海南地区西门子模块总代理

近期有很多人咨询关于模拟量模块的问题，反映在现场的S7-300模拟量模块读数不变化，怎么弄都读数是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。为此小编特意咨询了老师，老师将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。

2、隔离与非隔离问题系列

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好还是参考手册。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

3、使用隔离的模拟量模块连接隔离的传感器

隔离传感器与隔离模拟量信号连接图如图1所示：

图1 连接隔离的传感器至隔离的模拟量输入模块

这种方式简单，都与地隔离，都不需要接地，但是输入信号（传感器）负端与MANA 电压超过UCM大限制，例如SM331（6ES7331-7KF02-0AB0）为2.5 VDC，就需要短接信号负端与MANA ，否则会出现超上限问题。现场可以查看一下，几乎所有超上限问题都是没有连接信号负端与MANA 。如果UISO 超过限制，例如75V DC，就需要连接信号负端、MANA 端以及接地端M，这时模块以大地M端为参考电位，实际变为非隔离使用了，这种情况很少见。

有的模块通道组间都是隔离的，没有MANA ，例如模块6ES7331-7NF10-0AB0，接线如图

2所示：

这时每一个通道组（每组2通道）的M-就是MANA ，输入通道组间UCM 大为以达到75VDC。

都隔离的情况下连接信号负端与MANA 端就可以了(2线制和电阻测量除外)。手册每个模块接线图中MANA都是建议接地的，我认为这是在接地良好、不会产生共模电压（例如单端接地）的情况下.

4、使用非隔离的模拟量模块连接隔离的传感器

这回我来讲讲使用非隔离的模拟量模块连接隔离的传感器的情况，模块的MANA与地M不隔离，这样必须连接MANA与地M，模拟量的参考点电位变成地M，典型接线如图3所示：

非隔离的模块都要求连接连接MANA与地M，例如模块SM334(6ES7334-0CE01-0AA0)，在提示中强调必须连接，下面为引用手册的提示部分。

5、使用隔离的模拟量模块连接非隔离的传感器

传感器不隔离，那么信号源端以传感器本地的地为基准点电位。模块是隔离的，以MANA点为测量基准电位。典型接线如图4所示，

从图4可以看到，非隔离的传感器信号负端在源端接地，但是如果连接多个非隔离的传感器并且分布在不同的地方（不同的接地点），这种情况下就比较麻烦。各个传感器信号的负端会有共模电压UCM ，为了消除UCM ，将各个信号的负端在源端使用短而粗的导线进行等电位连接，由于模块的MANA和信号源端的地可能存在电位差，还要将MANA与源端的地进行等电位连接。在这里不能在模块处进行短接，否则不能消除UCM。

如果工厂接地不好，好还是使用隔离的传感器。

带转换触点的安全开关是特别可靠的安全型设备，可以在存在危险状况（即：设备断电之后移运）时避免不可预见或者故意打开防护门、防护栅或其它盖板。

带转换开关的安全开关具有以下功能：

借助带闭合或锁紧防护设备，起动机器或过程

借助开放式保护系统，可以闭锁机器或过程。

防护装置和转换开关的位置监控

通过 CM AS‑i Safety ST 和 F‑CM AS‑i Safety ST 连接到故障安全控制器

开关符合标准 IEC 60947‑1（低压控制设备，通用）和 IEC 60947‑5‑1（机电控制设备）。

开关的机械设计符合 ISO 14119 的故障安全原则的要求。

AS-Interface，符合标准 IEC 62026‑2

根据 ISO 14119 和 EN 292，第1、2部分，这些开关已通过认证可以和锁定装置一起使用。

带锁销的 3SF13 安全开关具有 VDE 测试标志。

标准 IEC 60947-5-1 要求常闭触点能够肯定打开。亦即，为了保证人员安全，它们明确规定，机器的所有电气设备都应具有肯定断开型常闭触点，并且需按照 IEC 60947-5-1 用符号 (→) 进行标记。

如果选择并正确安装了相应 ASIsafe 故障安全分析单元，(→) 则可通过 3SF13 安全开关，实现 SIL 2 (IEC 62061/IEC 61508) 或 PL d (ISO 13849‑1)。

使用第二个 3SF1 安全开关，可实现 SIL 3 / PL e (→)。

系统RAM存储区：系统RAM存储区包括I/O映象区以及各类软设备，如：逻辑线圈、数据寄存器、计时器、计数器、变址寄存器、累加器等存储器。
1）I/O映象区：由于PLC投入运行后，只是在输入采样阶段才依次读入各输入状态和数据，在输出刷新阶段才将输出的状态和数据送至相应的外设。因此，它需要一定数量的存储单元(RAM)以存放I/O的状态和数据，这些单元称作I/O映象区。一个开关量I/O占用存储单元中的一个位（bit），一个模拟量I/O占用存储单元中的一个字（16个bit）。因此整个I/O映象区可看作两个部分组成：开关量I/O映象区；模拟量I/O映象区。
2）系统软设备存储区 ：除了I/O映象区区以外，系统RAM存储区还包括PLC内部各类软设备（逻辑线圈、计时器、计数器、数据寄存器和累加器等）的存储区。该存储区又分为具有失电保持的存储区域和无失电保持的存储区域，前者在PLC断电时，由内部的锂电池供电，数据不会遗失。
CPU313C集成有3个用于高速计数或高频脉冲输出的通道，3个通道位于CPU313C集成数字量输出点位字节的低三位，这三位通常情况下可以作为普通的数字量输出点来使用。在需要高频脉冲输出时，可通过硬件设置定义这三位的属性，将其作为高频脉冲输出通道来使用。作为普通数字量输出点使用时，其系统默认地址为Q124.0、Q124.1、Q124.2（该地址用户可根据需要自行修改），作为高速脉冲输出时，对应的通道分别为0通道、1通道、2通道（通道号为固定值，用户不能自行修改）。每一通道都可输出高频率为2.5KHZ（周期为0.4ms）的高频脉冲。CPU313C中，X2前接线端子22、23、24号接线端子分别对应通道0、通道1、和通道2。另外，每个通道都有自己的硬件控制门，0通道的硬件门对应X2前接线端子的4号接线端子，对应的输入点默认地址为I124.2。1通道硬件门7号接线端子，对应的输入点默认地址为I124.5，而2号通道硬件门为12号接线端子，对应的输入点默认地址为I125.0。