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模擬量轉換的分辨率

 模擬量轉換的基本誤差

 STEP7 V5.x中模擬量輸入輸出的編程

 TIA Portal中模擬量輸入輸出的編程

模擬量轉換的分辨率

分辨率是 A/D 模擬量轉換芯片的轉換精度，即用多少位的數值來表示模擬量。模擬量模塊的轉換分辨率用于反映模擬量變化的最小單位。精度 < 15 位時，將所有由“x"標識的位設置為“0"。

模擬量模塊所支持的模擬值精度，如表1.1所示。

RFCs (Request for Comments) 是一些技術類文檔, 內容包括針對 -例如以太網結構, 協議的設計,  報文頭設計等等. - 進行了詳細的描述.

RFC 1006 中的 “ISO Transport Service on top of the TCP" （ISO 傳輸服務通過 TCP）是TCP 協議的一種擴展。這意味著除了TCP數據，在通訊雙方之間還可以提供特殊的傳輸服務（ISO服務）。

TCP協議

當數據使用TCP協議進行傳輸時，傳輸工作聚焦在數據流上。因此沒有關于數據長度或者數據起始以及終止的信息。這對于發送方沒有問題，因為它知道所要發送的字節數。但對于接收方來講，它無法知道該信息什么時候開始，什么時候結束，以及下一條信息什么時候被發送。

RFC 1006 協議擴展

在許多自動化應用中，必須要關注工作信息。信息塊通過一個連接由發送方發出，其完整性由接收方進行確認。為了進行這樣的確認，RFC1006規定了在數據前面必須要加上報文頭。

RFC1006因此提供了這樣一種應用，及根據TCP協議建立數據流，但面向消息進行傳輸。

以下SIMATIC S7模塊支持這項功能：

通訊處理器CP443-1和CP343-1

通訊模塊CM1542-1和通訊處理器CP1543-1

集成PN口的S7-300CPU(V2.5及以上版本)

集成PN口的S7-400CPU(V5.0及以上版本)

S7-1500CPU(增強控制器，分布式控制器，S7軟控制器)

S7-1200CPU

WinAC RTX (F) 2010

PC通過以下授權支持此項功能：

SIMATIC NET HARDNET-IE S7 用于CP 1613 A2, CP 1623 和 CP 1628

SIMATIC NET SOFTNET-IE S7 (Lean / Extended)

SIMATIC S5設備通過CP1430 TCP支持此項功能。

說明:

當單純使用TCP協議（即不包含RFC1006）時，由于通訊方不支持該協議，例如，必須確保使用明確定義長度的數據。

RFC 1006 中的 “ISO Transport Service on top of the TCP" （ISO 傳輸服務通過 TCP）是TCP 協議的一種擴展。這意味著除了TCP數據，在通訊雙方之間還可以提供特殊的傳輸服務（ISO服務）。

TCP協議

當數據使用TCP協議進行傳輸時，傳輸工作聚焦在數據流上。因此沒有關于數據長度或者數據起始以及終止的信息。這對于發送方沒有問題，因為它知道所要發送的字節數。但對于接收方來講，它無法知道該信息什么時候開始，什么時候結束，以及下一條信息什么時候被發送。

RFC 1006 協議擴展

在許多自動化應用中，必須要關注工作信息。信息塊通過一個連接由發送方發出，其完整性由接收方進行確認。為了進行這樣的確認，RFC1006規定了在數據前面必須要加上報文頭。

RFC1006因此提供了這樣一種應用，及根據TCP協議建立數據流，但面向消息進行傳輸。

以下SIMATIC S7模塊支持這項功能：

通訊處理器CP443-1和CP343-1

通訊模塊CM1542-1和通訊處理器CP1543-1

集成PN口的S7-300CPU(V2.5及以上版本)

集成PN口的S7-400CPU(V5.0及以上版本)

S7-1500CPU(增強控制器，分布式控制器，S7軟控制器)

S7-1200CPU

WinAC RTX (F) 2010

PC通過以下授權支持此項功能：

SIMATIC NET HARDNET-IE S7 用于CP 1613 A2, CP 1623 和 CP 1628

SIMATIC NET SOFTNET-IE S7 (Lean / Extended)

SIMATIC S5設備通過CP1430 TCP支持此項功能。

說明:

當單純使用TCP協議（即不包含RFC1006）時，由于通訊方不支持該協議，例如，必須確保使用明確定義長度的數據

SM331 6ES7 331-1KF00-0AB0 

SM331 6ES7 331-1KF01-0AB0 

SM331 6ES7 331-7KF00-0AB0 

SM331 6ES7 331-7KF01-0AB0 

SM331 6ES7 331-7KF02-0AB0 

SM331 6ES7 331-7KB02-0AB0 

SM331 6ES7 331-7PF00-0AB0 

SM331 6ES7 331-7PF01-0AB0

SM331; AI 8x12 位入門指南

本入門指南完整地概述了 SM331 AI 8x12位模擬量模塊的調試。

它可幫助您安裝和配置 4 到 20 mA 傳感器；電壓和 PT100傳感器；熱電偶的硬件以及使用 SIMATIC S7 管理器進行組態。

本入門指南的目標讀者是在對自動化系統進行組態

本文描述一個RTD傳感器(4線連接方式)是怎樣連接到下列模擬量輸入模塊的: SM331 6ES7 331-1KF00-0AB0 SM331 6ES7 331-1KF01-0AB0 SM331 6ES7 331-1KF02-0AB0 SM331 6ES7 331-7KF00-0AB0 SM331 6ES7 331-7KF01-0AB0 SM331 6ES7 331-7KF02-0AB0 SM331 6ES7 331-7KB02-0AB0 SM331 6ES7 331-7PF00-0AB0 SM331 6ES7 331-7PF01-0AB0 ......

本文描述一個RTD傳感器(4線連接方式)是怎樣連接到下列模擬量輸入模塊的:

SM331 6ES7 331-1KF00-0AB0

SM331 6ES7 331-1KF01-0AB0

SM331 6ES7 331-1KF02-0AB0

SM331 6ES7 331-7KF00-0AB0

SM331 6ES7 331-7KF01-0AB0

SM331 6ES7 331-7KF02-0AB0

SM331 6ES7 331-7KB02-0AB0

SM331 6ES7 331-7PF00-0AB0

SM331 6ES7 331-7PF01-0AB0

三線連接方式

請注意這種方式下傳感器的第4管腳和SM331模擬量輸入模塊的I+輸入保持失效狀態，I+輸入管腳在測量電流模式下必須使用。

對于模塊 6ES7331-7KF0.-0AB0 和 6ES7331-7PF0.-0AB0 來說,僅僅能夠使用四線式連接方式連接四線制傳感器，如圖二所示：

圖二、 四線連接方式

注意

在4線制和3線制傳感器連接6ES7331-7PF0.-0AB0模塊時,通過端子IC+ 和IC提供恒流源用于補償電壓測量回路的壓降。為了使補償正常的工作,電纜的電阻不能超過20歐姆。。

AI故障快速診斷

在現場的實際應用中，經常會使用到模擬量輸入模塊。以下為常見的模擬量輸入模塊故障診斷步驟。

SF燈（紅燈）亮

模塊指示燈正常，但監看數值一直顯示“0"

數值顯示不正確，誤差較大

數值上溢顯示32767（16#7FFF）

數值下溢顯示-32768（16#8000）

數值波動，跳變

SF燈（紅燈）亮

SF燈亮時，最好可以通過電腦連接CPU在線查看模塊的診斷信息，然后判斷故障。

具體請參看：如何查看模塊的診斷信息

常見的幾種故障及解決方案如下：

無外部輔助電壓（供電不正確）

部分型號模塊需要對模塊本身供電。如331-7KF02/7KB02等。

解決方案：

請檢查供電接線是否接；接線是否牢靠。具體接線請參看文檔：擴展模塊接線

檢查電源是否正常供電；

檢查前連接器（接線端子）是否插牢到位，建議重新拔插。

組態和實際不一致

解決方案：

首先檢查組態的訂貨號與實際硬件模塊是否一致

對于如331-7KF0/7KB02等模塊，模塊側面的量程卡設置要與軟件中組態保持一致（注意量程卡選則為箭頭所指位置）。量程卡設置具體請參看文檔：擴展模塊接線

通道錯誤

通常為在組態設置中勾選了診斷功能，當模塊通道出現外部斷線/超量程等情況時，SF燈亮。

解決方案：

此診斷功能為自行勾選（非默認），如無必要可在組態中取消即可。

如需要此功能，則出現外部斷線/超量程等情況時，SF燈亮為正常現象。無法消除。

模塊指示燈正常，但監看數值一直顯示“0"

檢查硬件組態中是否配置，并編譯下載

在讀取數值時，建議采用PIW的方式讀取，而非IW。

例如讀取組態地址為258的模塊地址時，使用PIW258讀取。

具體原因是過程映像區的問題，請參看文檔：過程映像區與外設地址

數值顯示不正確，誤差較大

此種現象通常為有數值顯示且隨被測對象數值變化而變化，但數值與實際被測對象誤差很大。

解決方案：

 檢查模塊組態中選擇的電壓/電流/電阻，以及量程如+-10V，0-20ma，4-20ma，等設置與實際傳感器參數是否一致。

如不確定，建議將CPU中組態上載查看其中組態。或在允許CPU停機情況下，編譯保存組態后，重新下載。

 輸入為電流電壓時，用萬用表測量電流（將萬用表串入回路中）/電壓（將萬用表并在信號正負）是否正常。

如電流電壓信號換算后與實際被測對象物理量程不匹配，則可判斷為外部傳感器問題，建議更換傳感器測試

如電流電壓信號換算后與實際被測對象物理量程匹配，則進入下一步檢查。

更換通道測試，且只測試單通道，其他通道的接線要拆除（防止引入干擾）。

如仍誤差較大，則考慮是否為模塊硬件故障；可將AO模塊通道接入AI模塊通道給定數值測試；如仍有較大誤差可判斷為模塊硬件故障。

建議聯系售后。

數值上溢顯示32767（16#7FFF）

通常為模塊與傳感器之間存在的共模電壓差，超過了模塊承受的最大值。

此時請按順序檢查并操作：

接線電纜采用屏蔽雙絞線。屏蔽層在PLC側單端接地。

務必嚴格按照接線圖接線。各模塊接線請具體參看手冊：SIMATIC S7-300模塊數據

對于需要電壓型傳感器，以及非模塊供電的電流型傳感器，需要將各通道的M-端與COMP，MANA，24VDC-端短接起來，并一同接地

以7KF02接電流型傳感器為例：

如圖，對于電流型3，4線傳感器，需要將M-端與10，11短接，并與24VDC負端共同接地。

數值下溢顯示-32768（16#8000）

通常為傳感器正負線接反，或共模電壓差導致。

對調+-線測試。可用萬用表測試有無正常量程范圍內的電壓或電流信號。

參考如上“數值上溢顯示32767（16#7FFF）"方式解決。

數值波動，跳變

對于小范圍的波動跳變，如0-27648取值量程下，+-100的數值波動通常是由于傳感器本身抗干擾性能及線纜上較弱的干擾綜合導致的。只要是在工程上可接受的精度，都是可接受的。

通常可通過對讀取的數值作限幅處理。

例如對正常取值范圍為0-27648；可設置0值以下均作為0數值，27648以上數值均作為27648，作后續數值轉換。

對于大范圍高頻次的波動跳變，仍然是現場干擾引起：

 首先用萬用表測量電壓或電流信號是否穩定，

如不穩定，則為傳感器側被干擾，則考慮傳感器本身的抗干擾能力及周圍環境EMC；此時需要對傳感器本身進行屏蔽，接地等處理。

如穩定，進入下一步檢查。

參考如上“數值上溢顯示32767（16#7FFF）"方式解決。