S7-200模拟量模块使用
关键字:寻址 滤波
rel="nofollow" 电压电流信号：
接线DIP开关干扰量程转换
rel="nofollow" 热电阻信号：
接线DIP开关
rel="nofollow" 热电偶信号：
接线DIP开关补偿S7-200 模拟量使用简介
S7-200系列产品可以采集标准的电压、电流模拟量信号和热电偶、热电阻温度传感器信号以及电阻信号。普通的电压和电流信号经过A/D转换成为0~32000 或者-32000~32000 之间的整数。温度传感器信号被直接转换为摄氏度（或华氏度）温度值的的10倍，省去了复杂的温度值换算。
S7-200系列可以提供的模拟量输出信号有-10V~ +10V之间的电压和0~20mA 的电流信号，能够满足巨大多数模拟量负载的需求。
S7-200系列的模拟量扩展模块选型灵活，用户可以根据实际需要选择使用CPU224XP集成的模拟量通道，或者使用4通道输入、8通道输入、2通道输出、4通道输出和输入输出混合模块。
1
概览
1.1I/O扩展能力
S7-200的I/O能力取决于以下几个因素，这些因素之间互相影响、制约，必须综合考虑：
1.
CPU 的输入/输出过程变量映像区大小：
128 DI/128 DO；16 AI/16 AO(CPU 221/222)；32 AI/32 AO(CPU 224 以上)2.
CPU本体的I/O点数：
CPU221（6DI/4DO）；CPU222（8DI/6DO）；CPU224/CPU224 XP（14DI/10DO）；CPU226（24DI/16D）3.
CPU带扩展模块的数目4.
CPU的5VDC电源是否满足所有扩展模块的需要5.
CPU所带智能模块对I/O地址的占用
注意
智能模块（如EM277、CP243-1）占用扩展模块的数量。这就意味着如果用了这些模块，则相应的I/O扩展模块的数量就要减少。
详情可参考《S7-200系统手册》、《S7-200产品目录》。
表. S7-200 I/O （纯 I/O 模块时）
模块 | 5 V 电源/mA | DI | DO | AI | AO | ||
rel="nofollow" CPU 221 | 不能扩展 | ||||||
CPU | 340 | 8 | 6 | ||||
CPU 222 | Max. | 1 x EM 223 32 DI/32 DO | - 320 | 40 | 40 | ||
1 x EM 223 32 DI/32 DO | - 285 | ||||||
总计 | > 0 | 48 | 46 | ||||
Max. | CPU | 340 | 8 | 6 | |||
2 x EM 235 4 AI/1 AO | - 60 | 8 | 2 | ||||
总计 | > 0 | 8 | 6 | 8 | 2 | ||
Max. | CPU | 340 | 8 | 6 | |||
2 x EM 232 2AO | - 40 | 0 | 4 | ||||
总计 | > 0 | 8 | 6 | 0 | 4 | ||
CPU 224 | Max. | CPU | 660 | 14 | 10 | ||
3 x EM 223 32 DI/32 DO | - 615 | 96 | 96 | ||||
1 x EM 223 4 DI/4 DO | - 40 | 4 | 4 | ||||
总计 | > 0 | 114 | 110 | ||||
Max. | CPU | 660 | 14 | 10 | |||
2 x EM 223 32 DI/32 DO | - 480 | 64 | 64 | ||||
1 x EM 223 16 DI/16 DO | - 150 | 16 | 16 | ||||
总计 | > 0 | 94 | 90 | ||||
CPU 226 | Max. | CPU | 1000 | 24 | 16 | ||
3 x EM 223 32 DI/32 DO | - 615 | 96 | 96 | ||||
1 x EM 223 16 DI/16 DO | - 150 | 16 | 16 | ||||
总计 | > 0 | 128 | 128 | ||||
Max. | CPU | 1000 | 24 | 16 | |||
3 x EM 223 32 DI/32 DO | - 720 | 96 | 96 | ||||
1 x EM 223 16 DI/16 DO | - 160 | 16 | 16 | ||||
总计 | > 0 | 128 | 128 | ||||
CPU 224 | Max. | CPU | > 660 | 14 (24) | 10 (16) | ||
7 x EM 235 4 AI/1 AO | - 210 | 281 | 72 | ||||
总计 | > 0 | 14 (24) | 10 (16) | 281 | 72 | ||
Max. | CPU | > 660 | 14 (24) | 10 (16) | |||
7 x EM 232 2 AO | - 140 | 0 | 143 | ||||
总计 | > 0 | 14 (24) | 10 (16) | 0 | 143 |
1. CPU 224 XP 为 30
2. CPU 224 XP 为 8
3. CPU 224 XP 为 15
不同型号的CPU所带的扩展模块数目不同。
表. 扩展模块连接个数
CPU型号 | 模块连接个数 |
CPU221 | - |
CPU222 | 2 |
CPU224/224 XP | 7 |
CPU226 | 7 |
1.2模拟量模块总览
表. S7-200 CN EM 订货号
型号 | 规格 | 订货号 |
EM 231 CN | 模拟量输入模块，4 输入 | 6ES7 231-0HC22-0XA8 |
模拟量输入模块，8 输入 | 6ES7 231-0HF22-0XA0 | |
2 路输入热电阻 | 6ES7 231-7PB22-0XA8 | |
4 路输入热电阻 | 6ES7 231-7PC22-0XA0 | |
4 路输入热电偶 | 6ES7 231-7PD22-0XA8 | |
8 路输入热电偶 | 6ES7 231-7PF22-0XA0 | |
EM 232 CN | 模拟量输出模块，2 输出 | 6ES7 232-0HB22-0XA8 |
模拟量输出模块，4 输出 | 6ES7 232-0HD22-0XA0 | |
EM 235 CN | 模拟量输入/输出模块， | 6ES7 235-0KD22-0XA8 |
目前还没有 S7-200 CN 系列产品。可使用 SIMATIC S7-200 产品代替。1.3模块安装
每个S7-200 模块都自带一根带状I/O总线电缆，如果该电缆满足模块之间的安装宽度需求，可直接将该电缆插接在其它模块上的10针插槽内，如下图：
1.4Modbus RTU 主站例程
模拟量输入模块有两个参数容易混淆：
1.
模拟量转换的分辨率2.
模拟量转换的（误差）
分辨率是A/D模拟量转换芯片的转换，即用多少位的数值来表示模拟量。S7-200模拟量模块的转换分辨率是12位，能够反映模拟量变化的单位是满量程的1/4096。
模拟量转换的除了取决于A/D转换的分辨率，还受到转换芯片的外围电路的影响。在实际应用中，输入的模拟量信号会有波动、噪声和干扰，内部模拟电路也会产生噪声、漂移，这些都会对转换的造成影响。这些因素造成的误差要大于A/D芯片的转换误差。
详细的数据请参考《S7-200系统手册》 附录A有关模拟量模块的部分。