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西门子S7-1200模块6ES7211-1AE40-0XB0

简要描述:

西门子S7-1200模块6ES7211-1AE40-0XB0


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更新时间:2020-09-24

厂商性质: 总代理商

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西门子S7-1200模块6ES7211-1AE40-0XB0

西门子S7-1200模块6ES7211-1AE40-0XB0        西门子S7-1200模块6ES7211-1AE40-0XB0

 
浔之漫智控技术(上海)有限公司 上海诗慕自动化设备有限公司
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确定基准电位点很重要

今天,一个新来的热线同事找我讨论模拟量模块的问题,他在热线上遇到了一些麻烦,用户打电话反映在现场的S7 300模拟量模块读数不变化,怎么折腾都读数是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。翻了翻手边的资料,似乎没有系统讲解这个问题的,于是把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。

02

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  的最大值不同。

 

UISO: MANA和CPU的M端子之间的电位差

03

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

 

,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最大限制,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 最大为以达到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。

04

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。

05

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,还是使用隔离的传感器。

06

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:

从图5可以看到,按照隔离与非隔离的要求,模块不隔离,必须连接MANA与地M,传感器不隔离则需要连接信号负端到本地的地,这样一边以信号源的地作为基准点,一边以模块的地M作为基准点,为了消除两者之间的电位差(共模电压UCM),需要使用足够粗的导线进行等电位连接。

 

如果整个工厂有等电位的接地网,使用非隔离的仪表和模块就比较简单,只需要连接MANA到本地的地M即可,因为每个点都等电位。往往事与愿违,由于非隔离的仪表价格便宜,越是使用这样仪表的地方,地通常打得都不会好,就更别提接地网和等电位连接了。不采取措施肯定有问题,必须保证等电位。使用万用表可以测量,那是因为万用表与地是隔离的,最大的共模电压UCM   也可能不同 ,与模块不在相同的条件下。建议使用隔离的传感器和模块。

 

讲了一系列的接线方式,最终的结论就是模拟量接线的几种方式都集中在一点上,就是信号源端与测量端一定要等电位。

讲到这里我觉得还是要再扩展一下,利用这个原则同样也可以解决数字量接线问题。下面是在现场遇见的一个问题,如图6所示,CPU与I/O的供电分开,I/O是一个非隔离模块,当现场给出信号,但是I/O模块的输入灯没有点亮,在CPU中也不能读出,使用万用表测量,在端子上有24V电压。模块没有问题,将两个电源PS的M端短接,就可以检测到输入信号,这也是由于参考点电位不同造成的。

 

西门子S7-300信号,扩展,数字,逻辑模块订货号

6ES7321-1BH02-0AA0
SIMATIC S7-300, 数字输入 SM 321, 光隔离, 16数字量输入, 24 V DC, 1 X 20 针  
6ES7321-1BH02-4AA1
SM321 扩展模块 (6ES73211BH02-0AA0) SIMATIC S7-300, 数字输入 SM 321, 光隔离, 16数字量输入, 24 V DC, 1 X 20 针 和 SIMATIC S7-300, 前连接器 (6ES73921AJ00-0AA0) 用于带有螺钉触点的信号模块,20针  
6ES7321-1BH02-4AA2
SM321 扩展模块 (6ES73211BH02-0AA0) SIMATIC S7-300, 数字输入 SM 321, 光隔离, 16数字量输入, 24 V DC, 1 X 20 针和SIMATIC S7-300, 前连接器 (6ES73921BJ00-0AA0) 用于带有弹簧触点的信号模块 , 20针  
6ES7321-1BH10-0AA0
SIMATIC S7-300, 数字输入SM 321, 电位隔离,16数字量输入, 24 V DC, 20 针0.05 MS 输入延迟  
6ES7321-1BH50-0AA0
SIMATIC S7-300, 数字输入 SM 321, 光隔离 16数字量输入, 24 V DC, 源输入, 1 X 20 针
6ES7321-1BH50-4AA1
SM321 扩展模块 (6ES73211BH50-0AA0) SIMATIC S7-300, 数字输入 SM 321, 光隔离 16数字量输入, 24 V DC, 源输入, 1 X 20 针和SIMATIC S7-300, 前连接器(6ES73921AJ00-0AA0) 用于带有螺钉触点信号模块 , 20针  
6ES7321-1BH50-4AA2
SM321 扩展模块 (6ES73211BH50-0AA0) SIMATIC S7-300, 数字输入 SM 321, 光隔离 16数字量输入, 24 V DC, 源输入, 1 X 20 针和SIMATIC S7-300, 前连接器(6ES73921BJ00-0AA0) 用于带有弹簧触点信号模块, 20针  
6ES7321-1BL00-0AA0
SIMATIC S7-300, 数字输入 SM 321, 光隔离 32数字量输入, 24 V DC, 1 X 40 针 
6ES7321-1BL00-4AA1
SM321 扩展模块 (6ES73211BL00-0AA0)SIMATIC S7-300, 数字输入 SM 321, 光隔离 32数字量输入, 24 V DC, 1 X 40 针和SIMATIC S7-300, 带有螺钉触点前连接器 (6ES73921AM00-0AA0) 392, 40针  
6ES7321-1BL00-4AA2
SM321 扩展模块 (6ES73211BL00-0AA0)SIMATIC S7-300, 数字输入 SM 321, 光隔离 32数字量输入, 24 V DC, 1 X 40 针 和SIMATIC S7-300,前连接器 (6ES73921BM01-0AA0) 用于带有弹簧触点信号模块, 40针  
6ES7321-1BP00-0AA0
SIMATIC S7-300 数字输入SM321, 光隔离16个一组,64 数字量输入,DC 24V, 3MS,漏型/源型 
6ES7321-1CH00-0AA0SIMATIC S7-300, 数字输入SM 321, 光隔离,16 数字量输入, AC/DC 24 - 48V,带有ONE CHANNEL PER COMMON , 40 针 
6ES7321-1CH20-0AA0SIMATIC S7-300, 数字输入SM 321, 光隔离,16 数字量输入, DC 48 - 125V, 20 针 
6ES7321-1EL00-0AA0
SIMATIC S7-300, 数字输入SM 321, 光隔离,32 数字量输入, 120V AC, 40 针
6ES7321-1FF01-0AA0SIMATIC S7-300, 数字输入SM 321, 光隔离,8数字量输入, 120V/230V AC, 20 针  
6ES7321-1FF10-0AA0SIMATIC S7-300, 数字输入SM 321, 光隔离,8 数字量输入, 120V/230V AC, 40 针,带有 1 POINT PER COMMON  
6ES7321-1FH00-0AA0
SIMATIC S7-300, 数字输入 SM 321, 光隔离 16数字量输入, 120/230V AC, 1 X 20 针  
6ES7321-1FH00-4AA1
SM321 扩展模块 (6ES73211FH00-0AA0) SIMATIC S7-300, 数字输入 SM 321, 光隔离 16数字量输入, 120/230V AC, 1 X 20 针和SIMATIC S7-300, 前连接器 (6ES73921AJ00-0AA0) 用于带有螺钉触点的信号模块 , 20针  
6ES7321-1FH00-4AA2
SM321 扩展模块 (6ES73211FH00-0AA0) SIMATIC S7-300, 数字输入 SM 321, 光隔离 16数字量输入, 120/230V AC, 1 X 20 针和 SIMATIC S7-300, 前连接器(6ES73921BJ00-0AA0) 用于带有弹簧触点的信号模块 , 20针  
6ES7321-7BH01-0AB0
SIMATIC S7-300, 数字输入SM 321, 电位隔离,16数字量输入, DC 24V, 20 针,适用于过程中断, 诊断
6ES7322-1BF01-0AA0SIMATIC S7-300, 数字输出 SM 322, 光隔离,8数字量输出, 24V DC, 2A, 20 针  
6ES7322-1BH01-0AA0
SIMATIC S7-300, 数字输出 SM 322, 光隔离, 16数字量输出, 24V DC, 0.5A, 1 X 20 针 输出电流总量 4A/组(8A/模块)  
6ES7322-1BH01-4AA1
SM322 扩展模块 (6ES73221BH01-0AA0) SIMATIC S7-300, 数字输出 SM 322, 光隔离, 16数字量输出, 24V DC, 0.5A, 1 X 20针 输出电流总量 4A/组 (8A/模块) 和 SIMATIC S7-300, 前连接器 (6ES73921AJ00-0AA0) 用于带有S的信号模块 
6ES7322-1BH01-4AA2
SM322 扩展模块 (6ES73221BH01-0AA0) SIMATIC S7-300, 数字输出 SM 322, 光隔离, 16数字量输出, 24V DC, 0.5A, 1 X 20针 输出电流总量 4A/组 (8A/模块) 和 SIMATIC S7-300, 前连接器 (6ES73921BJ00-0AA0) 用于带有 S的信号模块
6ES7322-1BH10-0AA0SIMATIC S7-300, 数字输出SM 322 高速,电位隔离,16数字量输出, 24V DC, 0.5A, 20针  
6ES7322-1BL00-0AA0
SIMATIC S7-300, 数字输出 SM 322, 光隔离, 32数字量输出, 24V DC, 0.5A, 1 X 40 针, 输出电流总量 4A/组(16A/模块)  
6ES7322-1BL00-4AA1
SM322 扩展模块 (6ES73221BL00-0AA0) SIMATIC S7-300, 数字输出 SM 322, 光隔离, 32数字量输出, 24V DC, 0.5A, 1 X 40针, 输出电流总量 4A/组 (16A/模块和 SIMATIC S7-300,前连接器 (6ES73921AM00-0AA0) 392带有螺钉触点
6ES7322-1BL00-4AA2SM322 扩展模块 (6ES73221BL00-0AA0) SIMATIC S7-300, 数字输出 SM 322, 光隔离, 32数字量输出, 24V DC, 0.5A, 1 X 40 针, 输出电流总量 4A/组 (16A/模块) 和 SIMATIC S7-300, 前连接器 (6ES73921BM01-0AA0) 用于信号模块 
6ES7322-1BP00-0AA0SIMATIC S7-300 数字输出SM322, 光隔离16个一组,64数字量输出, DC 24V, 0.3A, (源型)总电流2A/组  
6ES7322-1BP50-0AA0SIMATIC S7-300 数字输出SM322, 光隔离16个一组,64数字量输出, DC 24V, 0.3A (漏型)总电流 2A/组  
6ES7322-1CF00-0AA0SIMATIC S7-300, 数字输出SM 322, 光隔离,8数字量输出, DC 48-125V, 1.5A, 20 针  
6ES7322-1FF01-0AA0SIMATIC S7-300, 数字输出SM 322, 光隔离,8数字量输出, 120/230V AC, 1A, 20 针  
6ES7322-1FH00-0AA0SIMATIC S7-300, 数字输出SM 321, 光隔离16数字量输出, 120/230V AC, 1 A,20 针 
6ES7322-1FL00-0AA0SIMATIC S7-300, 数字输出SM 322, 光隔离,32数字量输出, AC 120V/230V, 1A, 双宽外壳, 2 X 20针  
6ES7322-1HF01-0AA0SIMATIC S7-300, 数字输出 SM 322, 光隔离, 8数字量输出 (继电器), 1 X 20 针, 24V DC, 2A 或 230V AC, 2A  
6ES7322-1HF01-4AA1SM322 扩展模块 (6ES73221HF01-0AA0) SIMATIC S7-300, 数字输出 SM 322, 光隔离, 8数字量输出 (继电器), 1 X 20 针, 24V DC, 2A 或 230V AC, 2A和SIMATIC S7-300, 前连接器(6ES73921AJ00-0AA0) 用于带有螺钉触点的信号模块 , 20针  
6ES7322-1HF01-4AA2SM322 扩展模块 (6ES73221HF01-0AA0) SIMATIC S7-300, 数字输出 SM 322, 光隔离, 8数字量输出 (继电器), 1 X 20 针, 24V DC, 2A 或 230V AC, 2A 和 SIMATIC S7-300, 前连接器(6ES73921BJ00-0AA0) 用于带有弹簧触点信号模块 , 20针  

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