1、模擬量模塊讀數不變化
關(guan) 於(yu) 讀不出值問題,如果總是32767沒有變化,其實值已經有了,隻不過是超量程了。如果值為(wei) 0,那就要注意模擬量是否有問題了,使用萬(wan) 用表測量現場信號並沒有超限。為(wei) 什麽(me) 會(hui) 出現這兩(liang) 種現象呢?這是因為(wei) 選擇的參考電位不同,例如,現場過來的信號為(wei) 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,那麽(me) 測量就會(hui) 有問題,所以一定要保證兩(liang) 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(yu) 之有關(guan) 。
2、隔離與(yu) 非隔離問題
這裏的隔離是指模擬量模塊的基準電位點MANA與(yu) 地(也是PLC的數據地)隔離。隔離模塊MANA與(yu) 地M可以不連接,以MANA作為(wei) 測量端的參考電位;非隔離模塊MANA與(yu) 地M必須連接,這樣地M變為(wei) MANA作為(wei) 測量端的參考電位。隔離模塊的好處就是可以避免共模幹擾。如何知道模塊是否是隔離模塊,例如SM331模塊,可以從(cong) 模板規範中查到。S7-300中隻有一款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(chuan) 感器也有隔離與(yu) 非隔離的問題。通常非隔離的傳(chuan) 感器電源的負端與(yu) 信號的負端公用一個(ge) 端子,例如傳(chuan) 感器有三個(ge) 端子L,M 和S+,通過L,M端子向傳(chuan) 感器供電,S+,M為(wei) 信號的輸出,公用M端。判斷傳(chuan) 感器是否隔離最好還是參考手冊(ce) 。隔離傳(chuan) 感器信號負端與(yu) 地M可以不連接,以信號負端作為(wei) 信號源端的參考電位。非隔離傳(chuan) 感器信號負端必須在源端(設備端)接地,以源端的地作為(wei) 信號的參考電位。
下麵就是如何保證測量端與(yu) 信號源端等電位接線的問題。在下麵建議的連接圖中所用的縮寫(xie) 詞和助記符含義(yi) 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
這裏需要注意MANA,不同的接線方式都是以MANA為(wei) 參考基準電位。
M:接地端子
L+:24VDC電源端子
UCM:MANA與(yu) 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(liang) 種:
1)不同輸入信號負端的電位差,例如一個(ge) 輸入信號為(wei) 3V,另一個(ge) 輸入信號也為(wei) 3V,但是它們(men) 的基準點電位可能不同,可能是1~4V或3~6V,那麽(me) 它們(men) 之間的共模電壓為(wei) 2V。
2)輸入信號負端與(yu) 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的最大值不同。
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(chuan) 感器
隔離傳(chuan) 感器與(yu) 隔離模擬量信號連接,連接隔離的傳(chuan) 感器至隔離的模擬量輸入模塊。這種方式最簡單,都與(yu) 地隔離,都不需要接地,但是輸入信號(傳(chuan) 感器)負端與(yu) MANA 電壓超過UCM最大限製,例如SM331(6ES7331-7KF02-0AB0)為(wei) 2.5VDC,就需要短接信號負端與(yu) MANA,否則會(hui) 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(yu) MANA 。如果UISO 超過限製,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(wei) 參考電位,實際變為(wei) 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,這時每一個(ge) 通道組(每組2通道)的M-就是MANA ,輸入通道組間UCM 最大為(wei) 以達到75VDC。
都隔離的情況下連接信號負端與(yu) MANA 端就可以了(2線製和電阻測量除外)。手冊(ce) 每個(ge) 模塊接線圖中MANA都是建議接地的,我認為(wei) 這是在接地良好、不會(hui) 產(chan) 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(chuan) 感器
使用非隔離的模擬量模塊連接隔離的傳(chuan) 感器的情況,模塊的MANA與(yu) 地M不隔離,這樣必須連接MANA與(yu) 地M,模擬量的參考點電位變成地M,典型接線方式非隔離的模塊都要求連接連接MANA與(yu) 地M,例如模塊SM334(6ES7334-0CE01-0AA0),在提示中強調必須連接,下麵為(wei) 引用手冊(ce) 的提示部分。
5、使用隔離的模擬量模塊連接非隔離的傳(chuan) 感器
傳(chuan) 感器不隔離,那麽(me) 信號源端以傳(chuan) 感器本地的地為(wei) 基準點電位。模塊是隔離的,以MANA點為(wei) 測量基準電位。典型接線方式非隔離的傳(chuan) 感器信號負端在源端接地,但是如果連接多個(ge) 非隔離的傳(chuan) 感器並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(ge) 傳(chuan) 感器信號的負端會(hui) 有共模電壓UCM,為(wei) 了消除UCM,將各個(ge) 信號的負端在源端使用短而粗的導線進行等電位連接,由於(yu) 模塊的MANA和信號源端的地可能存在電位差,還要將MANA與(yu) 源端的地進行等電位連接。在這裏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,最好還是使用隔離的傳(chuan) 感器。
6、使用非隔離的模擬量模塊連接非隔離的傳(chuan) 感器
如果使用非隔離的模擬量連接非隔離的傳(chuan) 感器,那麽(me) 一定將所有的點接地並進行等電位處理。典型接線方式按照隔離與(yu) 非隔離的要求,模塊不隔離,必須連接MANA與(yu) 地M,傳(chuan) 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(wei) 基準點,一邊以模塊的地M作為(wei) 基準點,為(wei) 了消除兩(liang) 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(ge) 工廠有等電位的接地網,使用非隔離的儀(yi) 表和模塊就比較簡單,隻需要連接MANA到本地的地M即可,因為(wei) 每個(ge) 點都等電位。往往事與(yu) 願違,由於(yu) 非隔離的儀(yi) 表價(jia) 格便宜,越是使用這樣儀(yi) 表的地方,地通常打得都不會(hui) 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(wan) 用表可以測量,那是因為(wei) 萬(wan) 用表與(yu) 地是隔離的,最大的共模電壓UCM 也可能不同 ,與(yu) 模塊不在相同的條件下。建議使用隔離的傳(chuan) 感器和模塊。
講了一係列的接線方式,最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(yu) 測量端一定要等電位。
利用這個(ge) 原則同樣也可以解決(jue) 數字量接線問題。例如,CPU與(yu) I/O的供電分開,I/O是一個(ge) 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(wan) 用表測量,在端子上有24V電壓。模塊沒有問題,將兩(liang) 個(ge) 電源PS的M端短接,就可以檢測到輸入信號,這也是由於(yu) 參考點電位不同造成的。
如果有更多問題也歡迎與(yu) 我們(men) 溝通交流。