精通S7-200【模擬量接線】（3）模擬量模塊和傳感器連接（轉）

ID:26188 · 發(fā)表于 2015-5-28 00:24

上回講到連接圖中所用的縮寫詞和助記符含義，這回咱們就直接上圖了，看圖說話。

隔離傳感器與隔離模擬量信號連接圖如圖1所示：

.圖1 連接隔離的傳感器至隔離的模擬量輸入模塊

這種方式最簡單，都與地隔離，都不需要接地，但是輸入信號（傳感器）負端與MANA 電壓超過UCM最大限制，例如SM331（6ES7331-7KF02-0AB0）為2.5 VDC，就需要短接信號負端與MANA ，否則會出現(xiàn)超上限問題。現(xiàn)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MANA 。如果UISO 超過限制，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端為參考電位，實際變?yōu)榉歉綦x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，接線如圖2所示：

這時每一個通道組（每組2通道）的M-就是MANA ，輸入通道組間UCM 最大為以達到75VDC。

都隔離的情況下連接信號負端與MANA 端就可以了(2線制和電阻測量除外)。手冊每個模塊接線圖中MANA都是建議接地的，我認為這是在接地良好、不會產生共模電壓（例如單端接地）的情況下。

接下來我來講講使用非隔離的模擬量模塊連接隔離的傳感器的情況，模塊的MANA與地M不隔離，這樣必須連接MANA與地M，模擬量的參考點電位變成地M，典型接線如圖3所示：

非隔離的模塊都要求連接連接MANA與地M，例如模塊SM334(6ES7334-0CE01-0AA0)，在提示中強調必須連接，下面為引用手冊的提示部分。

使用隔離的模擬量模塊連接非隔離的傳感器，如果傳感器不隔離，那么信號源端以傳感器本地的地為基準點電位。模塊是隔離的，以MANA點為測量基準電位。典型接線如圖4所示：

從圖4可以看到，非隔離的傳感器信號負端在源端接地，但是如果連接多個非隔離的傳感器并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。各個傳感器信號的負端會有共模電壓UCM ，為了消除UCM ，將各個信號的負端在源端使用短而粗的導線進行等電位連接，由于模塊的MANA和信號源端的地可能存在電位差，還要將MANA與源端的地進行等電位連接。在這里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感器。

如果使用非隔離的模擬量連接非隔離的傳感器，那么一定將所有的點接地并進行等電位處理。典型接線如圖5所示：

從圖5可以看到，按照隔離與非隔離的要求，模塊不隔離，必須連接MANA與地M，傳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基準點，一邊以模塊的地M作為基準點，為了消除兩者之間的電位差（共模電壓UCM），需要使用足夠粗的導線進行等電位連接。

如果整個工廠有等電位的接地網(wǎng)，使用非隔離的儀表和模塊就比較簡單，只需要連接MANA到本地的地M即可，因為每個點都等電位。往往事與愿違，由于非隔離的儀表價格便宜，越是使用這樣儀表的地方，地通常打得都不會好，就更別提接地網(wǎng)和等電位連接了。不采取措施肯定有問題，必須保證等電位。使用萬用表可以測量，那是因為萬用表與地是隔離的，最大的共模電壓UCM 也可能不同，與模塊不在相同的條件下。建議使用隔離的傳感器和模塊。

講了一系列的接線方式，最終的結論就是模擬量接線的幾種方式都集中在一點上，就是信號源端與測量端一定要等電位。

講到這里我覺得還是要再擴展一下，利用這個原則同樣也可以解決數(shù)字量接線問題。下面是在現(xiàn)場遇見的一個問題，如圖6所示，CPU與I/O的供電分開，I/O是一個非隔離模塊，當現(xiàn)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，使用萬用表測量，在端子上有24V電壓。模塊沒有問題，將兩個電源PS的M端短接，就可以檢測到輸入信號，這也是由于參考點電位不同造成的。希望一點小小的提示可以幫助大家解決現(xiàn)場模擬量接線的問題。

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寫了這么多主要就是想讓大家更容易理解模擬量接線，引出參考點，各個點之間保證等電位就沒有問題了。

對于傳感器隔離與否，西門子手冊中將參考點與地隔離的傳感器看作為隔離的傳感器，以地為參考點的傳感器作為非隔離的傳感器，而實際上，市場上的傳感器大多以輸入與輸出是否隔離作為標準，例如輸出信號0~10是否與供電隔離。在文章中也是將CPU的邏輯地看作為大地的，其實除了幾款CPU外，大多數(shù)CPU的邏輯地可以與大地分開的，如圖1所示：

在缺省的條件下，CPU接地，那么邏輯地就與大地連接了，圖1中紅線標出了連接路徑，如果接地不良好，干擾就會從地線上傳到CPU的邏輯地上，有些情況下CPU的所有指示燈會全閃，CPU故障停機；如果將圖1中標號5的短接片移去，那么CPU的邏輯地就浮地了，通過RC回路與大地進行連接，用于干擾和靜電的釋放，所有這些在文章中并沒有提及，就是讓大家不感到很復雜，但是在現(xiàn)場不好的情況下，這些因素都應考慮，如果選擇有問題就會左右為難，如圖2所示。

圖2中模擬量模塊為SM334非隔離模塊，必須以大地為參考點，如果現(xiàn)場環(huán)境不好，例如3相4線制，PEN帶有干擾電流，CPU可以浮地連接，模擬量模塊卻不能，連接地后測量值會跳動，不連接地測量值沒問題了，但是模塊會燒壞，這種情況有可能無解，幸好S7-300這樣的模塊不多。

此外不同模塊的抗干擾性是不一樣的，總的來說與價格有關，例如用戶抱怨SM331 -1KF01的模塊在開電機時測量值抖動，換上SM331-7KF02后沒有問題，不用想SM331-1KF01肯定便宜，查手冊發(fā)現(xiàn)兩個模塊在抗干擾特性上有區(qū)別，性價比一目了然，所以有一個良好的接地，對于現(xiàn)場接線就會變得簡單。

------------------------轉載于崔工

雖然講的是300的東西，但是寫的比較好。特意轉過來供大家參考學習。

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精通S7-200【模擬量接線】（3）模擬量模塊和傳感器連接（轉）