詳細(xì)介紹
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追求,追求精確
要通過“嚴(yán)格”的檢驗(yàn)程序,,以可編程控制器(PLC)產(chǎn)品為例,,在整個生產(chǎn)過程中針對該類產(chǎn)品的質(zhì)量檢測節(jié)點(diǎn)就超過20個。視覺檢測是數(shù)字化工廠*的質(zhì)量檢測方法,,相機(jī)會拍下產(chǎn)品的圖像與Teamcenter數(shù)據(jù)平臺中的正確圖像作比對,,一點(diǎn)小小的瑕疵都逃不過SIMATIC IT品質(zhì)管理模塊的“眼睛”。對比傳統(tǒng)制造企業(yè)的人工抽檢,,這顯然要可靠又快速得多,。”
模擬量模塊、信號板
信號類型
模板型號 | 訂貨號 | 分辨率 | 負(fù)載信號類型 | 量程范圍 |
模擬量輸入 | ||||
CPU 集成模擬量輸入 | 10 位 | 0 ~ 10 V | 0 ~ 27648 | |
SM 1231 4 x 模擬量輸入 | 6ES7 231-4HD32-0XB0 | 12 位 + 符號位 | ±10 V ,±5 V,±2.5 V | -27648 ~ 27648 |
0~20 mA,,4~20 mA | 0 ~ 27648 | |||
SM 1231 4 x 模擬量輸入 | 6ES7 231-5ND32-0XB0 | 15 位 + 符號位 | ±10 V ,±5 V,±2.5 V,,±1.25 V | -27648 ~ 27648 |
0~20 mA,4~20 mA | 0 ~ 27648 | |||
SM 1231 8 x 模擬量輸入 | 6ES7 231-4HF32-0XB0 | 12 位 + 符號位 | ±10 V ,±5 V,±2.5 V | -27648 ~ 27648 |
0~20 mA,,4~20 mA | 0 ~ 27648 | |||
SM 1234 4 x 模擬量輸入/ 2 x 模擬量輸出 | 6ES7 234-4HE32-0XB0 | 12 位 + 符號位 | ±10 V ,±5 V,±2.5 V | -27648 ~ 27648 |
0~20 mA,,4~20 mA | 0 ~ 27648 | |||
SB 1231 1 x 模擬量輸入 | 6ES7 231-4HA30-0XB0 | 11 位 + 符號位 | ±10 V ,±5 V,±2.5 V | -27648 ~ 27648 |
0~20 mA | 0 ~ 27648 | |||
模擬量輸出 | ||||
SM 1232 2 x 模擬量輸出 | 6ES7 232-4HB32-0XB0 | 14 位 | ±10 V | -27648 ~ 27648 |
13 位 | 0~20 mA,4~20 mA | 0 ~ 27648 | ||
SM 1232 4 x 模擬量輸出 | 6ES7 232-4HD32-0XB0 | 14 位 | ±10 V | -27648 ~ 27648 |
13 位 | 0~20 mA,,4~20 mA | 0 ~ 27648 | ||
SM 1234 4 x 模擬量輸入/2 x 模擬量輸出 | 6ES7 234-4HE32-0XB0 | 14 位 | ±10 V | -27648 ~ 27648 |
13 位 | 0~20 mA,,4~20 mA | 0 ~ 27648 | ||
SB 1232 1 x 模擬量輸出 | 6ES7 232-4HA30-0XB0 | 12 位 | ±10 V | -27648 ~ 27648 |
11 位 | 0~20 mA | 0 ~ 27648 |
輸入信號精度計(jì)算
先明確兩個模擬量輸入模塊參數(shù):
- 模擬量轉(zhuǎn)換的分辨率
- 模擬量轉(zhuǎn)換的精度(誤差)
分辨率是 A/D 模擬量轉(zhuǎn)換芯片的轉(zhuǎn)換精度,即用多少位的數(shù)值來表示模擬量,。S7-1200 模擬量模塊的轉(zhuǎn)換分辨率是12位,能夠反映模擬量變化的小單位是滿量程的 1/4096 ,。
數(shù)字化模擬值的表示方法及示例:
分辨率 | 模擬值 | |||||||||||||||
位 | 15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
位值 | ||||||||||||||||
16位 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
12位 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
如上表所示,,當(dāng)轉(zhuǎn)換精度小于16位時,相應(yīng)的位左側(cè)對齊,,小變化位為 16 - 該模板分辨率,,未使用的低位補(bǔ) “ 0 ”。 如表中 12 位 分辨率的模板則是從 16 - 12 = 4,,即低字節(jié)的第四位 bit 3 開始變化,,為其小變化單位 = 8 (紅色圖框所示) ,bit 0~bit 2 則補(bǔ)“ 0 ”(紅色圖框黃色背景所示),。則 12 位模板 A/D 模擬量轉(zhuǎn)換芯片的轉(zhuǎn)換精度為 / = 1/4096 ,。
模擬量轉(zhuǎn)換的精度除了取決于A/D轉(zhuǎn)換的分辨率,還受到轉(zhuǎn)換芯片的外圍電路的影響,。在實(shí)際應(yīng)用中,,輸入的模擬量信號會有波動、噪聲和干擾,,內(nèi)部模擬電路也會產(chǎn)生噪聲,、漂移,,這些都會對轉(zhuǎn)換的后精度造成影響。這些因素造成的誤差要大于 A/D 芯片的轉(zhuǎn)換誤差,。
模擬量量程計(jì)算
可以使用STEP 7 Basic 指令列表 "Convert" 中的 “ SCALE_X ” 和 “ NORM_X ” 來轉(zhuǎn)換模擬量值,。
計(jì)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
一、測量值轉(zhuǎn)換為工程量
如下圖1 程序所示,,為標(biāo)準(zhǔn) 0~20 mA 模擬量輸入信號,,對應(yīng) 0 ~ 80 MPa 壓力的量程換算示例
圖 1.測量值轉(zhuǎn)換為工程量示例
其中參數(shù)含義如下表1 所示:
表 1.
參數(shù)名稱 | 數(shù)據(jù)類型 | 參數(shù)含義 | 取值范圍 | |
電壓信號 | 電流信號 | |||
NORM_X_IN | Int | 模擬量通道輸入測量值 | -27648 ~ 27648 | 0 ~ 27648 |
NORM_X_LO_LIM | Int | 測量值下限 | -27648 | 0 |
NORM_X_HI_LIM | Int | 測量值上限 | 27648 | 27648 |
NORM_X_OUT | Real | 測量值規(guī)格化 | -1.0 ~ 1.0 | 0.0 ~ 1.0 |
SCALE_X_LO_LIM | Real | 工程量下限制 | --- | --- |
SCALE_X_HI_LIM | Real | 工程量上限制 | --- | --- |
SCALE_X_OUT | Real | 工程量值 | --- | --- |
注意:SM1231 新的模擬量模塊(例如 6ES7 231-4HD32-0XB0)增加了 4~20 mA范圍, 對于非標(biāo)準(zhǔn)信號例如電流通道接入 4 ~ 20 mA ,可以設(shè)置電流范圍 0-20mA 或者 4-20mA, 如下圖所示:
但是設(shè)置 0-20mA 或者 4-20mA 對應(yīng)不同的量程范圍和 NORM_X 通道測量值下限,。如下表所示:
實(shí)際電流輸入 | 設(shè)置電流范圍 | 量程范圍 | NORM_X 通道測量值下限 |
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,、工程量轉(zhuǎn)換為測量值
如下圖2 程序所示,為標(biāo)準(zhǔn) 4~20 mA 模擬量輸入信號,,對應(yīng) 0 ~ 80 MPa 壓力的量程換算示例,,同理需修正通道測量輸出值下限 SCALE_X_LO_LIM 為 5530
圖 2. 工程量轉(zhuǎn)換為測量值
其中參數(shù)含義如下表2 所示:
表 2.
參數(shù)名稱 | 數(shù)據(jù)類型 | 參數(shù)含義 | 取值范圍 | |
電壓信號 | 電流信號 | |||
NORM_X_IN | Real | 工程量給定值 | --- | --- |
NORM_X_LO_LIM | Real | 工程量下限值 | --- | --- |
NORM_X_HI_LIM | Real | 工程量上限值 | --- | --- |
NORM_X_OUT | Real | 工程量給定值規(guī)格化 | -1.0 ~ 1.0 | 0.0 ~ 1.0 |
SCALE_X_LO_LIM | Int | 測量輸出值下限 | -27648 | 0 |
SCALE_X_HI_LIM | Int | 測量輸出值上限 | 27648 | 27648 |
SCALE_X_OUT | Int | 測量輸出值 | -27648 ~ 27648 | 0 ~ 27648 |
說明:工程量相關(guān)值取決于使用現(xiàn)場,是無法確定有效值的,,一能確定的關(guān)系是工程量給定或輸出值在工程量的下限值和上限值之間,,在此不作過多表述。
模擬量模塊
SM1231 模擬量輸入
SM 1232 模擬量輸出
SM 1234 模擬量輸入/輸出
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SB 1231 模擬量輸入(信號板)
SB 1232 模擬量輸出(信號板)
AI 連接傳感器接線方式
圖1. 4 線制傳感器
圖2. 3 線制傳感器
圖3. 2 線制傳感器
TC 信號模塊
TC 信號模塊接線
TC 信號板接線
RTD 信號模塊
RTD 信號模塊接線
RTD 信號板接線
使用以下這些模塊,,可以通過 RS485 和 RS422 接口進(jìn)行串行通訊,,在圖中給出了端子分配。
圖1.(RS485)和圖2.(RS422)
- ET 200SP CM PtP
圖3.(RS485)和圖4.(RS422)
- S7-1500 CM PtP RS485/RS422 BA/HF
- CP 340 / CP 341
- CP440/CP 441-1 / CP 441-2
圖5.(RS485)和圖6.(RS422)
- ET 200S 1SI
圖7.和圖8.(RS485)
- CM1241
- CB1241
注意:
如果使用了超過 50m 的 RS485 連接線或 RS422 連接線,,需要加約 330Ω 的終端電阻,。
CM 1241 和 CB 1241 的模塊使用其它的終端電阻。
終端和偏置在 RS485 網(wǎng)絡(luò)的兩端設(shè)置,,中間的設(shè)備不需要增加終端和偏置,。
ET200SP CM PtP
圖1 .顯示了 RS485 接口通訊的端子分配。
圖. 1
圖 2.顯示了 RS422 接口通訊的端子分配,。
圖. 2
S7-1500 CM PtP RS485/RS422 BA/HF, CP 340,CP341,CP440, CP 441-1 和 CP 441-2 通訊模塊的 RS485 和 RS422 接口連接
圖 3.顯示了 RS485 接口通訊的端子分配
圖. 3
圖 4.顯示了 RS422 接口通訊的端子分配
圖. 4
ET200S 1SI
圖 5.顯示了 RS485 接口通訊的端子分配,。
圖. 5
圖 6.顯示了 RS422 接口通訊的端子分配。
圖. 6
CM1241
圖 7 顯示了 RS485 接口通訊的端子分配,。
可以使用西門子9-針的 PROFIBUS DP 頭連接 CM1241,。
使用 RS 485 公頭連接器可以在一個 RS485 網(wǎng)絡(luò)中連接多個設(shè)備,連接器可以在終端網(wǎng)絡(luò)選擇終端電阻,。更多的信息參考下列鏈接中 S7-1200 手冊的第13.2 章節(jié),。
注意:下面的特性用于自己設(shè)計(jì)連接器使用。
Fig. 7
CB 1241
Fig. 8顯示了 RS485 連接通訊的端子分配.
CB1241 提供了內(nèi)部的終端電阻,,不具備 9-針的母 D 型連接器,。
連接終端電阻時,將 TRA 和 TA 短接,TRB 和 TB 短接,。