S7-400數(shù)字量模塊

模塊概述

數(shù)字量模塊的特性

下表總結(jié)了數(shù)字量模塊的基本特性。 這些概況的信息可以幫助您選擇符合要求的模塊。

?SIMATIC S7-400 的數(shù)字量I/O S7-400

?使 PLC 靈活地適應(yīng)各項(xiàng)任務(wù)

?用于連接數(shù)字傳感器和執(zhí)行器

應(yīng)用

數(shù)字量輸入/輸出模板將二進(jìn)制過程信號連接到S7-400。可以通過該模板將數(shù)字量傳感器和執(zhí)行器連接到SIMATIC S7-400上。

使用數(shù)字量輸入/輸出模塊給用戶提供以下優(yōu)點(diǎn)：

?較佳適應(yīng)性： 

可根據(jù)需要使用相應(yīng)的模板，可以滿足控制任務(wù)所需的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)量。 不需要過多的投資。

?靈活的過程信號連接： 

各種類型的數(shù)字量傳感器和執(zhí)行器都可以連接到S7-400上。

引言

下表含有必須逐個(gè)執(zhí)行以成功調(diào)試數(shù)字量模塊的各項(xiàng)任務(wù)。

建議按這一步驟順序執(zhí)行，但可以提前或延后執(zhí)行個(gè)別步驟(例如，給模塊分配參數(shù))或在這期間對其它模塊執(zhí)行安裝、調(diào)試等操作。

為數(shù)字量模塊分配參數(shù)

靜態(tài)參數(shù)和動態(tài)參數(shù)

參數(shù)分為靜態(tài)參數(shù)和動態(tài)參數(shù)。

如上所述，在 CPU 經(jīng)過 S** ＞ RUN 的轉(zhuǎn)換過程后，靜態(tài)參數(shù)會被傳送給數(shù)字量模塊。

也可使用 SFC 在 S7 PLC 的活動用戶程序中編輯動態(tài)參數(shù)。 但是，在 CPU 進(jìn)行了 RUN> S**、S** > RUN 轉(zhuǎn)換之后，將再次使用在 STEP 7 中設(shè)置的參

數(shù)。 附錄中的用戶程序中有模塊參數(shù)分配的說明。

運(yùn)行中組態(tài)  (CiR)

CiR (運(yùn)行中組態(tài))是一種可用于修改系統(tǒng)或編輯各模塊的參數(shù)的方法。 當(dāng)系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)進(jìn)行此類更改，即應(yīng)用這些更改時(shí)，CPU 處于 RUN 狀態(tài)的時(shí)間

將**過 2.5 秒的較大值。

有關(guān)此主題的詳細(xì)信息，請參見“通過 CiR 在運(yùn)行中組態(tài)”手冊。 可在附帶的 STEP 7 CD中找到該手冊 PDF 格式的文件。

數(shù)字量輸入模塊的參數(shù)

概述

可組態(tài)的數(shù)字量輸入模塊根據(jù)各自的功能使用下表列出的參數(shù)和取值范圍的子集。 有關(guān)由特定數(shù)字量模塊“支持”的子集的信息，請參見涉及相關(guān)模塊的章節(jié)。 

請勿忘記有些數(shù)字量模塊在分配參數(shù)后具有不同的輸入延遲。

如果未在 STEP 7 中設(shè)置任何參數(shù)，系統(tǒng)將使用缺省參數(shù)。

數(shù)字量輸出模塊的參數(shù)

概述

可組態(tài)的數(shù)字輸出模塊根據(jù)各自的功能使用下表列出的參數(shù)和取值范圍的子集。 有關(guān)特定數(shù)字量模塊所“支持”的子集的信息，請參見從* 4.7 節(jié)開始的涉

及相關(guān)模塊的章節(jié)。如果在 STEP 7 中沒有設(shè)置任何參數(shù)，系統(tǒng)將使用缺省值。

數(shù)字量模塊的診斷

可編程和非可編程診斷消息

使用診斷功能，我們可以區(qū)分可編程的診斷消息和不可編程的診斷消息。

只有通過相關(guān)參數(shù)啟用了診斷功能，才能獲得可編程的診斷消息。 在 STEP 7 的“診斷”選項(xiàng)卡中執(zhí)行參數(shù)分配，無論是否啟用診斷功能，數(shù)字量模塊都始終返

回非可編程診斷消息。

STEP 7  對診斷消息的響應(yīng)

由診斷消息啟動的操作：

● 診斷消息輸入到數(shù)字量模塊的診斷中并轉(zhuǎn)發(fā)給 CPU，然后可以由用戶程序讀出。

● 數(shù)字量模塊上的故障 LED 將亮起。

● 如果在 STEP 7 中設(shè)置了“啟用診斷中斷”，則會觸發(fā)診斷中斷并調(diào)用 OB 82。

讀取診斷消息

可以在用戶程序中使用 SFC 讀取詳細(xì)的診斷消息(請參見附錄“信號模塊的診斷數(shù)據(jù)”)。

可以在 STEP 7 的模塊診斷中查看出錯(cuò)原因(請參見 STEP 7 在線幫助 )。

使用  INTF 和 和  EXTF LED  進(jìn)行診斷

一些數(shù)字量模塊通過它們的兩個(gè)故障 LED INTF (內(nèi)部故障)和 EXTF (外部故障)來指示故障。 在消除所有內(nèi)部和外部故障后，LED 就會熄滅。

開始的模塊規(guī)范，以了解哪些數(shù)字量模塊具有這些故障 LED。

下表概述了帶有診斷功能的數(shù)字量模塊的診斷消息。

在標(biāo)題為“信號模塊的診斷數(shù)據(jù)”的附錄中，可以查到每個(gè)模塊支持哪些診斷消息。

說明

為了能夠檢測可編程診斷信息所指示的錯(cuò)誤，必須預(yù)先在 STEP 7 中正確組態(tài)數(shù)字量模塊。

S7-400模擬量輸入/輸出模塊

概述

?用于 SIMATIC S7-400 的模擬量輸入和輸出

?用于解決更復(fù)雜的模擬量過程信號控制任務(wù)

?用于連接模擬傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，而*增加放大器

應(yīng)用

模擬量輸入/輸出模塊用于處理自動化系統(tǒng)中的模擬量輸入/輸出任務(wù)。 模擬傳感器和執(zhí)行器可以通過這些模塊連接到自動化系統(tǒng)。 

使用模擬量輸入/輸出模塊給用戶提供以下優(yōu)點(diǎn)：

?較佳適應(yīng)性： 

可根據(jù)需要使用相應(yīng)的模板，可以滿足控制任務(wù)所需的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)量。 不需要過多的投資。

?高性能的模擬量處理技術(shù)： 

輸入/輸出量程范圍寬、測量精度到，可以連接多種模擬量傳感器和執(zhí)行器。

模擬量模塊的特性

下表列出了模擬量模塊的主要特性。此概要是為了幫助您選擇符合您需求的模塊。

模擬量模塊的調(diào)試步驟

引言

下表含有了必須依次執(zhí)行以成功調(diào)試模擬量模塊的各項(xiàng)任務(wù)。

建議按這一步驟順序執(zhí)行，但可以提前或延后執(zhí)行個(gè)別步驟(例如，給模塊分配參數(shù))或在這期間對其它模塊執(zhí)行安裝、調(diào)試等操作。

步驟

從選擇到調(diào)試模擬量模塊的各個(gè)步驟

步驟

1 選擇模塊。

2 對于特定的模擬量輸入模塊： 使用量程卡設(shè)置測量類型和范圍。

3 將模塊安裝到機(jī)架中。

4 給模塊分配參數(shù)。

5 將測量傳感器或負(fù)載連接到模塊上。

6 調(diào)試組態(tài)。

7 如果調(diào)試失敗則分析組態(tài)。

簡介

本章介紹了模擬量模塊支持的所有測量范圍或輸出范圍的模擬值。

模數(shù)轉(zhuǎn)換

模擬量輸入模塊將模擬過程信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式。

模擬量輸出模塊將數(shù)字量輸出值轉(zhuǎn)換為模擬信號。

16  位分辨率模擬值的表示

數(shù)字化模擬值適用于相同額定范圍的輸入和輸出值。模擬值二進(jìn)制補(bǔ)碼形式的實(shí)數(shù)輸出。

輸出結(jié)果：

位 位 5 15  可視為符號位

模擬值的符號始終設(shè)在* 15 位：

● "0" → +

● "1" → -

于 分辨率小于 6 16 位 位

對于分辨率小于 16 位的模擬量模塊，模擬值以左對齊方式存儲。 未使用的較低有效位用

“0”填充。

示例

下面的實(shí)例演示了如何用“0”填充低分辨率值的未使用位。

表格 5-4 實(shí)例：16 位和 13 位模擬值的位模式

模擬量輸入通道模擬值的表示

簡介

本節(jié)中的各表包含模擬量輸入模塊各種測量范圍的測量值表示。 這些表中的值適用于具有

相應(yīng)測量范圍的所有模塊。

讀者注意事項(xiàng)

“雙極性輸入范圍”、“單極性輸入范圍”、“零信號閾值輸入范圍”表中都含有測量值

的二進(jìn)制表示。

由于測量值的二進(jìn)制表示始終相同，因此模擬表示表僅比較測量范圍和單位。

測量值精度

模擬值的精度可因模擬量模塊和模塊參數(shù)而異。 當(dāng)精度小于 16 位時(shí)，將所有由“x”標(biāo)識

的位設(shè)置為“0”。

說明

該精度不適用于溫度值。 轉(zhuǎn)換后的溫度值是在模擬量模塊中轉(zhuǎn)換的結(jié)果(請參見電阻溫度計(jì)

的模擬量表示表和溫度計(jì)元素表)。

模擬量模塊的特性

概述

本節(jié)介紹以下內(nèi)容：

● 模擬量輸入和輸出值與 CPU 的操作狀態(tài)和模擬量模塊的電源電壓的相關(guān)性

● 模擬量模塊基于相關(guān)值范圍內(nèi)的實(shí)際模擬值的響應(yīng)

● 錯(cuò)誤對帶有診斷功能的模擬量模塊的影響

● 模擬量模塊的操作限制對模擬量輸入和輸出值的影響，如實(shí)例所示

電源電壓和工作模式的影響

概述

模擬量模塊的 IO 值由 CPU 工作狀態(tài)以及模塊的電源電壓確定。

電源電壓出現(xiàn)故障時(shí)的行為

如果為具有診斷功能的模擬量模塊組態(tài)了 2 線制傳感器，則當(dāng)該模塊的負(fù)載電源電壓 L+出現(xiàn)故障時(shí)，會通過模塊上的 EXTF LED 指出。 也可在模塊中獲取此信

息(在診斷緩沖區(qū)數(shù)據(jù)中)。

診斷中斷觸發(fā)基于參數(shù)設(shè)置。

錯(cuò)誤對帶有診斷功能的模擬量模塊的影響錯(cuò)誤可能在診斷緩沖區(qū)中生成一個(gè)條目，并在帶有診斷功能和相應(yīng)參數(shù)設(shè)置的模擬量模塊中觸發(fā)診斷中斷。 可在“模擬

量模塊的診斷”一節(jié)中找到可能發(fā)生的錯(cuò)誤。

數(shù)值范圍對模擬量輸出模塊的影響模擬量模塊的反應(yīng)由數(shù)值范圍內(nèi)的實(shí)際輸出值確定。

5.6.4 操作限制和基本誤差限制的影響

操作限制

操作限制是指在模塊整個(gè)的許可溫度范圍內(nèi)模擬量模塊的測量誤差或輸出誤差(基于模塊的額定范圍)。

基本誤差限制

基本誤差限制是指 25°C 時(shí)的操作限制(基于模塊的額定范圍)。

說明

模塊規(guī)范中的操作限制和基本誤差限制的百分比值始終是指模塊額定范圍內(nèi)可能的較高輸入值和輸出值。 在± 10 V 測量范圍內(nèi)，該值為 10 V。

確定模塊輸出誤差的實(shí)例

模擬量輸出模塊 SM 432；AO 8 x 13 位將用于電壓輸出。 設(shè)置的輸出范圍是“± 10 V”。

模塊運(yùn)行的環(huán)境溫度為 30°C，即屬于操作限制范圍內(nèi)。 模塊狀態(tài)的規(guī)范：

● 電壓輸出的運(yùn)行限制： ±0,5 %

因而，必須允許模塊在整個(gè)額定范圍內(nèi)輸出誤差為 ± 0.05 V (10 V 的 ±0.5 %)。

也就是說，對于實(shí)際電壓為 1 V 的值，模塊將提供從 0.95 V 到 1.05 V 范圍內(nèi)的輸出值。

在這種情況中，相對誤差為 ±5 %。

例如，下圖顯示了隨著輸出值接近 10 V 范圍的末端時(shí)相對誤差如何減小。

模擬量輸入通道的轉(zhuǎn)換時(shí)間

轉(zhuǎn)換時(shí)間是基本轉(zhuǎn)換時(shí)間與模塊在以下處理上花費(fèi)的其它時(shí)間之和：

● 電阻測量

● 斷線監(jiān)視

基本轉(zhuǎn)換時(shí)間直接取決于模擬量輸入通道的轉(zhuǎn)換方法(集成方法、實(shí)際值轉(zhuǎn)換)。

集成轉(zhuǎn)換的集成時(shí)間對轉(zhuǎn)換時(shí)間有直接影響。 集成時(shí)間取決于在 STEP 7 中設(shè)置的干擾頻率抑制。

有關(guān)不同模擬量模塊的基本轉(zhuǎn)換時(shí)間和附加處理時(shí)間的信息，請參見相關(guān)模塊的規(guī)范。

模擬量輸入通道的周期時(shí)間

模數(shù)轉(zhuǎn)換以及將數(shù)字化測量值傳送至存儲器或背板總線的過程按順序發(fā)生。 換言之，模擬量輸入通道是逐個(gè)轉(zhuǎn)換的。 掃描時(shí)間(即模擬量輸入值再次轉(zhuǎn)換前所經(jīng)

歷的時(shí)間)是模擬量輸入模塊的全部活動模擬量輸入通道的轉(zhuǎn)換時(shí)間總和。

下圖顯示了具有 n 個(gè)通道的模擬量模塊的周期時(shí)間概況。

模擬量輸入通道的基本執(zhí)行時(shí)間

基本執(zhí)行時(shí)間對應(yīng)于所有已啟用通道的周期時(shí)間。

設(shè)置模擬值平滑可在 STEP 7 中為某些模擬量輸入模塊設(shè)置模擬值平滑。

使用平滑

模擬值平滑為進(jìn)一步處理提供了穩(wěn)定的模擬信號。

它對于平滑測量值緩慢變化的模擬值很有意義，例如測量溫度時(shí)。

平滑原理

測量值通過數(shù)字濾波進(jìn)行平滑處理。 平滑過程由計(jì)算平均值的模塊完成，該平均值為定義數(shù)量的一批已轉(zhuǎn)換(數(shù)字化)的模擬值的平均值。

用戶較多按四個(gè)等級(無、低、中、高)為平滑分配參數(shù)。 等級確定了用于計(jì)算平均值的模擬信號的數(shù)量。

較高級別的平滑過程提供了更可靠的模擬值，并延長了階躍響應(yīng)之后應(yīng)用平滑好的模擬信號所用的時(shí)間(參見下圖)。

實(shí)例

下圖顯示了在階躍響應(yīng)之后，模塊應(yīng)用接近 **模擬值所需的周期數(shù)(基于平滑功能設(shè)置)。 此圖適用于模擬量輸入的全部信號變化。

有關(guān)平滑的詳細(xì)信息

有關(guān)特定模塊是否支持平滑功能以及需要注意的特殊特性的信息，請參見模擬量輸入模塊的相關(guān)章節(jié)。

模擬量輸出通道的轉(zhuǎn)換時(shí)間

模擬量輸出通道的轉(zhuǎn)換時(shí)間包括傳送內(nèi)部存儲器中的數(shù)字化輸出值的時(shí)間及其數(shù)模轉(zhuǎn)換的時(shí)間。

模擬量輸出通道的周期時(shí)間

模擬量輸出通道按照順序轉(zhuǎn)換，換言之，模擬量輸出通道是逐個(gè)轉(zhuǎn)換的。

周期時(shí)間(即模擬量輸出值再次轉(zhuǎn)換前所經(jīng)歷的時(shí)間)等于全部激活的模擬量輸出通道的積

累轉(zhuǎn)換時(shí)間。 參見圖“模擬量輸入/輸出通道的周期時(shí)間”。

模擬量輸出通道的基本執(zhí)行時(shí)間

基本執(zhí)行時(shí)間對應(yīng)于所有已啟用通道的周期時(shí)間。

說明

應(yīng)禁用 STEP 7 中任何未被用于減小掃描時(shí)間的模擬通道。

模擬量輸出模塊穩(wěn)定時(shí)間和響應(yīng)時(shí)間的概述

t A = 響應(yīng)時(shí)間

t A = 穩(wěn)定時(shí)間

t 3 = 達(dá)到*輸出值

t 2 = 輸出值已傳送和轉(zhuǎn)換

t C = 周期時(shí)間，對應(yīng)于 n x 轉(zhuǎn)換時(shí)間(n = 激活的通道數(shù))

t 1 = 存在新的輸出值

穩(wěn)定時(shí)間

穩(wěn)定時(shí)間(t 2 到 t 3 )，即從應(yīng)用轉(zhuǎn)換后的值開始到在模擬量輸出處獲取*值的這段時(shí)間，此時(shí)間取決于負(fù)載。 我們因此區(qū)分電阻、電容和電感負(fù)載。

關(guān)于穩(wěn)定時(shí)間隨各模擬量輸出模塊的負(fù)載而變化的信息，請參見相關(guān)模塊的規(guī)范。

響應(yīng)時(shí)間

響應(yīng)時(shí)間(t 1 到 t 3 )，即，從在內(nèi)部存儲器中應(yīng)用數(shù)字輸出值開始到在模擬量輸出處獲取*值的這段時(shí)間，在多數(shù)非較佳的情況下，該時(shí)間是周期時(shí)間和穩(wěn)

定時(shí)間之和。

模擬通道在傳送新輸出值之前即已轉(zhuǎn)換，并且直到所有其它通道均已轉(zhuǎn)換時(shí)(周期時(shí)間)仍未再次轉(zhuǎn)換，此時(shí)就是較壞情況。

關(guān)于參數(shù)分配的常規(guī)信息

引言

模擬量模塊的特性可能有所不同。 可通過分配參數(shù)定義模塊的特性。

用于分配參數(shù)的工具

您可在 STEP 7 中為模擬量模塊編程。

定義全部參數(shù)后，將這些參數(shù)從編程設(shè)備下載到 CPU。 CPU 在 S** > RUN 轉(zhuǎn)換過程中將參數(shù)傳送至相關(guān)模擬量模塊。

靜態(tài)參數(shù)和動態(tài)參數(shù)

參數(shù)分為靜態(tài)參數(shù)和動態(tài)參數(shù)。

如上所述，在 CPU 處于 S** 模式時(shí)設(shè)置靜態(tài)參數(shù)。

也可使用 SFC 在 S7 PLC 的活動用戶程序中編輯動態(tài)參數(shù)。 但是，在 CPU 進(jìn)行了 RUN

> S**、S** > RUN 轉(zhuǎn)換之后，將再次使用在 STEP 7 中設(shè)置的參數(shù)。 附錄中的用戶程序中有模塊參數(shù)分配的說明。

RUN  模式下組態(tài) (CiR)

CiR (RUN 模式下的組態(tài))是一種可用于修改系統(tǒng)或編輯各模塊的參數(shù)的方法。 當(dāng)系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)進(jìn)行此類更改，即應(yīng)用這些更改時(shí)，CPU 處于 RUN 狀態(tài)的時(shí)

間將**過 2.5 秒的較大值。

有關(guān)此主題的詳細(xì)信息，請參見“通過 CiR 進(jìn)行 RUN 模式下的組態(tài)”手冊。 可在附帶的STEP 7 CD 中找到該手冊 PDF 格式的文件。

上海贊國自動化科技有限公司本著“以人為本、科技先導(dǎo)、顧客滿意、持續(xù)改進(jìn)”的工作方針，致力于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的產(chǎn)品開發(fā)、工程配套和系統(tǒng)集成，擁有豐富的自動化產(chǎn)品的應(yīng)用和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及雄厚的技術(shù)力量，尤其以 PLC復(fù)雜控制系統(tǒng)、傳動技術(shù)應(yīng)用、伺服控制系統(tǒng)、數(shù)控備品備件、人機(jī)界面及網(wǎng)絡(luò)/軟件應(yīng)用為公司的技術(shù)特長，幾年來，上海贊國公司在與德國 SIEMENS公司自動化與驅(qū)動部門的長期緊密合作過程中，建立了良好的相互協(xié)作關(guān)系，在可編程控制器、交直流傳動裝置方面的業(yè)務(wù)逐年成倍增長，為廣大用戶提供了SIEMENS的較新 技術(shù)及自動控制的較佳解決方案， 上海贊國自動化科技有限公司在經(jīng)營活動中精益求精，具備如下業(yè)務(wù)優(yōu)勢：
 SIEMENS 可編程控制器
　　1、 SIMATIC S7 系列PLC、S7200CN、S71200、S7300、S7400、ET200、S7-200SMART、S71500、
　　2、 邏輯控制模塊 LOGO！230RC、230RCO、230RCL、24RC、24RCL等
　　3、 SI** 系列直流電源 24V DC 1.3A、2.5A、3A、5A、10A、20A、40A等
      4、HMI  觸摸屏TD200 TD400C TP177,MP277、MP377、KTP、TP、KP等
SIEMENS 交、直流傳動裝置
　  1、 交流變頻器 MICROMASTER系列：MM、MM420、MM430、MM440、G120、 6SE70系列
　  2、全數(shù)字直流調(diào)速裝置系列：6RA28、6RA70 、6RA80系列
SIEMENS 數(shù)控 伺服
     1、數(shù)控系統(tǒng)：840DSL、802S/C、802DSL、828D、808D、801D系列
     2、伺服驅(qū)動 ：V20、V60、V80、V90、S110、S120系列