《(完整版)西门子300PLC所有模拟量模块接线问题汇总——精编.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(完整版)西门子300PLC所有模拟量模块接线问题汇总——精编.doc（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、抓住一点，模拟量接线问题迎刃而解（一）确定基准电位点很重要 今天，一个新来的热线同事找我讨论模拟量模块的问题，他在热线上遇到了一些麻烦，用户打电话反映在现场的S7 300模拟量模块读数不变化，怎么折腾都读数是32767。尽管模拟量模块大家都很熟悉，但是类似的问题还经常有用户反应。翻了翻手边的资料，似乎没有系统讲解这个问题的，于是把自己的经验归纳总结一下。既然是经验，放在下载中心似乎不太合适，就放在自己的故事里吧。故事写完，想必也会有个比较正式的版本放在下载中心。 在我看来，想解决这样的问题，最根本的是要抓住一点。有的用户可能迫不及待地想知道哪一点了，但是这一点涉及的知识面还是有些宽。平时也忙，
2、我会断断续续的写，大家耐心看完这个系列，就可以抓住这一点了。 关于读不出值的问题，如果总是32767没有变化，其实值已经有了，只不过是超量程了。如果值为0，那就要注意模拟量是否有问题了，使用万用表测量现场信号并没有超限。为什么会出现这两种现象呢？这是因为选择的参考电位不同，例如，现场过来的信号为5V，那首先要问一下，基准点是几伏？1015是5V，-10 -5同样也是5V，如果测量端基准点是0V，那么测量就会有问题，所以一定要保证两端等电位。模拟量模块的基准电位点就是MANA ，所有的接线都与之有关。 在接下来的故事中，咱们就仔细讲讲接线的问题。抓住一点，模拟量接线问题迎刃而解（二）：隔离与非隔
3、离问题系列 2013-03-11 这里的隔离是指模拟量模块的基准电位点MANA 与地（也是PLC的数据地）隔离。隔离模块MANA 与地M可以不连接，以MANA 作为测量端的参考电位；非隔离模块MANA 与地M必须连接， 这样地M 变为MANA作为测量端的参考电位。隔离模块的好处就是可以避免共模干扰。如何知道模块是否是隔离模块，例如SM331模块，可以从模板规范中查到。S7-300中只有一款SM334（SM355除外）模块是非隔离的，此外CPU31XC集成的模拟量也是非隔离的，共同特点就是模块的输出和输入公用M端。同样传感器也有隔离与非隔离的问题。通常非隔离的传感器电源的负端与信号的负端公用一个
4、端子，例如传感器有三个端子 L， M 和S+，通过L， M端子向传感器供电，S+，M为信号的输出，公用M端。判断传感器是否隔离最好还是参考手册。隔离传感器信号负端与地M可以不连接，以信号负端作为信号源端的参考电位。非隔离传感器信号负端必须在源端（设备端）接地，以源端的地作为信号的参考电位。下面就是如何保证测量端与信号源端等电位接线的问题。在下面建议的连接图中所用的缩写词和助记符含义如下：M +：测量导线（正）M -： 测量导线（负）MANA：模拟量模块基准电位点这里需要注意MANA ，不同的接线方式都是以MANA 为参考基准电位。M： 接地端子L +：24 VDC电源端子UCM：MANA与模拟
5、量输入通道之间或模拟量输入通道之间的电位差UCM共模电压，有两种：1）不同输入信号负端的电位差，例如一个输入信号为3V，另一个输入信号也为3V，但是它们的基准点电位可能不同，可能是14V或36V,那么它们之间的共模电压为2V。2）输入信号负端与MANA的电位差。模块的UCM 是造成模拟量值超上限的主要原因。不同模块UCM 的最大值不同。UISO：MANA和CPU的M端子之间的电位差抓住一点，模拟量接线问题迎刃而解（三）：使用隔离的模拟量模块连接隔离的传感器 2013-03-18 上回讲到连接图中所用的缩写词和助记符含义，这回咱们就直接上图了，看图说话。隔离传感器与隔离模拟量信号连接图如图1所示
6、： .图1 连接隔离的传感器至隔离的模拟量输入模块 这种方式最简单，都与地隔离，都不需要接地，但是输入信号（传感器）负端与MANA 电压超过UCM最大限制，例如SM331（6ES7331-7KF02-0AB0）为2.5 VDC，就需要短接信号负端与MANA ，否则会出现超上限问题。现场可以查看一下，几乎所有超上限问题都是没有连接信号负端与MANA 。如果UISO 超过限制，例如75V DC，就需要连接信号负端、MANA 端以及接地端M，这时模块以大地M端为参考电位，实际变为非隔离使用了，这种情况很少见。 有的模块通道组间都是隔离的，没有MANA ，例如模块6ES7331-7NF10-0AB0，
7、接线如图2所示： 这时每一个通道组（每组2通道）的M-就是MANA ，输入通道组间UCM 最大为以达到75VDC。 都隔离的情况下连接信号负端与MANA 端就可以了(2线制和电阻测量除外)。手册每个模块接线图中MANA都是建议接地的，我认为这是在接地良好、不会产生共模电压（例如单端接地）的情况下.抓住一点，模拟量接线问题迎刃而解（四）：使用非隔离的模拟量模块连接隔离的传感器 2013-03-25 这回我来讲讲使用非隔离的模拟量模块连接隔离的传感器的情况，模块的MANA与地M不隔离，这样必须连接MANA与地M，模拟量的参考点电位变成地M，典型接线如图3所示：非隔离的模块都要求连接连接MANA与地
8、M，例如模块SM334(6ES7334-0CE01-0AA0)，在提示中强调必须连接，下面为引用手册的提示部分。抓住一点，模拟量接线问题迎刃而解（五）：使用隔离的模拟量模块连接非隔离的传感器 2013-03-28 传感器不隔离，那么信号源端以传感器本地的地为基准点电位。模块是隔离的，以MANA点为测量基准电位。典型接线如图4所示，从图4可以看到，非隔离的传感器信号负端在源端接地，但是如果连接多个非隔离的传感器并且分布在不同的地方（不同的接地点），这种情况下就比较麻烦。各个传感器信号的负端会有共模电压UCM ，为了消除UCM ，将各个信号的负端在源端使用短而粗的导线进行等电位连接，由于模块的MA
9、NA和信号源端的地可能存在电位差，还要将MANA与源端的地进行等电位连接。在这里不能在模块处进行短接，否则不能消除UCM。如果工厂接地不好，最好还是使用隔离的传感器。抓住一点，模拟量接线问题迎刃而解（六）：使用非隔离的模拟量模块连接非隔离的传感器 2013-04-01 如果使用非隔离的模拟量连接非隔离的传感器，那么一定将所有的点接地并进行等电位处理。典型接线如图5所示，从图5可以看到，按照隔离与非隔离的要求，模块不隔离，必须连接MANA与地M，传感器不隔离则需要连接信号负端到本地的地，这样一边以信号源的地作为基准点，一边以模块的地M作为基准点，为了消除两者之间的电位差（共模电压UCM），需要使
10、用足够粗的导线进行等电位连接。 如果整个工厂有等电位的接地网，使用非隔离的仪表和模块就比较简单，只需要连接MANA到本地的地M即可，因为每个点都等电位。往往事与愿违，由于非隔离的仪表价格便宜，越是使用这样仪表的地方，地通常打得都不会好，就更别提接地网和等电位连接了。不采取措施肯定有问题，必须保证等电位。使用万用表可以测量，那是因为万用表与地是隔离的，最大的共模电压UCM 也可能不同 ，与模块不在相同的条件下。建议使用隔离的传感器和模块。 讲了一系列的接线方式，最终的结论就是模拟量接线的几种方式都集中在一点上，就是信号源端与测量端一定要等电位。讲到这里我觉得还是要再扩展一下，利用这个原则同样也可
11、以解决数字量接线问题。下面是在现场遇见的一个问题，如图6所示，CPU与I/O的供电分开，I/O是一个非隔离模块，当现场给出信号，但是I/O模块的输入灯没有点亮，在CPU中也不能读出，使用万用表测量，在端子上有24V电压。模块没有问题，将两个电源PS的M端短接，就可以检测到输入信号，这也是由于参考点电位不同造成的。希望一点小小的提示可以帮助大家解决现场模拟量接线的问题。隔离与非隔离意思是一个等电压，等电流的变压器，但它与外界电网隔离，故此而得名，可以买到，也可以自制。隔离稳压器和非隔离稳压器，一个电源芯片是否是隔离稳压器与线性电源和开关电源有关系吗？其实就是一个特殊的变压器,不过它的功能不是变压
12、,因为他的两个线圈的圈数和线径都是完全一样的,这样可以起到与外电网隔离的作用,利用变压器的感应电流的功能而已，为了安全，用一输入输出电压相等（220V），且输出与输入完全隔离的变压器（输出端禁止接地），将用电设备与市电隔绝开的装置，就是隔离电源 隔离与非隔离的区别主要在于隔离稳压器输入电路与输出电路是不共地的，而非隔离式的是共地的。一般来说，非隔离的都有原边和副边的电感绕组，而隔 离式的只有单个的电感。在大功率和对地线干扰防护要求比较高的时候使用隔离式的，在比较简单和体积要求比较紧张的场合使用非隔离式的。 线性电源如果是指线性调整输出模块(LDO)，那么这个线性模块一定是非隔离式的，所以电源芯
13、片是否是隔离稳压器与线性电源和开关电源没有关系。隔离与非隔离都是开关电源中的两种大的分类 隔离与非隔离的区别主要在于隔离稳压器输入电路与输出电路是不共地的，而非隔离式的是共地的。一般来说，非隔离的都有原边和副边的电感绕组，而隔离式的只有单个的电感。在大功率和对地线干扰防护要求比较高的时候使用隔离式的，在比较简单和体积要求比较紧张的场合使用非隔离式的。 线性电源如果是指线性调整输出模块(LDO)，那么这个线性模块一定是非隔离式的，所以电源芯片是否是隔离稳压器与线性电源和开关电源没有关系。隔离与非隔离都是开关电源中的两种大的分类。下面的资料可以供你参考,你就很明白知道电源模块隔离和非隔离的区别了.
14、在你在选择隔离和非隔离电源模块时,要很清楚的了解你对电源的需求,和可靠性. 隔离模块的可靠性高,但成本高,效率差点. 非隔离模块的结构很简单,成本低,效率高,安全性能差. 串行通信总线通过RS-232、RS-485和控制器局域网(CAN)等物理网络传送数据,应用领域涉及工业过程控制、供电电源调节(稳压)以及计算机间的点对点通信. 这些相互连接的系统每个都配备有自己的电源,而且各系统之间往往间隔较远.正因为如此,我们通常需要采取电气隔离措施来确保系统的物理安全,并且需要切断接地回路,来保护系统免受瞬态高电压冲击,同时减少信号失真. 隔离可以保护系统免受由线路电涌或接地回路引起的高电压和大电流损害
15、,这种情况在包含多个接地通路的系统中极有可能发生.各系统被长线缆相隔,它们的地电势可能并不相等,因此两个系统之间会产生地电流.如果不采取隔离措施,这个电流将会在系统中引入噪声、降低测量精度甚至毁坏系统元件. 工业环境中,电机的启动和关闭、静电放电或近距离雷击都会把电流通过感应耦合到长距离线缆中,从而引起地电位发生快速改变,这种变化经常高达数百甚至数千伏.当这类现象发生时,远端系统期望获得的逻辑电平开关信号就会被迭加在一个参考其本地地电位的高电压之上.如果没有采取隔离措施,这个电压将破坏信号甚至损害系统.如果与总线连接的所有器件都只参考同一个地,那么系统将免受这种破坏性能量的影响,而将器件隔离则可以防止接地回路和电涌的发生. CAN总线采用平衡的两线差分接口,典型工作电压为3V或5V,在某些工业控制领域,由于现场情况十分复杂,各个节点之间存在很高的共模电压.虽然CAN总线具有一定的抗共模干扰的能力,但当共模电压高于接收器的极限电压,接收器就再也无法正常工作了,严重时甚至会烧毁芯片和仪器设备. 为了做到系统间的完全隔离,所有信号线和电源都必须进行隔离.通过光耦将信号隔离,隔离式直流/直流(DC/DC)转换器可以提供电源隔离.
