SM331模拟量输入模块

SM331模拟量输入模块

模拟量输入模块SM331（图）模拟量输入模块SM331SM331用于将现场各种模拟量传感器输出的直流电压或电流信号转换为PLC内部处理用的数字信号。模拟量输入模块的输入信号一般是模拟量变送器输出的标准直流电压、电流信号。SM331也可以直接连接不带附加放大器的的温度传感器（热电偶或热电阻）。模拟量输入模块SM331

模拟量输入(简称模入(AI))模块SM331目前有三种规格型号，即8AI×l2位模块、2AI×l2位模块和8AI×l6位模块。

SM331主要由A/D转换部件、模拟切换开关、补偿电路、恒流源、光电隔离部件、逻辑电路等组成。A/D转换采用积分方法，被测模拟量的精度是所设定的积分时间的正函数。即积分时间越长，被测值的精度越高。SM331可选四档积分时间：2.5ms、16.7ms、20ms和l00ms，相对应的以位表示的精度为8、12、12和14。

模拟量输入模块测量范围的设定

模拟量输入模块的输入信号种类用安装在模块侧面的量程卡（量程模块）来设置，量程卡安装在模拟量输入模块的侧面，每两个通道为一组，共用一个量程卡，下图中的模块共用8个通道，因此有4个量程卡。量程卡可以设定为“A”、“B”、“C”、“D”4个位置，其常见的含义为：“A”为热电阻、热电偶；“B”为电压；“C”为四线制电流；“D”为两线制电流。量程卡插入输入模块后，如果量程卡上的标记C与输入模块上的标记相对，则量程卡被设置在C位置。模块出厂时，量程卡预设在B位置。如果需要调整量程卡，步骤如下：

将量程卡从模拟量输入模块中卸下

将量程卡插入模拟量输入模块

模拟量模块的用途生产过程物理量标准的模拟信号传感器变送器•压力•

温度•

流量•

速度•

pH值•

粘性•

等±500mV±1V±5V±10V±20mA4...20mA等DAC

PQW...PQW...:::PQW...模拟量输出模块MR模块ADC结果存储器PIW...PIW...:::PIW...模拟量输入模块CPU::::::LPIW304TPQW320:模拟执行器

物理量......................................

模拟量模块具有许多特性，可以通过参数赋值，来设定模块的特性。参数分为动态参数和静态参数两种。通常使用STEP7对模拟量模块进行静态与动态参数赋值，此时CPU必须处于“STOP”模式。当设定完所有的参数后，应将参数下载到CPU。当CPU从“STOP”模式转换为“RUN”模式时，CPU即可将参数传送到每个模拟量模块；如果没有使用STEP7进行参数赋值，模块将使用默认设置。通过系统功能SFC55，可以修改当前用户程序中的动态参数，但必须注意，在CPU进行RUN→STOP、STOP→RUN转换后，使用STEP7所设定的参数将再次恢复。模拟量模块参数

SM331端子及英文缩写含义FAQ:FrequentlyAskedQuestions经常问到的问题M+:Measuringlead(positive)信号线（正）M–:Measuringlead(negative)信号线（负）MANA:Referencepotentialoftheanalogmeasuringcircuit模拟量输入回路的参考电势M:Groundterminal接地端L+:Terminalfor24VDCsupplyvoltage24VDC电源接线端UCM:PotentialdifferencebetweeninputsandreferencepotentialoftheMANAmeasuringcircuit信号输入端与MANA间的电势差UISO:PotentialdifferencebetweenMANAandMterminalofCPUMANA与CPU的M端间的电势差I+:Measuringleadforcurrentinput电流输入测量端U+:Measuringleadforvoltageinput电压输入测量端模拟量输入模块与传感器的连接

为了减少电磁干扰，对于模拟信号应使用屏蔽双绞电缆，并且模拟信号电缆的屏蔽层应该两端接地。如果电缆两端存在电位差，将会在屏蔽层中产生等电势耦合电流，造成对模拟信号的干扰。在这种情况下，应该让电缆的屏蔽层一端接地。

带隔离的模拟量输入模块

一般情况下，CPU的接地端子与M端子用短接片连接。带隔离的模拟量输入模块的测量电路参考点MANA与CPU模块的M端子之间没有电气连接，见图.。如果参考电压UANA和CPU的M端存在一个电位差UISO，必须选用带隔离的模拟量输入模块，通过在MANA端子和CPU的M端子之间使用一根等电位连接导线，可以确保UISO不会超过允许值。连接带隔离的传感器与带隔离的模拟量输入模块使用内部补偿的热电偶与模拟量输入模块的连接

使用补偿盒的热电偶与模拟量输入模块的连接

模拟量模块的诊断

模块有故障出现时将会执行下列操作:(1)将诊断报文送入模拟量模块的诊断区中，并传送到CPU。

(2)模拟量模块中的故障指示灯亮

(3)如果己经用STEP7中允许产生"诊断中断"功能，将触发一个诊断中断，并调用OB82。用户可以通过用户程序中的SFC，读出详细的诊断报文。在模块诊断中，可以查看STEP7中的故障原因(参见STEP7的在线帮助)。当CPU检测到错误时，不管参数如何设置，模拟量输入模块输出模拟测量值7FFFH，它表示上溢出、故障或通道被禁止使用。S7-300模拟量模块的寻址IM256

to270336

to350352

to366368

to382304

to318320

to334272

to286288

to302(发送)槽口号 234567891011384

to398400

to414432

to446448

to462464

to478480

to494496

to510416

to430机架1R0电源模块IM(接收)

电源模块CPU512

to526528

to542544

to558560

to574576

to590592

to606608

to622624

to638机架2IM(接收)

电源模块机架3640to654656to670672to686688

to702704

to718720

to734736

to750752

to766IM(接收)

电源模块模拟量寻址

在第一个信号模块插槽位置的模拟量输入/输出板的地址为256,上图给出了模块插槽和模块地址的对应关系。每个模拟量模块自动按16个字节的地址寄存器分配地址每个模拟量值占用2个字节。模拟量模块的输入/输出通道从实际插槽的相同基地址开始编号。S7-300系统的实际I/O与CPU内的外设存储区（PI和PQ）相对应。模拟量输入的标识是PIW，模拟量输出的标识是PQW。因为模拟量的起始地址是256，所以在第一个机架的第一个模块上，第一个通道的地址是PIW256。最后一个模拟量的地址是766。

模拟值的表示

模拟量输入/输出模块中模拟量对应的数字称为模拟值，模拟值用16位二进制补码定点数来表示，最高位（第15位）为符号位，正数的符号位为0，负数的符号位为1。模拟量模块的模拟值位数（即转换精度）可以设置为9~15位（与模块的型号有关，不包括符号位），如果模拟值的精度小于15位，则模拟值左移，使其最高位（符号位）在16位字的最高位（第15位），模拟值左移后未使用的低位则填入“0”，这种处理方法称为“左对齐”。电压测量范围为±l0~±lV的模拟值表示如表所示

模拟量的规格化

一个模拟量输入信号在PLC内部已经转化为一个数，而通常希望得到该模拟输入对应的具体的物理量数值（如压力值、流量值等）或对应的物理量占量程的百分比数值等，因此就需要对模拟量输入的数值进行转换，这称为模拟量规格（SCALING）。不同的模拟量输入信号对应的数值是有差异的，如下表所示为不同的电压、电流、电阻或温度输入信号对应的数值关系。此处仅选取部分典型信号作为示意，具体对应关系见附录。由表下表可以看出，额定范围内的模拟量输入信号双极性对应范围为±27648，如±10V对应±27648并呈现线性关系，单极性信号对应数字范围为0~27648；而对于Pt100测温范围-200~850℃对应的数值范围为。-2000~8500，即10倍关系。对于上面的各种模拟量输入信号的对应关系，需要编写相应的处理程序将PLC内部的数值转化为对应的实际工程量（如温度、压力）的值，因为工艺要求是基于具体的工程量而定的，例如“当压力大于3.5MPa时打开排气阀”，所以不进行模拟量转换，就无法知道当前的0～27648范围的这个数值到底对应的压力是多少，也就无从谈起编程实现了。在不同测量范围下模拟量的表达方式范围超上限超上界额定范围超下界超下限测量范围±10V电压例如：>=11.75911.7589:

10.000410.007.50

:-7.5-10.00-10.0004:

-11.759<=-11.76单位3276732511:

276492764820736

:-20736-27648-27649:

-32512-32768测量范围4..20mA电流例如：>=22.81522.810:

20.000520.00016.000

::4.0003.9995:

1.1852<=1.1845单位3276732511:

276492764820736

::0-1:

-4864-32768测量范围-200...+850ºC温度例如

Pt100单位3276710000:

85018500:

::-2000-2001:

-2430-32768>=1000.11000.0:

850.1850.0:

::-200.0-200.1:

-243.0<=-243.1测量范围0...300Ohm电阻例如：>=352.778352.767:

300.011300.000225.000

::0.000不允许负值单位3276732511:

276492764820736

::0-32768-1:

-4864模拟输入量的规范化HI_LIM=500.0LO_LIM=0.0027648-27648双向(M0.0=´1´)(传感器也提供负电压)B27648HI_LIM=500.0LO_LIM=0.00单向(M0.0=´0´)(传感器只提供正电压)AOUTININOUTxx+1Δxx+1Δ

FC105的参数参数类型数据类型存储区描述EN输入BOOLI,Q,M,D,L使能输入，高电平有效ENO输出BOOLI,Q,M,D,L使能输出，如正确执行完毕，则为1IN输入INTI,Q,M,D,L,P,Constant要定标为工程量的输入值即将要被转换的值HI_LIM输入REALI,Q,M,D,L,P,Constant工程量上限LO_LIM输入REALI,Q,M,D,L,P,Constant工程量下限BIPOLAR输入BOOLI,Q,M,D,L1表示输入为双极性，0表示输入为单极性OUT输出REALI,Q,M,D,L,P定标转换结果RET_VAL输出WORDI,Q,M,D,L,P返回值W#16#0000代表指令执行正确。如返回值不是W#16#0000，则需在错误信息中查该值的含义如输入I0.0为

1，SCALE功能被执行。下面的例子中，整形数

22将被转换成0.0到100.0的实数并写到OUT。输入是双