1、确定基准电位点很重要
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。模拟量模块大家都很熟悉,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,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,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zuihao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,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Zui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Zui简单,都与地隔离,都不需要接地,输入信号(传感器)负端与MANA电压超过UCMZui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75VDC,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 Zui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,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,zuihao还是使用隔离的传感器。
6、使用非隔离的模拟量模块连接非隔离的传感器
如果使用非隔离的模拟量连接非隔离的传感器,那么一定将所有的点接地并进行等电位处理。典型接线如图5所示,