西门子紫色电缆代理商

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S7-200模拟量模块系列

模拟信号是指在一定范围内连续的信号（如电压、电流)，这个“一定范围”可以理解为模拟量的有效量程。在使用S7-200模拟量时，需要注意信号量程范围，拨码开关设置，模块规范接线，指示灯状态等信息。

本文中，我们按照S7-200模拟量模块类型进行分类介绍：

1.AI 模拟量输入模块?

2.AO模拟量输出模块?

3.AI/AO模拟量输入输出模块

4.常见问题分析

首先，请参见“S7-200模拟量全系列总览表”，初步了解S7-200模拟量系列的基本信息，具体内容请参见下文详细说明： 

AI 模拟量输入模块

A. 普通模拟量输入模块：

如果，传感器输出的模拟量是电压或电流信号（如±10V或0~20mA），可以选用普通的模拟量输入模块，通过拨码开关设置来选择输入信号量程。注意：按照规范接线，尽量依据模块上的通道顺序使用（A->D），且未接信号的通道应短接。具体请参看《S7-200可编程控制器系统手册》的附录A-模拟量模块介绍。

4AI EM231模块：

首先，模拟量输入模块可以通过设置拨码开关来选择信号量程。开关的设置应用于整个模块，一个模块只能设置为一种测量范围，且开关设置只有在重新上电后才能生效。也就是说，拨码设置一经确定后，这4个通道的量程也就确定了。如下表所示：

注：表中0~5V和0~20mA（4~20mA）的拨码开关设置是一样的，也就是说，当拨码开关设置为这种时，输入通道的信号量程，可以是0~5V，也可以是0~20mA。

8AI EM231模块：

8AI的EM231模块，第0->5通道只能用做电压输入，只有第6、7两通道可以用做电流输入，使用拨码开关1、2对其进行设置：当sw1=ON，通道6用做电流输入；sw2=ON时，通道7用做电流输入。反之，若选择为OFF，对应通道则为电压输入。

注：当第6、7道选择为电流输入时，第0->5通道只能输入0-5V的电压。

B. 测温模拟量输入模块（热电偶TC；热电阻RTD）：

如果，传感器是热电阻或热电偶，直接输出信号接模拟量输入，需要选择特殊的测温模块。测温模块分为热电阻模块EM231RTD和热电偶模块EM231TC。注意：不同的信号应该连接至相对应的模块，如：热电阻信号应该使用EM231RTD，而不能使用EM231TC。且同一模块的输入类型应该一致，如：Pt1000和Pt100不能同时应用在一个热电阻模块上。

热电偶模块TC： 

EM231 TC支持J、K、E、N、S、T和R型热电偶，不支持B型热电偶。通过拨码设置，模块可以实现冷端补偿，但仍然需要补偿导线进行热电偶的自由端补偿。另外，该模块具有断线检测功能，未用通道应当短接，或者并联到旁边的实际接线通道上。?

热电阻模块RTD：

热电阻的阻值能够随着温度的变化而变化，且阻值与温度具有一定的数学关系，这种关系是电阻变化率α。RTD模块的拨码开关设置与α有关，如下图所示，就算同是 Pt100，α值不同时拨码开关的设置也不同。在选择热电阻时，请尽量弄清楚α参数，按 照对应的拨码去设置。具体请参看《S7-200可编程控制器系统手册》的附录A-热电偶和热电阻扩展模块介绍。

EM231 RTD模块具有断线检测功能，未用通道不能悬空，接法方式如下：

（1）请将一个电阻按照与已用通道相同的接线方式连接到空的通道，注意：电阻的阻值必须和RTD的标称值相同；

（2）将已经接好的那一路热电阻的所有引线，一一对应连接到空的通道上。

因为热电阻分2线制、3线制、4线制，所以RTD模块与热电阻的接线有3种方式，如图所示。其中，精度最高的是4线连接，精度最低的是2线连接。

提示：

（1）. 在STEP7 Micor/WIN软件中（S7-200的编程软件），对于模拟量输入通道设有软件滤波功能，如图所示，具体请参见《S7-200 ? LOGO? SITOP 参考》->系统块-模拟量滤波。

但是，在系统块中设置模拟量通道滤波时，RTD和TC模块占用的模拟量通道，应禁止滤波功能。

（2） EM231 TC和RTD模块上，均有24V电源指示灯和SF故障指示灯。如图所示：（a）若24V电源指示灯=OFF，则说明该模块没有24V工作电源；（b）若SF红灯闪烁，原因可能是：模块内部软件检测出外接断线，或者输入超出范围。 

注：具体请参见：《S7-200 ? LOGO? SITOP 参考》->EM231 RTD/EM231 TC。

AO模拟量输出模块

S7-200的扩展模块里，分别有2路、4路的模拟量输出模块EM232。根据接线方式（M-V或M-I）选择输出信号类型，电压：±10V，电流：0~20mA（4~20mA）。

AI/AO模拟量输入输出模块

(A) CPU模块本体集成的2路AI和1路AO

S7-200只有CPU 224XP和CPU224XPsi，本体集成有模拟量通道。其中，2路AI是：电压信号±10V，1路AO是：电压信号0~10V；或者电流信号0~20mA(4~20mA)，输出信号类型可以通过硬件接线来选择。

(B) EM235模拟量输入输出模块

EM235模块有4路AI和1路AO。通过拨码开关设置来选择4路AI通道的输入信号程，如下表所示，这个模块可以测量毫伏级（mV）的信号；1路AO是：电压信号 ±10V；或电流信号0~20mA（4~20mA），可以根据硬件接线方式（M-V或M-I）选择输出信号类型。

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注：模块上的电位计是用来调节输入信号和转换数值的放大关系，在模块出厂时已经设置好了，如无需要，请不要随意更改。

常见问题分析

A．模拟量输入与数字量的对应关系：

模拟量信号（0~10V，0~5V或0~20mA）在S7-200 CPU内部用0~32000的数值表示（注：4~20mA对应6400~32000），这两者之间有一定的数学关系，如图所示： 

B．模拟量模块的硬件接线介绍

（1）CPU 224 XP集成有2路电压输入，接线方法见a：分别为A+和M、B+和M，此时只能输入±10V 电压信号。

CPU 224XP还集成有1路模拟量输出信号。电流输出如图b，将负载接在I和M端子之间；电压输出如图c，将负载接在V和M端子之间。

（2）模拟量输入的接线方式 

以4AI EM231模块为例，分别介绍电压、电流型输入信号的接线方式，如图所示。注意：此接线图是一个示意图，表述的是不同的接线方式，并不是指该模块只有A通道可以接入电压，B通道必须悬空，C和D通道只能接入电流。

当您的信号为电压输入时可以参考接线方法a，以此类推。

方式a. 电压输入方式：信号正接A+；信号负接A-；

方式b. 未用通道接法（不要悬空）：未用通道需短接，如B+和B-短接；

方式c. 电流输入方式（四线制）：信号正接C+，同时C+与RC短接；信号负接C-，同时C-和模块的M端短接。

方式d. 电流输入方式（两线制）：信号线接D+，同时D+与RD短接；电源M端接D-，同时和模块的M端短接。

注：具体请参见：《S7-200 ? LOGO? SITOP 参考》->模拟量模块接线。

（3）电流型信号输入接线方式 

电流型信号的接线方式，分为四线制、三线制、二线制接法。这里讨论的“几线制”，是以传感器或仪表变送器是否需要外供电源来区别的，而并不是指EM231模块需要几根信号线，或该变送器的信号线输出。

a. 四线制-电流型信号的接法： 

四线制信号是指信号设备本身外接供电电源，同时有信号+、信号-两根信号线输出。供电电源可有220VAC或24VDC，接线如图所示：

b. 三线制-电流型信号的接法： 

三线制信号是指信号设备本身外接供电电源，只有一根信号线输出，该信号线与电源线共用公共端，通常情况是共负端的。接线如图所示：

注：若设备的24VDC供电电源与EM231模块的供电电源不是同一个电源，那么，需要将模块的M端与该通道的负端引脚短接（如，M和C-短接）。这是为了使模块与测量通道工作在同一的参考电压，也就是等电位。下面的二线制接法同理。

抱闸控制功能

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G120变频器具有一个内部逻辑专门用于控制电机抱闸，电机抱闸可以防止电机静止时意外旋转，特别是位能性负载。下表中列出抱闸控制参数：

1.1                 概述

         无论在带编码器矢量控制（VC）和无编码器矢量控制（SLVC）下，动态优化都是保证控制精度和高动态响应的前提。只有在矢量控制模式（P1300≥20）下，才需要对电机进行动态优化。动态优化包括两种模式：旋转测量（包含饱和曲线测量、转动惯量测量和速度控制器优化）和速度控制器优化（包含转动惯量测量和速度控制器优化）。

         动态识别必须在以下条件下才能完成：

1.      接线正确，并且变频器和电机没有绝缘故障；

2.      电机的铭牌参数准确的输入到变频器中；

3.      电机在空载状态下；

4.      电机可以自由旋转；

5.      静态识别已经完成。

1.2                 相关参数

         当执行过旋转测量以后，不必再执行速度控制器优化。速度控制器优化已经包含在旋转测量中。如果选择P1300≥20，并且没有完成静态识别，变频器会报出A07994，提示电机静态识别未完成。

表 STYLEREF 1 \s 1? SEQ 表 \* ARABIC \s 1 1动态优化的参数设置

参数号	出厂值	描述
P1900	0	电机数据检测及旋转检测
P1910	0	电机数据检测
P1960	0	1（旋转测量，无编码器矢量控制下）
		3（速度控制器优化，无编码器矢量控制下）
		2（旋转测量，带编码器矢量控制下）
		4（速度控制器优化，带编码器矢量控制下）
P1961	40%	检测饱和曲线时的转速
P1965	40%	检测转动惯量时的转速
P1967	100%	速度控制器优化的动态系数

注意：在动态优化过程中，电机会频繁的加速和减速，可以通过设置P1961和P1965限制优化过程中电机的最高转速；

         G120（cu2x0x-2x）变频器执行动态优化过程中，表1-2中的这些参数会被自动测量和设置，以帮助变频器提高控制精度和动态响应。其中，转速控制器适配的说明和使用请参看《G120(CU2x0x-2)转速控制器适配》文档。

表 STYLEREF 1 \s 1? SEQ 表 \* ARABIC \s 1 2动态优化测量的参数

参数号	描述	参数号	描述
r331	实际的电机励磁电流	P1464	转速控制器适配转速下限
P341	电机转动惯量	P1465	转速控制器适配转速上限
P342	总转动惯量与电机转动惯量比	P1470	无编码器运行时转速控制器的P增益
P360	电机励磁电感	P1472	无编码器运行时转速控制器的积分时间
P1460	转速控制器P增益适配转速下限	P1496	加速度前馈定标
P1461	转速控制器P增益适配转速上限比例系数	r1968	转速控制器优化的动态系数
P1462	转速控制器积分时间适配转速下限	r1973	检测出编码器的脉冲数
P1463	转速控制器积分时间适配转速上限比例系数

1.3                 动态优化操作步骤

         无编码器矢量控制动态优化操作步骤

         当完成变频器的快速调试以后，进行如下设置：

1、设置P1900=1，P1910=1，P1960=1；

2、此时屏幕上出现报警代码A07991和A07980，提示静态识别和动态优化已经激活；

3、启动变频器，静态识别开始，电机发出蜂鸣声；

4、静态识别结束后，报警代码A07991消失，蜂鸣声消失，变频器自动停机；

5、再一次启动变频器，动态优化开始，电机开始旋转；

6、动态优化结束后，报警代码A07980消失，变频器自动停机；

7、将P0971=1，执行Copy RAM to ROM.

         带编码器矢量控制动态优化操作步骤

         当完成变频器的快速调试以后，进行如下设置：

1、设置P1900=1，P1910=1，P1960=2；

2、此时屏幕上出现报警代码A07991和A07980，提示静态识别和动态优化已经激活；

3、启动变频器，静态识别开始，电机发出蜂鸣声；

4、静态识别结束后，报警代码A07991消失，蜂鸣声消失，变频器自动停机；

5、再一次启动变频器，动态优化开始，电机开始旋转；

6、动态优化结束后，报警代码A07980消失，变频器自动停机；

7、将P0971=1，执行Copy RAM to ROM.

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