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西門子6SL3040-1MA00-0AA0
6SL3040-1MA00-0AA0
SINAMICS 控制單元 CU320-2 DP 帶 PROFIBUS 接口 不帶 CF 卡
S7-200模擬量模塊系列
模擬信號是指在一定范圍內(nèi)連續(xù)的信號（如電壓、電流),，這個“一定范圍”可以理解為模擬量的有效量程,。在使用S7-200模擬量時，需要注意信號量程范圍,，撥碼開關(guān)設(shè)置,，模塊規(guī)范接線，指示燈狀態(tài)等信息,。
本文中,，我們按照S7-200模擬量模塊類型進行分類介紹：
1.AI 模擬量輸入模塊?
2.AO模擬量輸出模塊?
3.AI/AO模擬量輸入輸出模塊
4.常見問題分析
首先,，請參見“S7-200模擬量全系列總覽表”，初步了解S7-200模擬量系列的基本信息,，具體內(nèi)容請參見下文詳細說明：
AI 模擬量輸入模塊
A. 普通模擬量輸入模塊：
如果,，傳感器輸出的模擬量是電壓或電流信號（如±10V或0~20mA），可以選用普通的模擬量輸入模塊,，通過撥碼開關(guān)設(shè)置來選擇輸入信號量程,。注意：按照規(guī)范接線，盡量依據(jù)模塊上的通道順序使用（A->D）,，且未接信號的通道應(yīng)短接,。具體請參看《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊》的附錄A-模擬量模塊介紹。
4AI EM231模塊：
首先,，模擬量輸入模塊可以通過設(shè)置撥碼開關(guān)來選擇信號量程,。開關(guān)的設(shè)置應(yīng)用于整個模塊，一個模塊只能設(shè)置為一種測量范圍,，且開關(guān)設(shè)置只有在重新上電后才能生效,。也就是說，撥碼設(shè)置一經(jīng)確定后,，這4個通道的量程也就確定了,。如下表所示：
注：表中0~5V和0~20mA（4~20mA）的撥碼開關(guān)設(shè)置是一樣的，也就是說,，當(dāng)撥碼開關(guān)設(shè)置為這種時,，輸入通道的信號量程，可以是0~5V,，也可以是0~20mA,。
8AI EM231模塊：
8AI的EM231模塊，第0->5通道只能用做電壓輸入,，只有第6,、7兩通道可以用做電流輸入，使用撥碼開關(guān)1,、2對其進行設(shè)置：當(dāng)sw1=ON,，通道6用做電流輸入；sw2=ON時,，通道7用做電流輸入,。反之，若選擇為OFF,，對應(yīng)通道則為電壓輸入,。
注：當(dāng)?shù)?、7道選擇為電流輸入時,，第0->5通道只能輸入0-5V的電壓,。
B. 測溫模擬量輸入模塊（熱電偶TC,；熱電阻RTD）：
如果，傳感器是熱電阻或熱電偶,，直接輸出信號接模擬量輸入,，需要選擇特殊的測溫模塊。測溫模塊分為熱電阻模塊EM231RTD和熱電偶模塊EM231TC,。注意：不同的信號應(yīng)該連接至相對應(yīng)的模塊,，如：熱電阻信號應(yīng)該使用EM231RTD，而不能使用EM231TC,。且同一模塊的輸入類型應(yīng)該*，如：Pt1000和Pt100不能同時應(yīng)用在一個熱電阻模塊上,。
熱電偶模塊TC：
EM231 TC支持J,、K、E,、N,、S、T和R型熱電偶,，不支持B型熱電偶,。通過撥碼設(shè)置，模塊可以實現(xiàn)冷端補償,，但仍然需要補償導(dǎo)線進行熱電偶的自由端補償,。另外，該模塊具有斷線檢測功能,，未用通道應(yīng)當(dāng)短接,，或者并聯(lián)到旁邊的實際接線通道上。?
熱電阻模塊RTD：
熱電阻的阻值能夠隨著溫度的變化而變化,，且阻值與溫度具有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系,，這種關(guān)系是電阻變化率α。RTD模塊的撥碼開關(guān)設(shè)置與α有關(guān),，如下圖所示,，就算同是 Pt100，α值不同時撥碼開關(guān)的設(shè)置也不同,。在選擇熱電阻時,，請盡量弄清楚α參數(shù)，按 照對應(yīng)的撥碼去設(shè)置,。具體請參看《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊》的附錄A-熱電偶和熱電阻擴展模塊介紹,。
EM231 RTD模塊具有斷線檢測功能，未用通道不能懸空,，接法方式如下：
（1）請將一個電阻按照與已用通道相同的接線方式連接到空的通道,，注意：電阻的阻值必須和RTD的標(biāo)稱值相同,；
（2）將已經(jīng)接好的那一路熱電阻的所有引線，一一對應(yīng)連接到空的通道上,。
因為熱電阻分2線制,、3線制、4線制,，所以RTD模塊與熱電阻的接線有3種方式,，如圖所示。其中,，精度高的是4線連接,，精度低的是2線連接。
提示：
（1）. 在STEP7 Micor/WIN軟件中（S7-200的編程軟件）,，對于模擬量輸入通道設(shè)有軟件濾波功能,，如圖所示，具體請參見《S7-200 ? LOGO? SITOP 參考》->系統(tǒng)塊-模擬量濾波,。
但是,，在系統(tǒng)塊中設(shè)置模擬量通道濾波時，RTD和TC模塊占用的模擬量通道,，應(yīng)禁止濾波功能,。
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（2） EM231 TC和RTD模塊上，均有24V電源指示燈和SF故障指示燈,。如圖所示：（a）若24V電源指示燈=OFF,，則說明該模塊沒有24V工作電源；（b）若SF紅燈閃爍,，原因可能是：模塊內(nèi)部軟件檢測出外接斷線,，或者輸入超出范圍。
注：具體請參見：《S7-200 ? LOGO? SITOP 參考》->EM231 RTD/EM231 TC,。
AO模擬量輸出模塊
S7-200的擴展模塊里,，分別有2路、4路的模擬量輸出模塊EM232,。根據(jù)接線方式（M-V或M-I）選擇輸出信號類型,，電壓：±10V，電流：0~20mA（4~20mA）,。
AI/AO模擬量輸入輸出模塊
(A) CPU模塊本體集成的2路AI和1路AO
S7-200只有CPU 224XP和CPU224XPsi,，本體集成有模擬量通道。其中,，2路AI是：電壓信號±10V,，1路AO是：電壓信號0~10V；或者電流信號0~20mA(4~20mA),，輸出信號類型可以通過硬件接線來選擇,。
(B) EM235模擬量輸入輸出模塊
EM235模塊有4路AI和1路AO,。通過撥碼開關(guān)設(shè)置來選擇4路AI通道的輸入信號程，如下表所示,，這個模塊可以測量毫伏級（mV）的信號,；1路AO是：電壓信號 ±10V；或電流信號0~20mA（4~20mA）,，可以根據(jù)硬件接線方式（M-V或M-I）選擇輸出信號類型,。
注：模塊上的電位計是用來調(diào)節(jié)輸入信號和轉(zhuǎn)換數(shù)值的放大關(guān)系，在模塊出廠時已經(jīng)設(shè)置好了,，如無需要,，請不要隨意更改。
常見問題分析
A．模擬量輸入與數(shù)字量的對應(yīng)關(guān)系：
模擬量信號（0~10V,，0~5V或0~20mA）在S7-200 CPU內(nèi)部用0~32000的數(shù)值表示（注：4~20mA對應(yīng)6400~32000）,，這兩者之間有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，如圖所示：
B．模擬量模塊的硬件接線介紹
（1）CPU 224 XP集成有2路電壓輸入,，接線方法見a：分別為A+和M、B+和M,，此時只能輸入±10V 電壓信號,。
CPU 224XP還集成有1路模擬量輸出信號。電流輸出如圖b,，將負載接在I和M端子之間,；電壓輸出如圖c，將負載接在V和M端子之間,。
（2）模擬量輸入的接線方式
以4AI EM231模塊為例,，分別介紹電壓、電流型輸入信號的接線方式,，如圖所示,。注意：此接線圖是一個示意圖，表述的是不同的接線方式,，并不是指該模塊只有A通道可以接入電壓,，B通道必須懸空，C和D通道只能接入電流,。
當(dāng)您的信號為電壓輸入時可以參考接線方法a,，以此類推。
方式a. 電壓輸入方式：信號正接A+,；信號負接A-,；
方式b. 未用通道接法（不要懸空）：未用通道需短接，如B+和B-短接,；
方式c. 電流輸入方式（四線制）：信號正接C+,，同時C+與RC短接,；信號負接C-，同時C-和模塊的M端短接,。
方式d. 電流輸入方式（兩線制）：信號線接D+,，同時D+與RD短接；電源M端接D-,，同時和模塊的M端短接,。
注：具體請參見：《S7-200 ? LOGO? SITOP 參考》->模擬量模塊接線。
（3）電流型信號輸入接線方式
電流型信號的接線方式,，分為四線制,、三線制、二線制接法,。這里討論的“幾線制”,，是以傳感器或儀表變送器是否需要外供電源來區(qū)別的，而并不是指EM231模塊需要幾根信號線,，或該變送器的信號線輸出,。
a. 四線制-電流型信號的接法：
四線制信號是指信號設(shè)備本身外接供電電源，同時有信號+,、信號-兩根信號線輸出,。供電電源可有220VAC或24VDC，接線如圖所示：
b. 三線制-電流型信號的接法：
三線制信號是指信號設(shè)備本身外接供電電源,，只有一根信號線輸出,，該信號線與電源線共用公共端，通常情況是共負端的,。接線如圖所示：
注：若設(shè)備的24VDC供電電源與EM231模塊的供電電源不是同一個電源,，那么，需要將模塊的M端與該通道的負端引腳短接（如,，M和C-短接）,。這是為了使模塊與測量通道工作在同一的參考電壓，也就是等電位,。下面的二線制接法同理,。
c. 二線制-電流型信號的接法：
二線制信號是指信號設(shè)備本身只有兩根外接線，設(shè)備的工作電源由信號線提供,，即其中一根線接電源,，另一根線是信號輸出。接線如圖所示：
C．224XP本體集成的AI,，能否接電流信號0~20mA,？
1、概述
優(yōu)化電機功能可以在項目配置中選擇，配置結(jié)束后通過施加使能命令開始優(yōu)化,；也可以在項目配置結(jié)束后,，通過專家參數(shù)方式完成。
> 如有必要需對變頻器先進行參數(shù)工廠復(fù)位（P0010=30,、P0970=1）,。
優(yōu)化順序:
1).完成項目配置并依照電機銘牌正確輸入電機額定數(shù)據(jù)及編碼器類型
2).執(zhí)行電機數(shù)據(jù)計算P340
3).電機數(shù)據(jù)靜態(tài)辨識P1910
4).依照實際工藝要求使用STARTER 中的Trace 功能調(diào)整速度環(huán)參數(shù)（調(diào)試方法參照《SINAMICS S120 快速入門》）
5).電機數(shù)據(jù)及控制數(shù)據(jù)動態(tài)優(yōu)化P1960
電機優(yōu)化條件：電機冷態(tài)，抱閘沒有閉合,、有效措施確保機械系統(tǒng)無危險
2,、優(yōu)化過程
a.電機數(shù)據(jù)計算
P340是基于電機銘牌數(shù)據(jù)的計算（定/轉(zhuǎn)子阻抗感抗等）該過程不必使能變頻器。計算結(jié)束后P340自動恢復(fù)為0,。
b.電機數(shù)據(jù)靜態(tài)辨識
P1910用于電機數(shù)據(jù)靜態(tài)辨識,，該過程需要使能變頻器。辨識過程中
1. 變頻器有輸出電壓,，輸出電流,，
2. 電機可能轉(zhuǎn)動大210?
P1910 = -3 接受識別結(jié)果
P1910 = -2 辨識過程中，若變頻器發(fā)現(xiàn)編碼器反向則報故障F07933,，此時應(yīng)檢查電機或編碼器方向若正確則設(shè)定P1910= -2接受正確方向,。若不正確則需修改電機接線并重新執(zhí)行辨識過程。
P1910 = -1數(shù)據(jù)辨識但不接受
P1910 = 0 禁止數(shù)據(jù)辨識
P1910 = 1 數(shù)據(jù)辨識并接受辨識結(jié)果
P1910=1 將計算：定子冷態(tài)阻抗P350,、轉(zhuǎn)子冷態(tài)阻抗P354,、定子漏感P356、轉(zhuǎn)子漏感P358,、主電感P360。
電機數(shù)據(jù)靜態(tài)辨識步驟：
i. 設(shè)P1910=1
ii. 使能 ON/OFF1
辨識結(jié)束后P1910自動恢復(fù)為0
速度環(huán)動態(tài)特性的優(yōu)化:
依照實際工藝要求使用STARTER 中的Trace 功能優(yōu)化速度P1460/P1470,、P1662/P1472（調(diào)試方法參照《SINAMICS S120 快速入門》）
c.電機數(shù)據(jù)動態(tài)辨識
電機數(shù)據(jù)動態(tài)辨識由P1959 + P1960配合使用
出廠默認值P1959. 1,、2、5,、6,、7、9,、10 都已激活
P1960 = -3 接受識別結(jié)果
P1960 = -2 辨識過程中,，若變頻器發(fā)現(xiàn)編碼器反向則報故障F07933，此時應(yīng)檢查電機或編碼器方向若正確則設(shè)定P1910= -2接受正確方向,。若不正確則需修改電機接線并重新執(zhí)行辨識過程,。
P1960 = -1數(shù)據(jù)辨識但不接受
P1960 = 0 禁止數(shù)據(jù)辨識
P1960 = 1 數(shù)據(jù)辨識并接受辨識結(jié)果
電機數(shù)據(jù)動態(tài)辨識，需要使能變頻器,。辨識過程將完成：
? 計算磁化曲線
? 計算系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量與電機轉(zhuǎn)動慣量比例（P342）等
動態(tài)辨識步驟：
1. 電機空載以精確計算電機動態(tài)數(shù)據(jù)（如電機的轉(zhuǎn)動慣量等）,。
2. 電機帶載優(yōu)化，帶載后系統(tǒng)總的轉(zhuǎn)動慣量等發(fā)生變化需執(zhí)行p1959=4, P1960=1以完成動態(tài)優(yōu)化,。
3. 如果項目配置時選擇了擴展的給定通道（Extended Setpoint）斜坡函數(shù)發(fā)生器有效,，建議在做空載優(yōu)化時通過設(shè)置P1958=0 取消（P1958僅在電機數(shù)據(jù)動態(tài)辨識時有效）,，同時不要使用旋轉(zhuǎn)方向禁止功能P1959.14=1、P1959.15=1,。
4. 若電機帶載后需要測試系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量,，則需根據(jù)負載及機械設(shè)備的實際情況設(shè)定斜坡上升下降時間P1958≠0，然后執(zhí)行P1960=1,、P1958=4,，優(yōu)化過程中只有電流及速度限幅有效。
5. 選擇優(yōu)化項目
- 設(shè)P1960+P1959
- 使能 ON/OFF1
電機辨識過程中電機會加速至大轉(zhuǎn)速,，優(yōu)化過程中只有大電流P640和大轉(zhuǎn)速P1082有效,，辨識結(jié)束后P1960自動恢復(fù)為0。
注：若機械系統(tǒng)沒有條件執(zhí)行電機空載優(yōu)化,，可直接進行帶載優(yōu)化,，此時必須考慮機械條件限制如：
機械負載慣性
機械強度
運動速度
位移的限制等
對于前三種情況（機械負載慣性、機械強度,、運動速度）可適當(dāng)調(diào)整P1958,、P640、P1082,，通過使用斜坡上升/下降時間,、速度限制、電流限制來減少機械承受的壓力做輔助保護,。
對于第四種情況（機械位置有限制）則好不做動態(tài)優(yōu)化或可通過P1959.14和P1959.15做限位,。
優(yōu)化完成后必須存儲參數(shù)到CF卡上：
可通過STARTER調(diào)試軟件執(zhí)行 copy RAM to ROM或設(shè)定參數(shù)P971=1、P977=1
S120驅(qū)動第三方伺服電機必要的電機數(shù)據(jù)：
P305,、P311,、P314、P316,、P322,、P323、P400,、P341,、P350、P353,、P356
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