EM使用及编程方法.docx
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EM使用及编程方法
S7-200模拟量模块使用方法
日期
版本号
创建人/修改人
说明
2010-12-23
V1.0
黄俊峰
王崇宇
张保鹏
创建
1概述
EM235（6ES7235--0KD22--0XA0）是最常用的模拟量扩展模块，它实现了4路模拟量输入和1路模拟量输出功能。
图示为此模块示意图。
2EM235的常用技术参数
模拟量输入特性
模拟量输入点数
4
输入范围
（可以识别的信号）
电压信号（单极性）：
0～10V0～5V0～1V
0～500mV0～100mV0～50mV
电压信号（双极性）：
±10V±5V±2.5V±1V
±500mV±250mV±100mV
±50mV±25mV
电流信号：
0～20mA或4-20mA
数据字格式
（读取到PLC的数字量）
双极性：
全量程范围-32000～+32000
单极性：
全量程范围0～32000
分辨率
12位A/D转换器
模拟量输出特性
模拟量输出点数
1
输出范围
电压输出-10V～+10V
电流输出0～20mA
数据字格式
电压-32000～+32000
电流0～32000
分辨率电流
电压12位
电流11位
3读取模拟量范围的选择
该模块读取何种模拟量，可以通过对模块自带的6个DIP开关选择进行排列组合，从而使模块处于对应量程的读取范围内。
6个DIP开关决定了所有的输入设置。
也就是说开关的设置应用于整个模块，开关设置也只有在重新上电后才能生效。
具体开关选择与输入类型关系如下：
3.1单极性开关选择与输入类型
单极性
满量程输入
分辨率
SW1
SW2
SW3
SW4
SW5
SW6
ON
OFF
OFF
ON
OFF
ON
0到50mV
12.5μV
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
0到100mV
25μV
ON
OFF
OFF
OFF
ON
ON
0到500mV
125uA
OFF
ON
OFF
OFF
ON
ON
0到1V
250μV
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
ON
0到5V
1.25mV
3.2双极性开关选择与输入类型
双极性
满量程输入
分辨率
SW1
SW2
SW3
SW4
SW5
SW6
ON
OFF
OFF
ON
OFF
OFF
±25mV
12.5μV
OFF
ON
OFF
ON
OFF
OFF
±50mV
25μV
OFF
OFF
ON
ON
OFF
OFF
±100mV
50μV
ON
OFF
OFF
OFF
ON
OFF
±250mV
125μV
OFF
ON
OFF
OFF
ON
OFF
±500
250μV
OFF
OFF
ON
OFF
ON
OFF
±1V
500μV
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
±2.5V
1.25mV
OFF
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
±5V
2.5mV
OFF
OFF
ON
OFF
OFF
OFF
±10V
5mV
4输入校准
模拟量输入模块使用前应进行输入校准。
其实出厂前已经进行了输入校准，如果OFFSET和GAIN电位器已被重新调整，需要重新进行输入校准。
其步骤如下：
（1）、切断模块电源，选择需要的输入范围。
（2）、接通CPU和模块电源，使模块稳定15分钟。
（3）、用一个变送器，一个电压源或一个电流源，将零值信号加到一个输入端。
（4）、读取适当的输入通道在CPU中的测量值。
（5）、调节OFFSET（偏置）电位计，直到读数为零，或所需要的数字数据值。
（6）、将一个满刻度值信号接到输入端子中的一个，读出送到CPU的值。
（7）、调节GAIN（增益）电位计，直到读数为32000或所需要的数字数据值。
（8）、必要时，重复偏置和增益校准过程。
5模拟量模块读取电流信号接线方式
（1）、通用接线方式
输出为模拟直流电流信号的传感器有三种接线方式，两线制、三线制和四线制，由于它们在结构和工作原理上的不同，导致了使用模拟量模块读取这些电流信号时接线方式的不同。
两线制传感器：
传感器只有两根线，电源和信号共用。
接线时需要将模拟量模块的电源串接到电路中。
三线制传感器：
一根电源线，一根信号线，一根公共线。
电源负极和信号线负极共用公共线。
四线制传感器：
两根电源线，两根信号线。
传感器与模拟量模块之间的接线根据传感器线制的不同接线方式也不同，两线制、三线制、四线制传感器与模拟量模块之间接线方式如下图所示：
两线制传感器接线方式
三线制传感器接线方式
四线制传感器接线方式
（2）、S7-200EM235接线方式
S7-200系列：
模拟量模块每个通道有三个接线端子，分别为RA、A+、A-，RB、B+、B-依次类推，读取电流信号时，将RA与A+短接，A+为信号正极，A-为信号负极。
图式演示了模拟量扩展模块的接线方法，对于电压信号，按正、负极直接接入X＋和X－；对于电流信号，将RX和X＋短接后接入电流源输出信号的“-”端，而对于“-”端，应该接+24V输入的“M”端；未连接传感器的通道要将X＋和X－短接。
（3）、S7-300模拟量模块接线
模拟量模块每个通道有两个接线端子，以相邻的数字表示，分别为信号正极和负极。
常用的SM331模块带有量程卡，每个量程卡可以设置两个通道，可以设置这两个通道所读取的信号类型，包括两线制电流信号、四线制电流信号或电压信号，在STEP7硬件组态中，在模拟量模块属性里也要选择量程卡对应的选项。
6模块扩展及寻址
（1）、CPU扩展
注：
各个CPU扩展模块时有两个原则，一个是自身允许扩展的最大个数，另一个是所有模块的+5VDC电流功耗不能超过CPU所能输出的电流。
（2）、多导轨扩展
注：
使用总线延长电缆时应注意，一个CPU22X系统只能安装一条0.8m的总线延长电缆。
订货号：
6ES7290-6AA20-0XA0S7-200总线延长电缆，用于双机架的安装方式，0.8米。
（3）、物理位置：
CPU不占物理位置，从CPU后面开始算起，物理位置分别为0、1、2……；这种物理位置的划分主要是涉及到有一些功能模块的参数配置，例如以太网模块其中之一参数（模块位置）如下：
模块位置参数项按照以太网模块位于CPU后面的物理位置填写。
（4）、I/O/AIW位置：
每个模块都按照最大量占位（1、2、3或4个字节），即使此模块实际的点数并不全占满。
其中需要注意一些功能模块也是占用一定的Q输出的，各个模块占位方式：
1）、功能模块
EM241Modem模块----占8位输出;
EM253位控模块----占8位输出；
CP243-1以太网模块----占8位输出；
CP243-1IT因特网模块----占8位输出。
2）、模拟量模块
模拟量的数据格式为一个字长，所以地址必须从偶数字节开始。
例如：
AIW0，AIW2，AIW4……、AQW0，AQW2……。
每个模拟量扩展模块至少占两个通道，即使第一个模块只有一个输出AQW0,第二个模块模拟量输出地址也应从AQW4开始寻址，以此类推。
（3）、示例
1）、示例一
CPU224后面依次排列一个4输入/4输出数字量模块，一个8输入数字量模块，一个4模拟输入/1模拟输出模块，一个8输出数字量模块，一个4模拟输入/1模拟输出模块的寻址情况，其中，灰色通道不能使用。
注：
从上图可以看出，即使第二个模块并没有8个输入与8个输出，但是这个模块占用的这个位置，那他就按照最全（1个字节）占满。
2）、示例二
CPU224后面依次排列一个4模拟输入/1模拟输出模块，一个以太网模块，一个4输出数字量模块的寻址情况。
其中，红色加粗通道能使用。
7模拟量值和A/D转换值的转换（4-20mA）
（1）、公式一：
电流值与数字量的对应关系
假设模拟量的标准电信号是A0—Am（如：
4—20mA），A/D转换后数值为D0—Dm（如：
6400—32000），设模拟量的标准电信号是A，A/D转换后的相应数值为D，由于是线性关系，函数关系A＝f（D）可以表示为数学方程：
A＝【（D－D0）×（Am－A0）／（Dm－D0）】＋A0
注：
此公式换算出来的是所测量的电流值，要求对应模拟量还需要再换算。
A代表电流值，D代表电流值读取到PLC的电流值（模拟量）对应的数字量。
（2）、公式二：
实际值与数字量的对应关系
实际值=【（读取的数字量（AIW0）-6400）{最大量值（20mA对应值）-最小量值（4mA对应值）}/（32000-6400）】+最小量值（4mA对应值）
8库函数
为使用方便，将模拟量的换算公式生成库函数，在使用时可以直接调用，方法如下：
8.1生成库函数方法
（1）打开STEP7Micro/WIN，在选中左侧的“库”选项，单击右键，选择“新建库”，如图所示：
（2）进入新建库对话框，如图：
在左侧的显示框中选择想要添加为库的子程序，例如PLC时间设置与读取，选中后点击添加，如图：
单击属性选项卡，进入属性选项对话框，如图：
（3）输入库名称及存储库的路径，此时单击确定即可生成库，若想为生成的库添加密码，则需单击保护选项卡，如图：
选择是添加密码，并输入四位密码，单击确定。
此时库即添加完成。
8.2调用库函数方法
如果想调用添加的库，需要在库选项中选择添加库，在出现的对话框中选择添加，并选择库，如图：
选择想要调用的库，点击确定，即添加完毕。
之后在库选项中应该看到调用的库函数，如图：
例如想要调用压力读取库函数，则双击Pressure_Read即可在程序中插入此库。
9利用库函数读取4-20MA电流信号
9.1库函数----Pressure_Read（转换4-20MA电流信号）
图示为编写的库函数源代码
9.2使用库函数读取参数
1、调用编写的库函数
参数填写说明：
EN为使能端，保持长有效
AIWX为使用的模拟量通道，例如：
AIW0
MAX为传感器的量程最大值，浮点数
MIN为传感器的量程最小值，浮点数
2、例子
此例子读取压力表读数，量程范围为0—5Mpa，输出4-20MA电流信号。
将相应参数填写到输入端后，输出端就会换算出相应的压力值。
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