西門子S7-300信號,，擴(kuò)展,，數(shù)字，邏輯模塊

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確定基準(zhǔn)電位點很重要

今天，一個新來的熱線同事找我討論模擬量模塊的問題,，他在熱線上遇到了一些麻煩,，用戶打電話反映在現(xiàn)場的S7 300模擬量模塊讀數(shù)不變化，怎么折騰都讀數(shù)是32767,。盡管模擬量模塊大家都很熟悉,，但是類似的問題還經(jīng)常有用戶反應(yīng)。翻了翻手邊的資料,，似乎沒有系統(tǒng)講解這個問題的,，于是把自己的經(jīng)驗歸納總結(jié)一下。

關(guān)于讀不出值的問題,，如果總是32767沒有變化,，其實值已經(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，使用萬用表測量現(xiàn)場信號并沒有超限,。為什么會出現(xiàn)這兩種現(xiàn)象呢,？這是因為選擇的參考電位不同，例如,，現(xiàn)場過來的信號為5V,，那首先要問一下，基準(zhǔn)點是幾伏,？10~15是5V,，-10~ -5同樣也是5V，如果測量端基準(zhǔn)點是0V,，那么測量就會有問題,，所以一定要保證兩端等電位,。模擬量模塊的基準(zhǔn)電位點就是MANA  ，所有的接線都與之有關(guān),。

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隔離與非隔離問題系列

這里的隔離是指模擬量模塊的基準(zhǔn)電位點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)端與信號的負(fù)端公用一個端子，例如傳感器有三個端子 L,， M 和S+,，通過L， M端子向傳感器供電,，S+,，M為信號的輸出，公用M端,。判斷傳感器是否隔離還是參考手冊,。隔離傳感器信號負(fù)端與地M可以不連接，以信號負(fù)端作為信號源端的參考電位,。非隔離傳感器信號負(fù)端必須在源端（設(shè)備端）接地,，以源端的地作為信號的參考電位。

下面就是如何保證測量端與信號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 +： 測量導(dǎo)線（正）

M -：  測量導(dǎo)線（負(fù)）

MANA： 模擬量模塊基準(zhǔn)電位點

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 +： 24 VDC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）不同輸入信號負(fù)端的電位差，例如一個輸入信號為3V,，另一個輸入信號也為3V,，但是它們的基準(zhǔn)點電位可能不同，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  的大值不同。

UISO： MANA和CPU的M端子之間的電位差

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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連接圖如圖1所示：

圖1 連接隔離的傳感器至隔離的模擬量輸入模塊

這種實際變?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,，接線如圖2所示：

這時每一個通道組（每組2通道）的M-就是MANA ，輸入通道組間UCM 大為以達(dá)到75VDC,。 

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

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使用非隔離的模擬量模塊連接隔離的傳感器

這回我來講講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,，模擬量的參考點電位變成地M，典型接線如圖3所示：

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，下面為引用手冊的提示部分,。

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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,，那么信號源端以傳感器本地的地為基準(zhǔn)點電位。模塊是隔離的,，以MANA點為測量基準(zhǔn)電位,。典型接線如圖4所示：

從圖4可以看到，非隔離的傳感器信號負(fù)端在源端接地,，但是如果連接多個非隔離的傳感器并且分布在不同的地方（不同的接地點）,，這種情況下就比較麻煩。各個傳感器信號的負(fù)端會有共模電壓UCM ,，為了消除UCM ,，將各個信號的負(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,，還是使用隔離的傳感器。

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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接地并進(jìn)行等電位處理,。典型接線如圖5所示：