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SM 1234 4 x 模拟量输入/
2 x 模拟量输出
先明确两个模拟量输入模块参数:
分辨率是 A/D 模拟量转换芯片的转换精度,即用多少位的数值来表示模拟量。S7-1200 模拟量模块的转换分辨率是12位,能够反映模拟量变化的较小单位是满量程的 1/4096 。
数字化模拟值的表示方法及示例:
如上表所示,当转换精度小于16位时,相应的位左侧对齐,较小变化位为 16 - 该模板分辨率,未使用的较低位补 “ 0 ”。 如表中 12 位 分辨率的模板则是从 16 - 12 = 4,即低字节的*四位 bit 3 开始变化,为其较小变化单位 = 8 (红色图框所示) ,bit 0~bit 2 则补“ 0 ”(红色图框黄色背景所示)。则 12 位模板 A/D 模拟量转换芯片的转换精度为 / = 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,这些都会对转换的最后精度造成影响。这些因素造成的误差要大于 A/D 芯片的转换误差。
可以使用STEP 7 Basic 指令列表 "Convert" 中的 “ SCALE_X ” 和 “ NORM_X ” 来转换模拟量值。
计算公式:
SCALE_X_OUT = [(NORM_X_VALUE - NORM_X_MIN)/(NORM_X_MAX - NORM_X_MIN)] * (SCALE_X_MAX - SCALE_X_MIN) + SCALE_X_MIN
如下图1 程序所示,为标准 0~20 mA 模拟量输入信号,对应 0 ~ 80 MPa 压力的量程换算示例
图 1.测量值转换为工程量示例
其中参数含义如下表1 所示:
表 1.
注意:SM1231 新的模拟量模块(例如 6ES7 231-4HD32-0XB0)增加了 4~20 mA范围, 对于非标准信号例如电流通道接入 4 ~ 20 mA ,可以设置电流范围 0-20mA 或者 4-20mA, 如下图所示:
但是设置 0-20mA 或者 4-20mA 对应不同的量程范围和 NORM_X 通道测量值下限。如下表所示:
如下图2 程序所示,为标准 4~20 mA 模拟量输入信号,对应 0 ~ 80 MPa 压力的量程换算示例,同理需修正通道测量输出值下限 SCALE_X_LO_LIM 为 5530
图 2. 工程量转换为测量值
其中参数含义如下表2 所示:
表 2.
说明:工程量相关值取决于使用现场,是无法确定有效值的,一能确定的关系是工程量给定或输出值在工程量的下限值和上限值之间,在此不作过多表述。
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图1. 4 线制传感器
图2. 3 线制传感器
图3. 2 线制传感器
S7-200 CPU支持6路高速数字量输入(CPU224/226)和两路高速数字量输出(用于PTO/PWM)。
新产品CPU224 XP高速输入中的两路支持更加高的速度。用作单相脉冲输入时,可以达到200KHz;用作双相90°正交脉冲输入时,速度可达100KHz。
CPU224 XP的两路高速数字量输出速率可以达到100KHz。
图中:
除了其他高速输入端子外,CPU224 XP特有的高速输入端子为I0.3、I0.4、I0.5。
具体位置如图1所示。
这些特高速输入端可用作高速计数器输入端,如表1所示:
表1. CPU224 XP高速输入端子与计数器分配
根据上表可以看出:
支持特高速输入的I0.3、I0.4、I0.5可以接受5 - 24VDC信号;它们既可以用于高速脉冲输入,也可以用于普通输入信号。它们与本组输入点(I0.0 - I0.7)一起,支持源型和漏型输入。
CPU224 XP的高速脉冲输出Q0.0和Q0.1支持高达100KHz的频率。
Q0.0和Q0.1支持5 - 24VDC输出。但是它们必须和Q0.2 - Q0.4一起成组输出相同的电压。
高速输出只能用在CPU224 XP DC/DC/DC型号
CPU 224 XP 的高速计数器模式 12,是否可以计数 30 KHz 以上的脉冲?
CPU 224 XP 支持较多 100 KHz 的高速脉冲输出。S7-200 系列 CPU 只有高速计数器 HSC0, HSC3 能够被设置为模式 12,使用的输入端子为I0.0, I0.1,而不是特高速输入端子:I0.3、I0.4、I0.5。非特高速脉冲信号输入端由于硬件电路的限制(如光电耦合等)只能支持较高 30 KHz 的高速脉冲输入。
用户使用高速计数器模式 12 时不需要任何外部连线,Q0.0(Q0.1) 与 I0.0(I0.1) 通过集成电路内部关联,越过了外部信号处理电路,因此 HSC0(HSC1) 可以计 100KHz 或者更高频率的脉冲。用户在使用向导配置 S7-200 内部 PTO/PWM 操作时,勾选“使用高速计数器HSCx(模式12)自动计数线性 PTO 生成的脉冲”即可。
CPU224 XP的高速输入(I0.3/4/5)是5VDC信号,其他输入点是否可以接24VDC信号?
可以。只需将两种信号供电电源的公共端都连接到1M端子。这两种信号必须同时为漏型或源型输入信号。
CPU224 XP的高速输出点Q0.0和Q0.1接5V电源,其他点如Q0.2/3/4是否可以接24V电压?
不可以。必须成组连接相同的电压等级。
模拟量模块、信号板
信号类型
模板型号
订货号
分辨率
负载信号类型
量程范围
CPU 集成模拟量输入
SM 1231 8 x 模拟量输入
±10 V ,±5 V,±2.5 V
-27648 ~ 27648
0~20 mA,4~20 mA
0 ~ 27648
12 位 + 符号位
0~20 mA,4~20 mA
0 ~ 27648
SB 1231 1 x 模拟量输入
6ES7 231-4HA30-0XB0
11 位 + 符号位
-27648 ~ 27648
0~20 mA
0 ~ 27648
SM 1234 4 x 模拟量输入/2 x 模拟量输出
SB 1232 1 x 模拟量输出
输入信号精度计算
模拟量量程计算
一、测量值转换为工程量
参数名称
数据类型
参数含义
实际电流输入
设置电流范围
量程范围
NORM_X 通道测量值下限
0-20 mA
0-20 mA
0 -27648
0
4-20 mA
0-20 mA
5530- 27648
5530
4-20 mA
0 - 27648
0
二、工程量转换为测量值
参数名称
数据类型
参数含义
模拟量模块
SM1231 模拟量输入
SM 1232 模拟量输出
SM 1234 模拟量输入/输出
SB 1231 模拟量输入(信号板)
SB 1232 模拟量输出(信号板)
AI 连接传感器接线方式
TC 信号模块
TC 信号模块接线
TC 信号板接线
RTD 信号模块
RTD 信号模块接线
RTD 信号板接线
CPU224 XP 高速I/O
图1. CPU224 XP数字量接线
CPU224 XP的高速数字量输入
模式
描述
输入点
HSCO
I0.0
I0.1
I0.2
HSC1
I0.6
I0.7
I1.0
I1.1
HSC2
I1.2
I1.3
I1.4
I1.5
HSC3
I0.1
HSC4
I0.3
I0.4
I0.5
HSC5
I0.4
0
带有内部方向控制的单相计数器
时钟
1
时钟
复位
2
时钟
复位
启动
3
带有外部方向控制的单相计数器
时钟
方向
4
时钟
方向
复位
5
时钟
方向
复位
启动
6
带有增减计数时钟的双相计数器
增时钟
减时钟
7
增时钟
减时钟
复位
8
增时钟
减时钟
复位
启动
9
A/B相正交计数器
时钟A
时钟B
10
时钟A
时钟B
复位
11
时钟A
时钟B
复位
启动
CPU224 XP高速脉冲输出
常问问题