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        公司新聞
        還搞不懂西門子PLC模擬量的接線?Zui全的解答都在這了
        發布時間: 2024-01-03 15:48 更新時間: 2024-11-22 08:00
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        圖片1、確定基準電位點很重要近期有學員后臺咨詢關于模擬量模塊的問題,反映在現場的S7-300模擬量模塊讀數不變化,怎么弄都讀數是32767。盡管模擬量模塊大家都很熟悉,但是類似的問題還經常有用戶反應。為此小編特意咨詢了老師,老師將自己的經驗歸納總結一下。
        關于讀不出值的問題,如果總是32767沒有變化,其實值已經有了,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,使用萬用表測量現場信號并沒有超限。為什么會出現這兩種現象呢?這是因為選擇的參考電位不同,例如,現場過來的信號為5V,那首先要問一下,基準點是幾伏?10~15是5V,-10~ -5同樣也是5V,如果測量端基準點是0V,那么測量就會有問題,所以一定要保證兩端等電位。模擬量模塊的基準電位點就是MANA ,所有的接線都與之有關。2、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電位點MANA 與地(也是PLC的數據地)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 變為MANA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端與信號的負端公用一個端子,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zuihao還是參考手冊。隔離傳感器信號負端與地M可以不連接,以信號負端作為信號源端的參考電位。非隔離傳感器信號負端必須在源端(設備端)接地,以源端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 +:測量導線(正)M -:測量導線(負)MANA:模擬量模塊基準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Zui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連接圖如圖1所示:

        圖片

        圖1 連接隔離的傳感器至隔離的模擬量輸入模塊
        這種方式Zui簡單,都與地隔離,都不需要接地,但是輸入信號(傳感器)負端與MANA 電壓超過UCMZui大限制,例如SM331(6ES7331-7KF02-0AB0)為2.5 VDC,就需要短接信號負端與MANA ,否則會出現超上限問題。現場可以查看一下,幾乎所有超上限問題都是沒有連接信號負端與MANA 。如果UISO 超過限制,例如75V DC,就需要連接信號負端、MANA 端以及接地端M,這時模塊以大地M端為參考電位,實際變為非隔離使用了,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:

        圖片


        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 Zui大維以達到75VDC。
        都隔離的情況下連接信號負端與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,我認為這是在接地良好、不會產生共模電壓(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

        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:

        圖片


        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),在提示中強調必須連接,下面為引用手冊的提示部分。

        圖片


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

        圖片


        從圖4可以看到,非隔離的傳感器信號負端在源端接地,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端會有共模電壓UCM ,為了消除UCM ,將各個信號的負端在源端使用短而粗的導線進行等電位連接,由于模塊的MANA和信號源端的地可能存在電位差,還要將MANA與源端的地進行等電位連接。在這里不能在模塊處進行短接,否則不能消除UCM。
        如果工廠接地不好,zuihao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接地并進行等電位處理。典型接線如圖5所示,

        圖片


        從圖5可以看到,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負端到本地的地,這樣一邊以信號源的地作為基準點,一邊以模塊的地M作為基準點,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線進行等電位連接。
        如果整個工廠有等電位的接地網,使用非隔離的儀表和模塊就比較簡單,只需要連接MANA到本地的地M即可,因為每個點都等電位。往往事與愿違,由于非隔離的儀表價格便宜,越是使用這樣儀表的地方,地通常打得都不會好,就更別提接地網和等電位連接了。不采取措施肯定有問題,必須保證等電位。使用萬用表可以測量,那是因為萬用表與地是隔離的,Zui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,Zui終的結論就是模擬量接線的幾種方式都集中在一點上,就是信號源端與測量端一定要等電位。

        講到這里要再擴展一下,利用這個原則同樣也可以解決數字量接線問題。下面是在現場遇見的一個問題,如圖6所示,CPU與I/O的供電分開,I/O是一個非隔離模塊,當現場給出信號,但是I/O模塊的輸入燈沒有點亮,在CPU中也不能讀出,使用萬用表測量,在端子上有24V電壓。模塊沒有問題,將兩個電源PS的M端短接,就可以檢測到輸入信號,這也是由于參考點電位不同造成的。希望一點小小的提示可以幫助大家解決現場模擬量接線的問題。

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