當(dāng)外部電流信號的變化大于0.01953125mA時，模擬量A/D轉(zhuǎn)換芯片才認(rèn)為外部信號有變化。如果分辨率為11位，則表示當(dāng)外部電流信號的變化大于0.009765625mA時，模擬量A/D轉(zhuǎn)換芯片即認(rèn)為外部信號有變化。

圖2.模擬量分辨

模擬量轉(zhuǎn)換的精度除了取決于A/D轉(zhuǎn)換的分辨率，還受到轉(zhuǎn)換芯片的外圍電路的影響。在實際應(yīng)用中，輸入的模擬量信號會有波動、噪聲和干擾，內(nèi)部模擬電路也會產(chǎn)生噪聲、漂移，這些都會對轉(zhuǎn)換的最后精度造成影響。這些因素造成的誤差要大于A/D芯片的轉(zhuǎn)換誤差。

表1.模擬量擴(kuò)展模塊基礎(chǔ)技術(shù)參數(shù)

模擬量擴(kuò)展模塊型號	分辨率		精度（25°C/0 到 55°C）		范圍
	電壓模式	電流模式	電壓模式	電流模式	電壓	電流
EM AE04	11位+符號位	11位	滿量程的 ±0.1%/±0.2%	滿量程的 ±0.2%/±0.3%	±10 V、±5 V、±2.5V	0 - 20 mA
EM AQ02	10位+符號位	10位	滿量程的 ±0.5%/±1.0%	滿量程的 ±0.5%/±1.0%	±10 V	0 - 20 mA
EM AM06	10位+符號位	10位	滿量程的 ±0.5%/±1.0%	滿量程的 ±0.5%/±1.0%	±10 V	0 - 20 mA
SB AQ01	11位+符號位	11位	滿量程的 ±0.5%/±1.0%	滿量程的 ±0.5%/±1.0%	±10 V	0 - 20 mA

5. S7-200 SMART I/O擴(kuò)展模塊DIAG指示燈以紅色閃爍的原因？

S7-200 SMART I/O擴(kuò)展模塊的DIAG指示燈以紅色閃爍的原因有兩個，建議查看CPU的信息來確認(rèn)具體報錯原因，查看CPU信息的方法請見硬件診斷或診斷方法舉例。

（1） 模塊缺少24V直流供電電源； I/O擴(kuò)展模塊缺少24V直流供電電源時，所有通道指示燈也以紅色閃爍。建議核對模塊接線圖，尤其是模塊供電端含兩排端子的，確定供電接線是否正確，以EM DR32為例，正確的接線方式如下圖所示。

圖3. EM DR32接線圖

（2） 模擬量模塊上通道斷線或是輸入值超量程。 模擬量模塊上通道斷線或是輸入值超量程，除了會引起模塊的DIAG指示燈以紅色閃爍，斷線或是超量程的通道的指示燈也以紅色閃爍，以提示用戶存在故障通道。

以RTD或TC模塊為例，如果RTD或TC模塊選擇了斷線報警，如圖2.39啟動斷線報警所示。則模塊會檢測每個通道的斷線情況。默認(rèn)情況下，該選項是沒有被激活的。RTD或TC模塊對于沒有使用的通道的處理方法如下： ①RTD模塊：將一個100Ohm的電阻按照與已用通道相同的接線方式連接到空的通道；或者將已經(jīng)接好的那一路熱電阻的所有引線，一一對應(yīng)連接到空的通道上。 ②TC模塊：短接未使用的通道，或者并聯(lián)到旁邊的實際接線通道上。 圖2.39 啟動斷線報警 如果不是通道斷線引起的報警，就是輸入值超量程了。默認(rèn)情況下，RTD和TC模塊的通道輸入值超上下限報警是激活的。發(fā)生了該報警，用戶需要判斷引起通道值超量程的原因：是信號問題還是模塊硬件的問題。

圖4.模擬量斷線報警

6. 為什么使用S7-200 SMART模擬量輸入模塊時接收到變動很大的不穩(wěn)定的值？

可能的原因如下：

1.可能模擬量輸入模塊和現(xiàn)場傳感器分別使用了自供電或隔離的電源，而兩個電源沒有彼此連接，即模擬量輸入模塊的電源和現(xiàn)場傳感器的信號地沒有連接；這將會產(chǎn)生一個很高的上下振動的共模電壓，影響模擬量輸入值。

2.另一個原因可能是模擬量輸入模塊接線太長或絕緣不好受到電磁干擾。

可以用如下方法解決：

1.連接現(xiàn)場傳感器的負(fù)端與模塊上的公共M端以補(bǔ)償此波動,如圖1所示：（但要注意，確保這是兩個電源系統(tǒng)之間的唯一聯(lián)系。）

背景是：

• 模擬量輸入模塊內(nèi)部是非隔離的；
• 共模電壓必須小于12V且大于-12V；
• 對于60Hz干擾信號的共模抑制比為40dB；

圖5. 傳感器信號等電位連接

注意：模塊中未使用的通道直接短接本通道的+、-，已使用的通道將傳感器的負(fù)端與模塊上的公共M端短接 。

2.使用模擬量輸入濾波。

• 選擇需要濾波的通道；
• 選擇濾波強(qiáng)度；

圖6. 設(shè)置模擬量輸入濾波

模擬量輸入值的濾波過程會產(chǎn)生穩(wěn)定的模擬信號，通常過濾對于在處理變化緩慢的信號時非常有用，例如溫度測量?？梢詾闉V波分為4個級別(無、弱、中、強(qiáng))。

可組態(tài)模塊在組態(tài)的周期數(shù)內(nèi)平滑模擬量輸入信號，從而將一個平均值傳送給程序邏輯，濾波級別越高，經(jīng)濾波處理的模擬值就越穩(wěn)定，但無法反應(yīng)快速變化的實際信號。

S7-200 SMART模擬量輸入模塊接收到測量值波動時的檢測方法和步驟

當(dāng) S7-200 SMART模擬量輸入模塊接收到測量值波動時，可通過如下圖的步驟進(jìn)行檢查：

圖7. 測量值波動時的檢測方法

注意：

A.上圖中所提到的等電位連接以及不用通道短接請參考本頁圖5。

B.屏蔽層單端接地：是在屏蔽電纜的一端將金屬屏蔽層直接接地，另一端不接地或通過保護(hù)接地。

在屏蔽層單端接地情況下，非接地端的金屬屏蔽層對地之間有感應(yīng)電壓存在，感應(yīng)電壓與電纜的長度成正比，但屏蔽層無電勢環(huán)流通過。單端接地就是利用抑制電勢電位差達(dá)到消除電磁干擾的目的。