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西门子CPU模块一级代理6ES7223-1PH22-0XA8
发布时间:2023-09-19
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同样传感器也有隔离与非隔离的问题。通常非隔离的传感器电源的负端与信号的负端公用一个端子,例如传感器有三个端子 L, M 和S+,通过L, M端子向传感器供电,S+,M为信号的输出,公用M端。判断传感器是否隔离较好还是参考手册。隔离传感器信号负端与地M可以不连接,以信号负端作为信号源端的参考电位。非隔离传感器信号负端**在源端(设备端)接地,以源端的地作为信号的参考电位。
下面就是如何保证测量端与信号源端等电位接线的问题。在下面建议的连接图中所用的缩写词和助记符含义如下:
M +:测量导线(正)
M -:  测量导线(负)
MANA:模拟量模块基准电位点
这里需要注意MANA  ,不同的接线方式都是以MANA  为参考基准电位。
M:    接地端子 
L +:24 VDC电源端子c8613087b2ff6da3891bUCM:MANA与模拟量输入通道之间或模拟量输入通道之间的电位差
UCM共模电压,有两种:
1)不同输入信号负端的电位差,例如一个输入信号为3V,另一个输入信号也为3V,但是它们的基准点电位可能不同,可能是1~4V或3~6V,那么它们之间的共模电压为2V。
2)输入信号负端与MANA的电位差。
模块的UCM  是造成模拟量值*上限的主要原因。不同模块UCM  的较大值不同。
UISO:MANA和CPU的M端子之间的电位差
03
使用隔离的模拟量模块连接隔离的传感器
隔离传感器与隔离模拟量信号连接图如图1所示:
图1 连接隔离的传感器至隔离的模拟量输入模块
这种方式较简单,都与地隔离,都不需要接地,但是输入信号(传感器)负端与MANA 电压*过UCM较大限制,例如SM331(6ES7331-7KF02-0AB0)为2.5 VDC,就需要短接信号负端与MANA   ,否则会出现*上限问题。现场可以查看一下,几乎所有*上限问题都是没有连接信号负端与MANA  。如果UISO   *过限制,例如75V DC,就需要连接信号负端、MANA 端以及接地端M,这时模块以大地M端为参考电位,实际变为非隔离使用了,这种情况很少见。
有的模块通道组间都是隔离的,没有MANA  ,例如模块6ES7331-7NF10-0AB0,接线如图2所示:
这时每一个通道组(每组2通道)的M-就是MANA ,输入通道组间UCM 较大为以达到75VDC。 在S7-1200中提供了两条指令供大家使用,大家在使用者两条指令时,就可以用于完成模拟量的转换过程。(1)NORM_X:标准化 (2)SCALE_X:缩放
“标准化”指令,通过将输入 VALUE 中变量的值映射到线性标尺对其进行标准化。可以使用参数 MIN 和 MAX 定义范围的限值。输出 OUT 中的经过计算并存储为浮点数,这取决于要标准化的值在该值范围中的位置。如果要标准化的值等于输入 MIN 中的值,则输出 OUT 将返回值“0.0”。如果要标准化的值等于输入 MAX 的值,则输出 OUT 需返回值“1.0”。如果是用于模拟量的转换,则MIN和MAX表示的就是我们模拟量模块输入信号对应的数字量的范围,而VALUE表示的就是我们的模拟量模块的采用值
使用非隔离的模拟量模块连接非隔离的传感器
如果使用非隔离的模拟量连接非隔离的传感器,那么一定将所有的点接地并进行等电位处理。典型接线如图5所示:
从图5可以看到,按照隔离与非隔离的要求,模块不隔离,**连接MANA与地M,传感器不隔离则需要连接信号负端到本地的地,这样一边以信号源的地作为基准点,一边以模块的地M作为基准点,为了消除两者之间的电位差(共模电压UCM),需要使用足够粗的导线进行等电位连接。
如果整个工厂有等电位的接地网,使用非隔离的仪表和模块就比较简单,只需要连接MANA到本地的地M即可,因为每个点都等电位。往往事与愿违,由于非隔离的仪表价格便宜,越是使用这样仪表的地方,地通常打得都不会好,就*别提接地网和等电位连接了。不采取措施肯定有问题,**保证等电位。使用万用表可以测量,那是因为万用表与地是隔离的,较大的共模电压UCM  也可能不同 ,与模块不在相同的条件下。建议使用隔离的传感器和模块。
讲了一系列的接线方式,较终的结论就是模拟量接线的几种方式都集中在一点上,
就是信号源端与测量端一定要等电位。
讲到这里我觉得还是要再扩展一下,利用这个原则同样也可以解决数字量接线问题。下面是在现场遇见的一个问题,
如图6所示,CPU与I/O的供电分开,I/O是一个非隔离模块,当现场给出信号,但是I/O模块的输入灯没有点亮,在CPU中也不能读出,使用万用表测量,在端子上有24V电压。模块没有问题,将两个电源PS的M端短接,就可以检测到输入信号,这也是由于参考点电位不同造成的。
希望一点小小的提示可以帮助大家解决现场模拟量接线的问题。

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