西门子SM332模拟量模块
上海西邑电气技术有限公司工业业务领域致力于为客户提供高品质的服务,追求客户的满意是我们始终如
一的目标。在中国,工业业务领域拥有一支**、经验丰富的工程师队伍,为客户提供7x24小时全天
候服务。专业的服务人员和遍布全国的服务及备件网络将对客户的服务需求迅速作出响应,将由设备故障
引起的损失降低到较小的程度。
1. S7-200与S7-200之间有哪些通信方式
S7-200与S7-200之间的通信方式灵活多样,常用的通信方式有如下四种:
? 网络读写(PPI)通信
? 以太网通信
? 电话网Modem通信
? MD720-3 无线通信
提示:除了以上方式,您也许会想到Modbus通信和自由口通信。这两种方式可以用于S7-200之间的数据交换,但是不是我们推荐的常用通信方式。因为使用Modbus通信和自由口通信时您需要编写大量的程序,并无法很好的保证通信的准确性和实时性,Modbus 通信和自由口通信是常用于S7-200CPU与第三方设备或仪表之间的数据交换方式。
1.1 网络读写(PPI)通信
PPI 协议是S7-200**的主从通信协议.利用此方式可以实现S7-200与S7-200间的数据交换。这种通信方式利用CPU集成通信口即可实现,配置简单。通信中,主站设备将请求发送至从站设备,然后从站设备进行响应。具体如下图所示:
实现网络读写(PPI)通信可以使用以下两种方法:
**,使用Step 7 Micro/Win编程软件中指令向导中的NETR/NETW向导;
具体方法和相关注意事项请参考《西门子 S7-200?LOGO!?SITOP 参考》(更新版)S7-200 PLC->通信->网络读写(PPI)通信。
*二,使用NETR/NETW指令,需要客户自己编写程序实现。
详细的编程设置及例子程序请参考《S7-200可编程控制器系统手册》*6章S7-200指令集->通信指令->网络读写指令。
提示: NETR/NETW向导使用简单,不用大量编程,只需按照向导步骤设置参数,因此不易出错。推荐采用向导的方法实现网络读写(PPI)通信。
使用网络读写(PPI)通信时需要注意以下几点:
**,只有PPI主站需要配置或编程,从站不需要配置;
*二,主站既可以读写从站的数据,也可以读写另一个主站的数据;
*三,在一个PPI网络中,与一个从站通信的主站的个数没有限制,但是一个网络中主站的个数不能**过32个;
*四,由于S7-200 CPU集成的通信口是非隔离的。因此在一个PPI通信网络中,一个网段的距离不能**过50米。如果通讯距离**出50m,应在通信网络中使用中继器。如下所示:
提示:在上图中,通常扩展一个中继器可延长通信网络50米,但如果扩展一对中继器,并且它们之间没有任何节点,中继器之间的距离可达到1000米。
在网络中使用中继器的具体方法可参考《S7-200可编程控制器系统手册》*7章 网络通信->网络的建立->在网络中使用中继器
1.2 以太网通信
S7-200PLC可以通过智能扩展模块CP243-1连接至工业以太网中。这样,S7-200之间就可以通过以太网进行数据交换,如下图所示:
使用以太网通信需要注意以下几点:
**,S7-200与S7-200之间采用以太网通信方式必须增加CP243-1以太网通信模块,且一个S7-200CPU只能连接一个CP243-1扩展模块;
*二,CP243-1不是即插即用模块,需先通过Step 7 Micro/Win编程软件对其组态;
*三,CP243-1可同时与较多8个以太网S7控制器通信,即建立8个S7连接
与称重变送器和称重仪表不同,SIWAREX系列称重模块可以直接接收称重传感器输出的mV信号,并与西门子控制系统(包括S7 200/300/1200/ET200M/ ET200S)无缝集成,具有扩展灵活、精度高、响应速度快等优点。SIWAREX系列称重模块其设计用于各种工业环境,具备很高的抗干扰能力,但是为了保证模块运行可靠,在安装接线等方面必须要规范操作。
EMC即电磁兼容性,描述了电气设备在特定的电磁环境下,既不受到电磁环境的影响,也不会对周围环境产生影响的能力。在系统安装之前,一定要执行EMC设计规范,分析各种可能存在的干扰源。
电磁干扰可以通过以下几种方式干扰到控制系统和称重模块的正常工作:
根据传输介质(导电还是非导电)以及干扰源与设备之间的距离,干扰信号可以通过四种耦合方式进入到控制系统:
安装接线注意事项
原则1:接地面积要大
原则2:电缆敷设要分类
当传感器与称重模块之间距离很远时,在有等电势体的前提下,建议屏蔽层在接线盒和模块处均大面积接地,如下图所示:
在模块侧电缆的屏蔽层压直接压在屏蔽安装单元上,如下图所示:
原则5 各种屏蔽连接单元的使用
西门子SM332模拟量模块
对于SIWAREX U、SIWAREX FTC和SIWAREX FTA模块,屏蔽连接元件和屏蔽连接端子需要配合使用,其中:
对于SIWAREX CS模块
屏蔽连接端子和单元组装后,如下图所示:
原则6:接线盒的选择
接线盒的电缆密封格兰头内有4个金属片,当电缆从该格兰头穿过时,电缆的屏蔽层通过四个金属片压紧,并与金属格兰头大面积接触,而金属格兰头与接线盒壳体是导通的,这样连到接线盒上的所有传感器的屏蔽层通过金属壳体导通,而且导通电阻非常小。
在有等电势体的情况下,接线盒可以通过其接地端子进行接地。该接地端子与电缆密封格兰及壳体都是连通的。
注意:如果需用第三方接线盒,要求接线盒的壳体及其电缆密封格兰都必须是金属的。
EMC问题通常会引起称重模块的SF指示灯亮或者重量显示错误,通常可以检查下列几点:
(1) 在称重模块侧,电缆屏蔽层是否通过各种屏蔽连接元件接地;
(4) 电缆屏蔽层接地点是否等电势,等电势体的截面积是否足够大。
图1 SIWAREX集成化解决方案替代称重变送器/仪表
(1) 电磁场直接作用于控制系统;
(2) 通过现场总线引入干扰,如PROFIBUS DP;
(3) 通过过程信号电缆引入干扰;
(4) 通过电源或者保护地引入干扰;
(1) 电导耦合
(2) 电容耦合
(3) 电感耦合
(4) 辐射耦合
安装自动化设备时,不可动的金属部件要接地,接地面积要大,接地电阻要小,比如通过扁钢、铜排、截面积比较大的电缆等。喷漆或者阳极化处理的金属部件,通过螺丝接地时,需要通过专门的接地片或者去掉接触面的防腐层。因为铝很容易氧化,不适宜作为接地材料。
图2 接地铜排及电缆
在敷设电缆时,将其按照主电源线、电源线、信号线、现场总线等进行分类,电源线与信号线一定要走不同的穿线管或者走线槽,信号线尽可能贴着支撑梁、金属导轨、机柜背板等走线。
原则3:等电势体
创建等电势体,并将系统内的所有电气设备都通过等电势体连接到大地。对于防爆应用场合,必须建立等电势体。
原则4:电缆屏蔽层要连接
称重模块与传感器之间推荐使用西门子提供的**电缆,如图3所示。
电缆型号:Li2Y 1 x 2 x 0.75 ST + 2 x (2 x 0.34 ST) – CY
订货号: 非防爆 7MH4702-8AG 防爆 7MH4702-8AF
注意:如果使用第三方电缆,请使用两两双绞屏蔽,外面还要有一层总屏蔽的双屏蔽电缆:
图3 称重模块与传感器之间连接电缆
图4 电缆屏蔽层的连接
在称重模块侧,称重传感器电缆的屏蔽层通过各种屏蔽连接元件与安装背板或者导轨进行大面积连接。
对于S7 200中使用的SIWAREX MS模块其屏蔽连接端子如下图所示,订货号:6ES5728-8MA11,每包10个。
图5 SIWAREX MS屏蔽连接端子
屏蔽连接单元,订货号:6ES7390-5AA00-0AA0,可供两个SIWAREX U 使用,(对于SIWAREX FTC和SIWAREX FTA模块一个连接单元只能连接一个模块。)
屏蔽连接端子,订货号:6ES7390-5CA00-0AA0,每包两个,适合线径为4 到13mm 的传感器电缆。
图6 SIWAREX U/FTA/FTC屏蔽连接单元及端子
屏蔽连接元件,订货号:6ES7193-4GA00-0AA0,每包5个;
屏蔽连接端子,订货号:6ES7193-4GB00-0AA0,每包5 个;
图7 SIWAREX CS屏蔽连接单元及端子
图8 SIWAREX CS屏蔽连接单元及端子装配图
当一台秤使用多个称重传感器时,传感器电缆必须通过接线盒将电缆进行并联。西门子提供**的接线盒,有不锈钢和铝两种材质,外壳喷漆处理,如下图所示。盒子上面有4个进线空,下面有一个出线孔,即较多允许四个传感器并联。
订货号: 不锈钢材质 7MH4710-1EA 铝材质 7MH4710-1BA
图9 西门子称重传感器接线盒
图10 接线盒电缆密封格兰头
图11 电缆屏蔽层通过电缆密封格兰头内金属片压紧图
图12 接线盒接地端子
(2) 在接线盒处,电缆屏蔽层是否通过接线盒的金属密封格兰与接线盒连接,而不是将屏蔽层连接到内部端子上;
(3) 称重传感器接地电缆,截面积大于16mm2,这样可以一定程度上防止现场电焊等操作造成传感器过电流损坏。如果从西门子采购,该电缆订货号为7MH3701-1 AA1
图13 称重传感器接地电缆
(5) 称重模块与传感器之间的连接电缆与电源或者电机(尤其变频器控制的电机)的动力电缆距离是否太近了。
(6) 检查控制柜中称重模块与变频器或者它的的电缆太近了。
(7) 继电器、开关或者电磁阀门是否有保护电路,或者保护电路是否工作正常。
(8) 24V供电电源也可能引起模块故障。在这种情况下,24V电源可以并联稳压二极管,1N6285的效果就很好,击穿电压不**34V。
(9) 在某些特殊场合还可能用到滤波器。经过测试EPCOS的SIFI-B或D型滤波器效果很好。如果故障来源于传感器电缆,那么EXC、SENSE和SIG各需要一个滤波器。