贵州西门子专业授权代理商

调试的是一个流量调节回路中， 流量变送器输出 2-2-MA DC信号到 SM331 模拟输入模块，模块将该信号转换成浮点数，然后在程序中调用FC105将该值转换成工程量，我们就可以监视实际工程中的流量值了。 模拟量 AI 采用 SM311 模块是 8x12Bit（8 通道 12 位）对应货号是 6ES7 331-7KF02-OABO，在模数转化上利用传感器或变送器的， 电压或电流取出的值，到 AI 模块上进行转换， 然后把值传给西门子的 CPU 进行处理， 从而检测控制传感器的值，如图模拟量输入模块模拟量输入用于连接电压和电流传感器、 热电耦、电阻和热电阻， 用来实现PLC 与模拟量过程信号的连接。模拟量输入模块如图 2-1 所示，将从过程发送来的模拟信号转换成供 PLC 内部处理用的数字信号。本次工程用的是 SM311 输入模块如图所示。该模块具有如下特点：

分辨率为 9 到 15 位+符号位（用于不同的转换时间） ，可设置不同的测量范围。通过量程模块可以机械调整电流 /电压的基本测量范围。用 STEP 7硬件组态工具可进行微调。模块把诊断和超限中断发送到可编程控制器的 CPU 中。模块向 CPU 发送详细的诊断信息模拟量输入模块的接线方式两线制电流和四线制电流都只有两根信号线， 它们之间的主要区别在于：两线制电流的两根信号线既要给传感器或者变送器供电，又要提供电流信号 ；而四线制电流的两根信号线只提供电流信号。因此，通常提供两线制电流信号的传感器或者变送器是无源的 ；而提供四线制电流信号的传感器或者变送器是有源的。

因此，当 PLC 的模板输入通道设定为连接四线制传感器时， PLC 只从模板通道的端子上采集模拟信号， 如图 2-3，而当 PLC 的模板输入通道设定为连接二线制传感器时，如图 2-2，PLC 的模拟输入模板的通道上还要向外输出一个直流 24V的电源，以驱动两线制传感器工作。

传感器型号：● 两线制 (本身需要供给 24vDC 电源的，输出信号为 4-20MA ，电流)即+接 24vdc,负输出 4-20mA 电流。

● 四线制 (有自己的供电电源， 一般是 220vac ，信号线输出 +为 4-20ma 正，-为 4-20ma负。

1、PLC：(以 2 正、 3 负为例 )，两线制时正极 2 输出 24VDC 电压， 3 接收电流 ，所以遇到两线制传感器时， 一种接法是 2 接传感器正， 3 接传感器负 ；跳线为两线制电流信号。二种接法是 2 悬空，3 接传感器的负，同时传感器正要接柜内 24vdc；跳线为两线制电流信号。

2、(以 2 正、3 负为例 )，四线制时正极 2 是接收电流， 3 是负极。(四线制好处是传感器负极信号与柜内 M 为不同电平时不会影响精度很大，因为是传感器本身电流的回路 )遇到四线制传感器时，一种方法是 2 接传感器正， 3 接传感器负，plc 跳线为 4 线制电流。

“传感器正与 plc 的 3 相连， 2 悬空，跳线为两线制电流。"此条在四线制和二线制传感器均适用，大家可以自己试验，好用的顶起来。

3、(以 2 正、3 负为例 )，四线制传感器与 plc 两线制跳线接法：信号线负与柜内 M 线相连。将传感器正与 plc 的 3 相连， 2 悬空，跳线为两线制电流。

4、(以 2 正、3 负为例)，电压信号：2 接传感器正， 3 接传感器负， plc 跳线为电压信号。

量程卡的设置量程卡 在模板的左侧装有量程卡，允许的设置为“ A"，“B"，“C"和“ D"，分别适用于不同的测量的类型和范围。在安装模板前必须正确地设置它。

没有量程卡的模拟量模板具有适应电压和电流测量的不同接线端子，这样，通过正确地连接有关端子可以设置测量的类型。 关于设置不同的测量类型及测量范围的简要说明印在模板上。对于这个工程，水位的测量采用的是二线制变送器，所以选择“ D"，如图 2-4 所示。

PM230 电源模块，防护等级 IP20，穿通型，框架型号 FSA 到 FSC（带控制单元和操作面板）

PM230 电源模块适用于采用泵、风机和压缩机等具有平方特性的设备的应用。这些电源模块没有集成的制动斩波器（单象限应用）。

PM230 电源模块仅生成较低电源谐波和视在功率损耗。除了与电能相关的优点外，还会减轻对环境的影响。

SINAMICS S210 是一款使用简便、运行安全可靠的高性能伺服驱动系统，全新设计的伺服驱动器与SIMOTICS S-1FK2 电机相得益彰，提供有 5 种功率等级，涵盖 50W~750W；具有集成安全功能，并可实现快速工程组态。通过 PROFINET可连接到上位控制器， Webserver 和一键优化功能极大地简化了调试工作。与 SIMOTICS 伺服电机配套使用时，还可实现小负载的高度动态移动以及中高负载的超**移动。

SINAMICS S120 模块化运动控制驱动器适用于机械与系统工程中的高性能驱动应用。西门子的高性能驱动系统为您提供了广泛而相互协调的组件与功能，可作为一个全面的运动控制驱动系统使用。这些运动控制驱动器包括高性能单轴驱动器和多轴共直流母线驱动器，具有矢量控制或伺服控制，可实现量身定制的高性能驱动解决方案。SINAMICS S120 运动控制驱动器是一种高性能驱动器，使用灵活，可提高生产效率。除具有创新的系统结构和数字通信功能外，这些运动控制驱动器还提供了创新的工具，并且接线简便，从而可进行高效组态与快速调试。SINAMICS S120 功率范围为 0.12 - 4500 kW，具有各种结构形式和冷却方式

安全集成的操作原理

两个独立的关断信号通道

两个独立的关断信号通道可用。所有关断信号路径均为低电平有效。这可确保在某个部件出现故障或发生断线时，系统总是切换到安全状态。如果在切断信号路径中发现故障，则激活 STO 或 SS1 功能（取决于参数设置）并抑制系统重启。

双通道监控结构

所有用于安全集成的主要硬件和软件功能在两个独立的监控通道里运行（如关断信号路径、数据管理、数据对比）。安全相关数据的循环交叉式对比可在两个监控通道实现。

每个监控通道的监控功能的工作原理为：在实施每个动作前，一个定义的状态需处于主导地位，实施动作后，需进行相应确认。若未满足对监控通道的期望，则驱动惯性运转到停顿状态（两通道），并输出相应消息。

通过测试停止进行强制潜在错误检测

必须在一段时间内对各个功能和关断信号通路至少测试一次，以满足 EN ISO 13849‑1 和 IEC 61508 标准对及时故障检测提出的要求。这必须在循环手动模式下实现或必须自动停止测试作为过程的一部分。测试停机周期将被监控，并在超时后发出警告。测试停机无需系统上电。确认是通过取消测试停止请求来设定的。

必须执行强制潜在错误检测的示例：

• 在系统接通后，驱动器仍处于停机状态时

• 在防护门打开之前

• 在定义的时间间隔（如每 8 小时）

• 在自动模式中，时间驱动和事件驱动

安全速度/位置感测

增量式编码器或值编码器可用来安全感测驱动器上的位置值。

安全实际值检测依赖于增量通道 A/B 的冗余分析，增量通道 A/B 提供 1 Vpp 的正弦/余弦信号。只能使用通过纯模拟技术生成和处理 A/B 通道信号的编码器类型。

也可以使用 TL/TTL 增量式编码器。在此情况下，使用两个独立的编码器实现安全实际值感应。还必须考虑可能的zui低转速分辨率。

编码器信号通过传感器模块输入。

可使用集成 DRIVE‑CLiQ 接口的电机作为替代产品。速度或位置实际值在电机内作为安全值直接生成，并通过 DRIVE‑CLiQ 的安全通信传输至控制单元。

也可使用经过认证的采用 接口的内置旋转编码器（请参见

对编码器进行机械连接时，必须要使编码器轴无法拔出或滑出。有关此方面的说明，请参见 IEC 61800‑5‑2：2016 的表 D.16。

下面的提供了满足电气和机械要求的西门子电机的列表：

以下系统可用于安全速度/位置检测：

• 单编码器系统或

• 双编码器系统

单编码器系统

示例：双编码器系统

对于双编码器系统，变频调速装置的安全实际值由两个独立的编码器提供。这些实际值通过 传输到控制装置中。使用没有 连接的电机时，必须配备传感器模块。

TL/TTL 增量编码器可用作带双编码器系统的替代产品。可以使用两个 TL/TTL 编码器、一个双 HTL/TTL 编码器或者一个 HTL/TTL 编码器和一个正弦/余弦编码器

变频器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制。v/f控制中有线性v/f控制、抛物线特性v/f控制。将变频器参数p1300设为0，变频器工作于线性

v/f控制方式，将使调速时的磁通与励磁电流基本不变。适用于工作转速不在低频段的一般恒转矩调速对象。

将p1300设为2，变频器工作于抛物线特性v/f控制方式，这种方式适用于风机、水泵类负载。这类负载的轴功率n近似地与转速n的3次方成正比。其转矩m近似地与转速n的平方成正比。对于这种负载，如果变频器的v/f特性是线性关系，则低速时电机的许用转矩远大于负载转矩，从而造成功率因数和效率的严重下降。为了适应这种负载的需要，使电压随着输出频率的减小以平方关系减小，从而减小电机的磁通和励磁电流，使功率因数保持在适当的范围内。

可以进一步通过设置参数使v/f控制曲线适合负载特性。将p1312在0至250之间设置合适的值，具有起动提升功能。将低频时的输出电压相对于线性的v/f曲线作适当的提高以补偿在低频时定子电阻引起的压降导致电机转矩减小的问题。适用于大起动转矩的调速对象。

今天，一个新来的售后同事找我讨论模拟量模块的问题，他在售后上遇到了一些麻烦，用户打反映在现场的S7 300模拟量模块读数不变化，怎么折腾都读数是32767。尽管模拟量模块大家都很熟悉，但是类似的问题还经常有用户反应。翻了翻手边的资料，似乎没有系统讲解这个问题的，于是把自己的经验归纳总结一下。

关于读不出值的问题，如果总是32767没有变化，其实值已经有了，只不过是超量程了。如果值为0，那就要注意模拟量是否有问题了，使用万用表测量现场信号并没有超限。为什么会出现这两种现象呢？这是因为选择的参考电位不同，例如，现场过来的信号为5V，那首先要问一下，基准点是几伏？10~15是5V，-10~ -5同样也是5V，如果测量端基准点是0V，那么测量就会有问题，所以一定要保证两端等电位。模拟量模块的基准电位点就是MANA ，所有的接线都与之有关

这里的隔离是指模拟量模块的基准电位点MANA 与地（也是PLC的数据地）隔离。隔离模块MANA 与地M可以不连接，以MANA 作为测量端的参考电位；非隔离模块MANA 与地M必须连接， 这样地M 变为MANA作为测量端的参考电位。隔离模块的好处就是可以避免共模干扰。如何知道模块是否是隔离模块，例如SM331模块，可以从模板规范中查到。S7-300中只有一款SM334（SM355除外）模块是非隔离的，此外CPU31XC集成的模拟量也是非隔离的，共同特点就是模块的输出和输入公用M端。

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**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必须在源端（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

UCM：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 是造成模拟量值超上限的主要原因。不同模块UCM 的*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

• 网络快速组态，适用于所有应用

• 图形化的组态方式，操作更为轻松便捷

可在全图形化的设备视图和网络视图中对所有硬件进行组态和联网设置。以图形方式进行连接组态，对控制器、HMI 设备、PC 和驱动装置的连接更为轻松便捷。
大量快捷功能的应用，如变量或硬件组件的拖放功能、编程单元的简单复制粘贴功能，都极大地简化组态和联网操作。

描述：在大的或者分布很广的工厂中，很多的IO控制器通常都会生效。‘共享设备’功能允许IO设备模块和子模块在多种IO控制器之间共享。 这种能力的划分使灵活自动化概念成为可能。例如，可以在一个IO设备中将IO模块紧密组态。

描述
在大的或者分布很广的工厂中，很多的IO控制器通常都会生效。‘共享设备’功能允许IO设备模块和子模块在多种IO控制器之间共享。  这种能力的划分使灵活自动化概念成为可能。例如，可以在一个IO设备中将IO模块紧密组态。

本条目描述了当访问共享设备的数据时报错，PROFINET IO控制器的表现。

如果一个PROFINET IO控制器出故障，正在运行的IO控制器可以继续访问共享的设备，但是只访问分配的子模块。 故障IO控制器的子模块不能继续读或写。

使用“模块内部的输入/输出共享（MSI/MSO）"功能，在共享设备的一个子模块（输入模块或输出模块）上多可以访问4个IO控制器。
如果IO控制器通过MSI故障，其他分配的IO控制器可以继续有读取输入模块的输入数据的权限。  
如果对输出子模块有写权限的IO控制器通过MS*，那么输出模块不在能写。如果对输出子模块有读权限的IO控制器通过MS*，那么输出会继续通过可用的IO控制器写或读。

如果共享设备失败，那么每个共享的IO控制器都会收到站故障报错。其他诊断基于子模块的分配。只有这个IO控制器会收到接口模块的诊断信息。
共享设备的接口模块被分配给其中一个访问的IO控制器。接口模块分配给IO控制器并建立应用连接。 只有这个IO控制器接收PROFINET的诊断。

ET200M作为共享设备的特殊情况

• 如果其中一个IO控制器故障，那么完整的分布式IO设备ET 200M输出的替代值作为共享设备。这意味着不仅有故障IO输出模块的IO控制器的输出替代值，还有正常运行的IO控制器的IO输出模块。

• 由于IO模块的输出不能单独输出替代值，在共享设备环境中，如果所有分配的IO控制器处于“运行"模式，所有被分配的IO控制器都在“RUN"模式时，IO只输出进程值。因此，只要一个IO控制器换到“STOP"模式，IO模块的输出也会输出替代值，这个替代值是被其他IO控制器订阅的。这种行为可以被监控，例如，使用S7功能"Enable PA"。"Enable PA"会造成处于“STOP"模式的CPU报告成“RUN"操作模式。这样，仍处在“RUN"状态的被分配给其他IO控制器的模块就被再次使能了。

ET200MP作为共享设备的特殊情况
在共享状态下，例如，如果其中一个共享的IO设备变为“STOP"模式或者由于断开连接报故障，那么输出模块所有的子模块会为替代值（例如，断开）表现成参数化。这就是说即使一个IO控制器故障，另一个共享IO控制器的共享设备都不再控制被分配的输出模块的子模块