6ES7231-0HC22-0XA8本节我们仅讨论数字量输入模块,其它的模块将在后续介绍。
西门子S7-1200有两种数字量输入模块:
①SM1221 DI8x24V DC;
②
SM1221 DI16×24V DC;
名称中的SM英文是“SignalModule”的缩写,即“信号模块”;“12”表示S7-1200系列, “21”是产品序列号;“DI”是英文“Digital Input”的缩写,表示“数字量输入”后面的数字表示通道的数量,
“8”表示有8个通道,“16”表示有16个通道;“24V
DC”表示通道的输入电压为“DC24V”;
所谓源型输入,是指将模块的公共端连接到电源的正*,电流从公共端流入,从模块的通道流出,经过外部按钮或开关,再回到电源负*的接线方式;
所谓漏型输入,是指将模块的公共端连接到电源的负*,电流从外部开关流入通道,经内部电路、公共端然后回到电源负*的接线方式;
西门子S7-1200的数字量输模块包括8通道型和16通道两大类。其中8通道型根据出类型的不同,分为三种:①SM1222D晶体管输出型;铃声
②SM1222 D,继电器输出型;
③SM1222 DQ8XRelay
ChangeOver,继电器切换
16通道模块根据输出类型的不同,分为三种:
1
SM1222 DQ16×24DC,源型输出;
②SM1222D,漏型输出;
③SM1222 D,继电器输出;
以SM1222 D为例,名称中的“SM”是英文“Signal Module”的缩写,表示“信号模块”I
“DQ”是英文“DigitalOutput"的缩写,表示“数字量输出”;
“8”表示有8个通道;
“24V DC”表示输出电压为直流24V;
继电器输出型和晶体管输出型有如下一些不同:
①继电器输出型为无源触点,可接直流电或交流电;晶体管输出型为源型或漏型,额定电压为直流24V;
②由于其机械特性,继电器输出型不适合用作PWM或PTO脉冲输出。这种场合应使用晶体管输出型;
③继电器输出型可以承载的电流大于晶体管输出型;
模拟量是指能连续变化的物理量,比如:温度、压力、速度等等。模拟量信号的采集需要使用相应的传感器,比如压力传感器、温度传感器等等。这些模拟量传感器,会将采集到的模拟量信号转换成标准的电压或电流信号向外输出,常见的电压信号有±10V,±5V等,常见的电流信号有0~20mA和4~20mA。
PLC需要使用*的信号转换模块,将这种标准的电压或电流信号,按照比例转换成CPU能处理的数值,这种转换称为模数转换,实现这种转换的模块被称为模拟量输入模块。
西门子S7-1200系列PLC有三种模拟量输入模块:
1SM1231 AI4x13bit;
2SM1231 AI8x13bit;③SM1231AI4×16bit;
名称中的AI是英文“AnalogInput"的缩写,表示模拟量输入;后面的数字表示通道的数量,“4”表示有4个通道,
“8”表示有8个通道;
“13bit”表示模块的分辨率是13位(12位数值+1位符号),“16bit”表示模块的分辨率为16位;分辨率越大,模数转换后的数值就越接近实际值;
补充说明一点:
西门子S7-1200的CPU模块本身也集成了模拟量输入通道,不过仅支持0~10V的电压信号;另外,工业上温度的采集经常使用热电偶和热电阻,这两种传感器输出的不是电压或电流信号,我们将在后续介绍。
模拟量输出模块的作用是将*区间范围内的某个数值,转换成电压或电流信号向外输出。换句话说,模拟量输出模块是向外输出电压或电流信号的模块。
模拟量模块输出的电压或电流都有一个标准的量程范围。常见的电压信号量程有0~10V,±10V等;常见的电流信号量程有0~20mA和4~20mA。
工业上常见的比例阀通常使用模拟量信号控制。
假设某比例阀接收4~20mA的电流信号,我们可以使用模拟量输出模块(比如西门子S7-1200的SM 1232 AQ2x14位),将其输出通道连接到该比例阀。
当模块输出4mA电流时,比例阀的开度为0;当模块输出20mA电流时,比例阀的开度为*;那么当模块输出4~20mA的中间值(12mA)时,比例阀的开度为50%。在PLC程序中,通过输出一个百分比的数值,就能控制比例阀的开度,这是模拟量输出模块的典型应用。
名称中的“AQ”是英文
“Analog Output”的缩写,表示模拟量输出;
“2”表示有2路通道;
“14位”表示它的分辨率为14位;这个模块可以输出±10V的电压信号、0~20mA的电流信号或者4~20mA的电流信号中的一种,可在组态中进行选择。
比如S7-1200系列PLC有两种热电偶模块,SM 1231
AI4x16bit TC和SM 1231AI8x16bit TC。两者的分辨率都是16位(15位数值+1位符号),前者有4组输入通道,后者有8组输入通道。热电偶的两种金属一种是正*,另一种是负*。接线时将热电偶的正负*分别连接到热电偶模块通道的正负*即可。
西门子S7-1200系列PLC提供两种热电阻模块:
SM 1231 AI 4xRTDx16bitSM 1231 AI 8xRTDx16bit名称中的“SM”是“SignalModule"的缩写,即“信号模块”,“12”是指S7-1200系列产品,“31”是序列号,与后面的
“AI”表示相同的意思,即“模拟量输入;后面的数字表示通道的数量,
“4”表示有“4”个通道,
“8”表示有“8”个通道;
“RTD”表示可连接RTD传感器;
“16bit”表示模块的分辨率为16位;
SM1231 RTD模块的测量类型可以是“电阻”或“热电阻”。电阻→RTD传感器的阻值,传感器的量程可以在组态中设置,满量程数值为27648;热电阻一温度值x10,单位可以是C或F,组态中可选择。比如:假设设置的温度单位为摄氏度,测量值为262,则实际温度为26.2℃。
SM 1231 RTD模块支持2线制、3线制和4线制的热电阻传感器。实际应用中2线制传感器导致的测量误差较大,建议采用3线制或4线制传感器。
下面这张图是SM 1231RTD模块的接线图:
(1)传统称重变送器或者称重仪表,测量称重传感器输出的m,然后转换为4-20mA电流或者电压信号,接入到PLC的模拟量输入模块进行处理,在这个过程中要进行多次模数和数模转换,损失了测量的精度;西门子称重模块直接接收传感器的m,转换为重量,精度高,响应速度快,而且它可以对称重传感器供电电压进行动态补偿,进一步保证了测量的精度。
西门子通用称重模块的精度为0.05%,检定分度值为3000d;**模块可以达到0.005% ,检定分度值可以达到6000d
(2)与传统称重变送器或者称重仪表的独立工作相比,西门子称重模块具有强大的扩展能力,目前西门子的所有控制系统都可以找到相应的称重模块。对于称重测量点比较多,控制策略灵活的应用场合,SIWAREX 称重模块具有其它产品无法比拟的优势。
应用系
统
称重模块名称
西门子CPU模块一级代理6ES7216-2AD23-0XB8