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详细介绍
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追求，追求精确
要通过“严格”的检验程序，以可编程控制器（PLC）产品为例，在整个生产过程中针对该类产品的质量检测节点就超过20个。视觉检测是数字化工厂*的质量检测方法，相机会拍下产品的图像与Teamcenter数据平台中的正确图像作比对，一点小小的瑕疵都逃不过SIMATIC IT品质管理模块的“眼睛”。对比传统制造企业的人工抽检，这显然要可靠又快速得多。”
模拟量模块、信号板
信号类型
| 模板型号 | 订货号 | 分辨率 | 负载信号类型 | 量程范围 |
模拟量输入 | ||||
| CPU 集成模拟量输入 | 10 位 | 0 ~ 10 V | 0 ~ 27648 | |
SM 1231 4 x 模拟量输入 | 6ES7 231-4HD32-0XB0 | 12 位 + 符号位 | ±10 V ,±5 V,±2.5 V | -27648 ~ 27648 |
0~20 mA，4~20 mA | 0 ~ 27648 | |||
SM 1231 4 x 模拟量输入 | 6ES7 231-5ND32-0XB0 | 15 位 + 符号位 | ±10 V ,±5 V,±2.5 V，±1.25 V | -27648 ~ 27648 |
0~20 mA，4~20 mA | 0 ~ 27648 | |||
| SM 1231 8 x 模拟量输入 | 6ES7 231-4HF32-0XB0 | 12 位 + 符号位 | ±10 V ,±5 V,±2.5 V | -27648 ~ 27648 |
| 0~20 mA，4~20 mA | 0 ~ 27648 | |||
SM 1234 4 x 模拟量输入/ 2 x 模拟量输出 | 6ES7 234-4HE32-0XB0 | 12 位 + 符号位 | ±10 V ,±5 V,±2.5 V | -27648 ~ 27648 |
| 0~20 mA，4~20 mA | 0 ~ 27648 | |||
| SB 1231 1 x 模拟量输入 | 6ES7 231-4HA30-0XB0 | 11 位 + 符号位 | ±10 V ,±5 V,±2.5 V | -27648 ~ 27648 |
| 0~20 mA | 0 ~ 27648 | |||
模拟量输出 | ||||
SM 1232 2 x 模拟量输出 | 6ES7 232-4HB32-0XB0 | 14 位 | ±10 V | -27648 ~ 27648 |
13 位 | 0~20 mA，4~20 mA | 0 ~ 27648 | ||
SM 1232 4 x 模拟量输出 | 6ES7 232-4HD32-0XB0 | 14 位 | ±10 V | -27648 ~ 27648 |
13 位 | 0~20 mA，4~20 mA | 0 ~ 27648 | ||
| SM 1234 4 x 模拟量输入/2 x 模拟量输出 | 6ES7 234-4HE32-0XB0 | 14 位 | ±10 V | -27648 ~ 27648 |
13 位 | 0~20 mA，4~20 mA | 0 ~ 27648 | ||
| SB 1232 1 x 模拟量输出 | 6ES7 232-4HA30-0XB0 | 12 位 | ±10 V | -27648 ~ 27648 |
11 位 | 0~20 mA | 0 ~ 27648 | ||
输入信号精度计算
先明确两个模拟量输入模块参数：
- 模拟量转换的分辨率
- 模拟量转换的精度（误差）
分辨率是 A/D 模拟量转换芯片的转换精度，即用多少位的数值来表示模拟量。S7-1200 模拟量模块的转换分辨率是12位，能够反映模拟量变化的小单位是满量程的 1/4096 。
数字化模拟值的表示方法及示例：
分辨率 | 模拟值 | |||||||||||||||
位 | 15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
位值 |
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16位 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
12位 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
如上表所示，当转换精度小于16位时，相应的位左侧对齐，小变化位为 16 - 该模板分辨率，未使用的低位补 “ 0 ”。 如表中 12 位 分辨率的模板则是从 16 - 12 = 4，即低字节的第四位 bit 3 开始变化，为其小变化单位 
= 8 （红色图框所示） ，bit 0~bit 2 则补“ 0 ”（红色图框黄色背景所示）。则 12 位模板 A/D 模拟量转换芯片的转换精度为 / 
= 1/4096 。
模拟量转换的精度除了取决于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，这些都会对转换的后精度造成影响。这些因素造成的误差要大于 A/D 芯片的转换误差。
模拟量量程计算
可以使用STEP 7 Basic 指令列表 "Convert" 中的 “ SCALE_X ” 和 “ NORM_X ” 来转换模拟量值。
计算公式：
SCALE_X_OUT = [（NORM_X_VALUE - NORM_X_MIN）/（NORM_X_MAX - NORM_X_MIN）] * （SCALE_X_MAX - SCALE_X_MIN） + SCALE_X_MIN
一、测量值转换为工程量
如下图1 程序所示，为标准 0~20 mA 模拟量输入信号，对应 0 ~ 80 MPa 压力的量程换算示例
图 1.测量值转换为工程量示例
其中参数含义如下表1 所示：
表 1.
| 参数名称 | 数据类型 | 参数含义 | 取值范围 | |
电压信号 | 电流信号 | |||
NORM_X_IN | Int | 模拟量通道输入测量值 | -27648 ~ 27648 | 0 ~ 27648 |
NORM_X_LO_LIM | Int | 测量值下限 | -27648 | 0 |
NORM_X_HI_LIM | Int | 测量值上限 | 27648 | 27648 |
NORM_X_OUT | Real | 测量值规格化 | -1.0 ~ 1.0 | 0.0 ~ 1.0 |
SCALE_X_LO_LIM | Real | 工程量下限制 | --- | --- |
SCALE_X_HI_LIM | Real | 工程量上限制 | --- | --- |
SCALE_X_OUT | Real | 工程量值 | --- | --- |
注意：SM1231 新的模拟量模块(例如 6ES7 231-4HD32-0XB0)增加了 4~20 mA范围, 对于非标准信号例如电流通道接入 4 ~ 20 mA ，可以设置电流范围 0-20mA 或者 4-20mA, 如下图所示：
但是设置 0-20mA 或者 4-20mA 对应不同的量程范围和 NORM_X 通道测量值下限。如下表所示：
| 实际电流输入 | 设置电流范围 | 量程范围 | NORM_X 通道测量值下限 |
| 0-20 mA | 0-20 mA | 0 -27648 | 0 |
| 4-20 mA | 0-20 mA | 5530- 27648 | 5530 |
| 4-20 mA | 0 - 27648 | 0 |
二、工程量转换为测量值
如下图2 程序所示，为标准 4~20 mA 模拟量输入信号，对应 0 ~ 80 MPa 压力的量程换算示例，同理需修正通道测量输出值下限 SCALE_X_LO_LIM 为 5530
图 2. 工程量转换为测量值
其中参数含义如下表2 所示：
表 2.
| 参数名称 | 数据类型 | 参数含义 | 取值范围 | |
电压信号 | 电流信号 | |||
NORM_X_IN | Real | 工程量给定值 | --- | --- |
NORM_X_LO_LIM | Real | 工程量下限值 | --- | --- |
NORM_X_HI_LIM | Real | 工程量上限值 | --- | --- |
NORM_X_OUT | Real | 工程量给定值规格化 | -1.0 ~ 1.0 | 0.0 ~ 1.0 |
SCALE_X_LO_LIM | Int | 测量输出值下限 | -27648 | 0 |
SCALE_X_HI_LIM | Int | 测量输出值上限 | 27648 | 27648 |
SCALE_X_OUT | Int | 测量输出值 | -27648 ~ 27648 | 0 ~ 27648 |
说明：工程量相关值取决于使用现场，是无法确定有效值的，一能确定的关系是工程量给定或输出值在工程量的下限值和上限值之间，在此不作过多表述。
模拟量模块
SM1231 模拟量输入
SM 1232 模拟量输出
SM 1234 模拟量输入/输出
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SB 1231 模拟量输入（信号板）
SB 1232 模拟量输出（信号板）
AI 连接传感器接线方式
图1. 4 线制传感器
图2. 3 线制传感器
图3. 2 线制传感器
TC 信号模块
TC 信号模块接线
TC 信号板接线
RTD 信号模块
RTD 信号模块接线
RTD 信号板接线
使用以下这些模块，可以通过 RS485 和 RS422 接口进行串行通讯，在图中给出了端子分配。
图1.（RS485）和图2.（RS422）
- ET 200SP CM PtP
图3.（RS485）和图4.（RS422）
- S7-1500 CM PtP RS485/RS422 BA/HF
- CP 340 / CP 341
- CP440/CP 441-1 / CP 441-2
图5.（RS485）和图6.（RS422）
- ET 200S 1SI
图7.和图8.（RS485）
- CM1241
- CB1241
注意：
如果使用了超过 50m 的 RS485 连接线或 RS422 连接线，需要加约 330Ω 的终端电阻。
CM 1241 和 CB 1241 的模块使用其它的终端电阻。
终端和偏置在 RS485 网络的两端设置，中间的设备不需要增加终端和偏置。
ET200SP CM PtP
图1 .显示了 RS485 接口通讯的端子分配。
图. 1
图 2.显示了 RS422 接口通讯的端子分配。
图. 2
S7-1500 CM PtP RS485/RS422 BA/HF, CP 340,CP341,CP440, CP 441-1 和 CP 441-2 通讯模块的 RS485 和 RS422 接口连接
图 3.显示了 RS485 接口通讯的端子分配
图. 3
图 4.显示了 RS422 接口通讯的端子分配
图. 4
ET200S 1SI
图 5.显示了 RS485 接口通讯的端子分配。
图. 5
图 6.显示了 RS422 接口通讯的端子分配。
图. 6
CM1241
图 7 显示了 RS485 接口通讯的端子分配。
可以使用西门子9-针的 PROFIBUS DP 头连接 CM1241。
使用 RS 485 公头连接器可以在一个 RS485 网络中连接多个设备，连接器可以在终端网络选择终端电阻。更多的信息参考下列链接中 S7-1200 手册的第13.2 章节。
注意：下面的特性用于自己设计连接器使用。
Fig. 7
CB 1241
Fig. 8显示了 RS485 连接通讯的端子分配.
CB1241 提供了内部的终端电阻，不具备 9-针的母 D 型连接器。
连接终端电阻时，将 TRA 和 TA 短接，TRB 和 TB 短接。
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