西門子300/400PLC模擬量模塊接線問題
發(fā)布日期:
2023-06-26

1、模擬量模塊讀數(shù)不變化

關(guān)于讀不出值問題,,如果總是32767沒有變化,,其實(shí)值已經(jīng)有了,,只不過是超量程了。如果值為0,,那就要注意模擬量是否有問題了,,使用萬(wàn)用表測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)并沒有超限。為什么會(huì)出現(xiàn)這兩種現(xiàn)象呢,?這是因?yàn)檫x擇的參考電位不同,,例如,現(xiàn)場(chǎng)過來的信號(hào)為5V,,那首先要問一下,,基準(zhǔn)點(diǎn)是幾伏?10~15是5V,,-10~ -5同樣也是5V,,如果測(cè)量端基準(zhǔn)點(diǎn)是0V,那么測(cè)量就會(huì)有問題,,所以一定要保證兩端等電位,。模擬量模塊的基準(zhǔn)電位點(diǎn)就是MANA? ,所有的接線都與之有關(guān),。

2,、隔離與非隔離問題

這里的隔離是指模擬量模塊的基準(zhǔn)電位點(diǎn)MANA與地(也是PLC的數(shù)據(jù)地)隔離。隔離模塊MANA與地M可以不連接,,以MANA作為測(cè)量端的參考電位,;非隔離模塊MANA與地M必須連接,這樣地M變?yōu)镸ANA作為測(cè)量端的參考電位,。隔離模塊的好處就是可以避免共模干擾。如何知道模塊是否是隔離模塊,,例如SM331模塊,,可以從模板規(guī)范中查到。S7-300中只有一款SM334(SM355除外)模塊是非隔離的,,此外CPU31XC集成的模擬量也是非隔離的,,共同特點(diǎn)就是模塊的輸出和輸入公用M端。

同樣傳感器也有隔離與非隔離的問題,。通常非隔離的傳感器電源的負(fù)端與信號(hào)的負(fù)端公用一個(gè)端子,,例如傳感器有三個(gè)端子L,M 和S+,,通過L,,M端子向傳感器供電,S+,,M為信號(hào)的輸出,,公用M端,。判斷傳感器是否隔離最好還是參考手冊(cè)。隔離傳感器信號(hào)負(fù)端與地M可以不連接,,以信號(hào)負(fù)端作為信號(hào)源端的參考電位,。非隔離傳感器信號(hào)負(fù)端必須在源端(設(shè)備端)接地,以源端的地作為信號(hào)的參考電位,。

下面就是如何保證測(cè)量端與信號(hào)源端等電位接線的問題,。在下面建議的連接圖中所用的縮寫詞和助記符含義如下:

M +:測(cè)量導(dǎo)線(正)

M -:測(cè)量導(dǎo)線(負(fù))

MANA:模擬量模塊基準(zhǔn)電位點(diǎn)

這里需要注意MANA,不同的接線方式都是以MANA為參考基準(zhǔn)電位,。

M:接地端子?

L+:24VDC電源端子

UCM:MANA與模擬量輸入通道之間或模擬量輸入通道之間的電位差

UCM共模電壓,,有兩種:

1)不同輸入信號(hào)負(fù)端的電位差,例如一個(gè)輸入信號(hào)為3V,,另一個(gè)輸入信號(hào)也為3V,,但是它們的基準(zhǔn)點(diǎn)電位可能不同,可能是1~4V或3~6V,那么它們之間的共模電壓為2V,。

2)輸入信號(hào)負(fù)端與MANA的電位差,。

模塊的UCM是造成模擬量值超上限的主要原因。不同模塊UCM的最大值不同,。

UISO:MANA和CPU的M端子之間的電位差

3,、使用隔離的模擬量模塊連接隔離的傳感器

隔離傳感器與隔離模擬量信號(hào)連接,連接隔離的傳感器至隔離的模擬量輸入模塊,。這種方式最簡(jiǎn)單,,都與地隔離,都不需要接地,,但是輸入信號(hào)(傳感器)負(fù)端與MANA? 電壓超過UCM最大限制,,例如SM331(6ES7331-7KF02-0AB0)為2.5VDC,就需要短接信號(hào)負(fù)端與MANA,,否則會(huì)出現(xiàn)超上限問題?,F(xiàn)場(chǎng)可以查看一下,幾乎所有超上限問題都是沒有連接信號(hào)負(fù)端與MANA? ,。如果UISO? ?超過限制,,例如75V DC,就需要連接信號(hào)負(fù)端,、MANA端以及接地端M,,這時(shí)模塊以大地M端為參考電位,實(shí)際變?yōu)榉歉綦x使用了,,這種情況很少見,。

有的模塊通道組間都是隔離的,沒有MANA,例如模塊6ES7331-7NF10-0AB0,,這時(shí)每一個(gè)通道組(每組2通道)的M-就是MANA ,,輸入通道組間UCM 最大為以達(dá)到75VDC。

都隔離的情況下連接信號(hào)負(fù)端與MANA 端就可以了(2線制和電阻測(cè)量除外),。手冊(cè)每個(gè)模塊接線圖中MANA都是建議接地的,,我認(rèn)為這是在接地良好、不會(huì)產(chǎn)生共模電壓(例如單端接地)的情況下,。

4,、使用非隔離的模擬量模塊連接隔離的傳感器

使用非隔離的模擬量模塊連接隔離的傳感器的情況,模塊的MANA與地M不隔離,,這樣必須連接MANA與地M,,模擬量的參考點(diǎn)電位變成地M,典型接線方式非隔離的模塊都要求連接連接MANA與地M,,例如模塊SM334(6ES7334-0CE01-0AA0),,在提示中強(qiáng)調(diào)必須連接,下面為引用手冊(cè)的提示部分,。

5,、使用隔離的模擬量模塊連接非隔離的傳感器

傳感器不隔離,那么信號(hào)源端以傳感器本地的地為基準(zhǔn)點(diǎn)電位,。模塊是隔離的,,以MANA點(diǎn)為測(cè)量基準(zhǔn)電位。典型接線方式非隔離的傳感器信號(hào)負(fù)端在源端接地,,但是如果連接多個(gè)非隔離的傳感器并且分布在不同的地方(不同的接地點(diǎn)),,這種情況下就比較麻煩。各個(gè)傳感器信號(hào)的負(fù)端會(huì)有共模電壓UCM,,為了消除UCM,,將各個(gè)信號(hào)的負(fù)端在源端使用短而粗的導(dǎo)線進(jìn)行等電位連接,由于模塊的MANA和信號(hào)源端的地可能存在電位差,,還要將MANA與源端的地進(jìn)行等電位連接,。在這里不能在模塊處進(jìn)行短接,否則不能消除UCM,。

如果工廠接地不好,最好還是使用隔離的傳感器,。

6,、使用非隔離的模擬量模塊連接非隔離的傳感器

如果使用非隔離的模擬量連接非隔離的傳感器,那么一定將所有的點(diǎn)接地并進(jìn)行等電位處理,。典型接線方式按照隔離與非隔離的要求,,模塊不隔離,必須連接MANA與地M,,傳感器不隔離則需要連接信號(hào)負(fù)端到本地的地,,這樣一邊以信號(hào)源的地作為基準(zhǔn)點(diǎn),,一邊以模塊的地M作為基準(zhǔn)點(diǎn),為了消除兩者之間的電位差(共模電壓UCM),,需要使用足夠粗的導(dǎo)線進(jìn)行等電位連接,。

如果整個(gè)工廠有等電位的接地網(wǎng),使用非隔離的儀表和模塊就比較簡(jiǎn)單,,只需要連接MANA到本地的地M即可,,因?yàn)槊總€(gè)點(diǎn)都等電位。往往事與愿違,,由于非隔離的儀表價(jià)格便宜,,越是使用這樣儀表的地方,地通常打得都不會(huì)好,,就更別提接地網(wǎng)和等電位連接了,。不采取措施肯定有問題,必須保證等電位,。使用萬(wàn)用表可以測(cè)量,,那是因?yàn)槿f(wàn)用表與地是隔離的,最大的共模電壓UCM? ?也可能不同 ,,與模塊不在相同的條件下,。建議使用隔離的傳感器和模塊。

講了一系列的接線方式,,最終的結(jié)論就是模擬量接線的幾種方式都集中在一點(diǎn)上,,就是信號(hào)源端與測(cè)量端一定要等電位。

利用這個(gè)原則同樣也可以解決數(shù)字量接線問題,。例如,,CPU與I/O的供電分開,I/O是一個(gè)非隔離模塊,,當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)給出信號(hào),,但是I/O模塊的輸入燈沒有點(diǎn)亮,在CPU中也不能讀出,,使用萬(wàn)用表測(cè)量,,在端子上有24V電壓。模塊沒有問題,,將兩個(gè)電源PS的M端短接,,就可以檢測(cè)到輸入信號(hào),這也是由于參考點(diǎn)電位不同造成的,。

如果有更多問題也歡迎與我們溝通交流,。

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