如何使用SM1231測量現(xiàn)場的模擬量信號?
前面的文章我們介紹了現(xiàn)場多采用4-20mA的電流信號來傳送模擬量信號,今天這篇文章我們就具體談?wù)勗鯓油ㄟ^SM1231來實現(xiàn)對現(xiàn)場模擬量(電壓信號和電流信號)的采集。

SM1231是S7-1200系列PLC的模擬量輸入模塊,對于接收電流和電壓信號的模塊有三種型號,即:SM 1231 AI 4x13 bit、SM 1231 AI 8x13 bit和SM 1231 AI 4x15 bit。以SM 1231 AI 4x13 bit為例,名稱中的"AI"是英文"Analog Input"的縮寫,表示模擬量輸入;"'4"表示模塊有4個通道,"13 bit"表示模擬量轉(zhuǎn)換的分辨率。分辨率越高, 模塊對輸入信號的變化就越敏感(關(guān)于分辨率可參考文章:模擬量信號能被CPU直接處理嗎?)。

SM 1231 AI 4x13 bit 消耗背板5V電流 80mA,消耗24V傳感器電流45mA;SM 1231 AI 8x13 bit 消耗背板5V電流90mA,消耗24V傳感器電流45mA;SM 1231 AI 4x15 bit 消耗背板5V電流80mA,消耗24V傳感器電流65mA(每一種模塊我們都會介紹下其電流消耗,因為這涉及到硬件安裝后能否正常工作,更多關(guān)于S7 1200電流消耗的計算,請看文章:S7-1200硬件篇之如何選擇電源模塊);
13bit 分辨率的SM1231(SM 1231 AI 4x13 bit,SM 1231 AI 8x13 bit)能夠接收的輸入電壓信號包括:±10V,±5V,±2.5V;電流信號包括:0-20mA和4-20mA;
15bit(SM 1231 AI 4x15 bit)分辨率的模塊比13bit的模塊多一種電壓信號:±1.25V;
這里我們以現(xiàn)場最常用的4-20mA電流信號為例,講解SM1231的接線方法:
對于電流信號而言,有兩線制的傳感器和四線制的傳感器,二者的接線方式有較大的不同;
所謂兩線制(二線制)的傳感器,是指一條線用來給傳感器供電,另一條線是傳感器的信號輸出;而四線制傳感器,其中兩條線分別是電源的正極和負極,另外的兩條線用來傳送模擬量信號;
兩線制傳感器的接線如下圖:

上圖中:24V的電源正極(+)除了給模塊供電(L+)外,還接到了兩線制傳感器的正極(+)給傳感器供電;傳感器的模擬量信號從負極(-)輸出,連接到模擬量輸入通道AI0的正極(+),模擬量輸入通道AI0的負極(-)與模塊的負極(M)及電源的負極(24V-)相連。
注意:把模擬量輸入通道的負極(-)與模塊的負極(M)相連接,是為了得到相同的參考電勢,這樣模塊檢測到的電流信號才是正確的。
四線制傳感器由于有單獨的電源線,其接線方式不同于兩線制傳感器,請看下圖:

24V電源的正負分別接到傳感器的電源正負極上,傳感器的輸出模擬量信號正(+)接到通道AI0的正(+),傳感器的輸出模擬量信號負(-)接到通道AI0的負(-);
請注意:模擬量輸入通道的負極(-)沒有與模塊的負極(M)相連,傳感器的電源線負極(-)需要與24V電源的負極及M相連,這里不同于兩線制傳感器。
本篇小結(jié):SM1231模擬量輸入模塊的有兩種分辨率(13bit和15bit),根據(jù)項目的需要進行選擇;SM1231能連接電流信號和電壓信號模擬量傳感器;二線制傳感器的接線方式不同于四線制傳感器,但都要注意讓傳感器和模擬輸入模塊有相同的參考電勢;
后續(xù)文章我們會介紹SM1231的組態(tài)及如何編程獲取模擬量的工程值,敬請關(guān)注。
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