如何正确连接2线制测量传感器：注意事项及解决方法

2023-06-18 理论教育版权反馈

【摘要】：图8-25 连接2线制测量传感器以下为2线制信号与4线制信号接线中需要注意的地方：2线制传感器· 连接Mana到M，并连接引脚10和11间的跳线；· 短接一个组内不用的通道或用3.3千欧电阻跳接。SM331 SF灯亮表明硬件故障。图8-27 硬件组态1图8-28 硬件组态2但是，SM331不支持连接多个HART协议设备到一个模拟量输入通道，即多点模式。

【问题1】在STEP 7程序中对模拟量输入地址如何访问？

在程序中对模拟量输入地址的访问分为直接地址及过程映像两种。直接地址即直接访问在HW Config中定义的地址，如该通道地址为120，则在程序中访问PIW120（PI：Peripheral Input）即可。过程映像则是在程序中直接访问CPU的过程映像（process image），如该通道地址为120，则在程序中访问IW336即可。

两者差别：与对输入/输出模板的直接地址访问相比，访问过程映像的主要优点在于在一个程序扫描周期内CPU的过程映像保持不变。如果在程序执行过程中输入模板的信号状态改变，过程映像将保持到下一个循环扫描周期再次更新为止。在用户程序内对输入信号的重复扫描保证了程序总能访问到一个稳定的输入信号。同样，访问过程映像所需要的时间远远少于访问直接地址，因为过程映像位于CPU的内部存储器中。

【问题2】连接2线制或4线制变送器到SM331模板，这两者有何区别？

用户在使用电流传感器或者电流变送器时，经常分不清什么是2线制电流，什么是4线制电流。绝大多数的用户认为，只要接两根线的电流信号就是2线制电流信号，这样的观点是不正确的。

2线制电流和4线制电流都只有两根信号线，它们之间的主要区别在于：两线制电流的两根信号线既要给传感器或者变送器供电，又要提供电流信号；而4线制电流的两根信号线只提供电流信号。因此，通常提供2线制电流信号的传感器或者变送器是无源的；而提供4线制电流信号的传感器或者变送器是有源的，因此当将模板输入通道设定为连接4线制传感器时，PLC只从模板通道的端子上采集模拟信号，而当将模板输入通道设定为连接2线制传感器时，PLC的模拟输入模板的通道上还要向外输出一个直流24V的电源，以驱动2线制传感器工作。要想正确设置模拟量输入模块的量程，必须首先确定传感器或者变送器的信号类型。

【问题3】如何将2线制测量传感器连接到模拟量模块6ES7331-1KF0.-0AB0、紧凑型CPU或者C7设备？

为了将一个2线制的测量传感器连接到一个模拟模块（例如6ES7331-1KF0.-0AB0）、紧凑型CPU或C7设备，用户需要配置一个外部24V电源，如图8-25所示。

该2线制的测量传感器的供电电源必须具有短路保护装置。安装一个熔丝来保护电源单元。请注意，测量传感器故障时（短路），模拟输入不受保护。为此，要确保采用适当的保护方法。

在图8-25中，M₊为测量电路正极；M-为测量电路负极；M_ANA为模拟测量电路参考电位；M为接地；L+为DC 24V供电连接。

需要注意的是输入端的标记取决于模块类型；如：M₊、M_-。同时，模拟模块必须在硬件组态中组态为4线制测量传感器。这同样适用于在一个通道组混合使用2线和4线测量传感器的情况。

图8-25 连接2线制测量传感器

以下为2线制信号与4线制信号接线中需要注意的地方：

（1）2线制传感器

· 连接Mana到M（引脚11和20间的跳线），并连接引脚10和11间的跳线；

· 短接一个组内不用的通道或用3.3千欧电阻跳接。

（2）4线制传感器

· 连接所有Mx-到Mana，并连接引脚10到11；

· 串联一个组内不用的通道并连接Mx-到Mana。

【问题4】为什么用万用表在模拟量输入模块上不能读出用于读取阻抗的恒定电流？

几乎所有的S5/S7 PLC模拟输入设备都是以多路切换方式工作，例如，所有的通道都轮流切换到一个AD转换器上。因此，流过被测电阻的电流时间很短。对于有一个选定接口抑制“50Hz”和8个参数化通道的SM331-7KF02-0AB0，这意味着电流将会约每180ms流过一次，每次有20ms可读取阻抗。这也就是为什么用万用表在模拟量输入模块上不能读出用于读取阻抗的恒定电流的原因。

【问题5】 SM331 SF灯亮是什么故障？该如何处理？

SM331 SF灯亮表明硬件故障。可能的原因如下：

1）模板所需DC24V电源未正确接入；

2）前连接器未插到位；

3）总线连接器未连好；

4）量程卡所插的方向与HW Config中的设置不符；

有硬件中断或诊断中断产生（断线、超限）等等。

如出现SM331模板的SF灯亮，应按照上述几条一一检查，另外需说明的是模板侧面的量程卡应插的方向可在硬件配置中读到，如图8-26所示的箭头所指方向。

图8-26 硬件配置

【问题6】连接3线制热电阻到6ES7331-7PF00-0AB0有什么需要注意的事项？

在连接3线制热电阻到6ES7331-7PF00-0AB0这块模板时有一个注意事项，在模板手册中有一条说明：“The resistance measurement for a three-conductor connection is performed every5 minutes”。也就是说，在3线制热电阻接入这块模板时，第一次从模板读到数据需要5min的时间，因为模板每5min计算一次热电阻的长线补偿值。

【问题7】如何连接支持HART协议的仪表到SM331模板？

SM331支持HART协议仪表的模板的订货号为6ES7331-7TB00-0AB0，该模板有两个输入通道。对该模板的配置要求如下：

该模板必须安装在ET200M的从站上，且接口模板必须为IM153-2。

图8-27 硬件组态1

图8-28 硬件组态2

但是，SM331不支持连接多个HART协议设备到一个模拟量输入通道，即多点模式（Multi-drop System）。对SM331 HART模板，每个输入通道只能连接一个HART现场设备，即单点模式（Mono-Drop System）。HART协议与模拟信号同时传送，并且可以接入HART仪表手操器设定仪表参数。

【问题8】怎样用SM331（6ES7331-7TB00-0AB0）读HART仪表的数据？

1）首先必须在ET200M中插入SM331，并用PDM软件组态SM331的参数。

2）如果需要读主要变量，可以直接用PIW读出。如果需要读出最高4个预先定义的动态变量

（包括主要变量、第二变量等），通过一个HART通道，则需调用SFC58为命令“3”，写入

到SM331的数据区中（命令请求），用SFC59读出SM331的响应值。

【实例】

写命令：

Call SFC58

REQ：=M2.1（1为请求）

IOID：=B#16#54（SM331是一个混合模块）

LADDR：=W#16#0（SM331的地址）

RECORD：=B#16#A（第一个客户端命令为10）

RECORD：=P#DB1.DBX0.0 Byte 240

RET_VA2：=MW4（调用SFC58，错误返回值）

BUSY：=M6.1（BUSY=1，写没完成）

RECORD：总共234个字节，第二个字节为命令3，读4个预先定义的值。

读响应值：

Call SFC59

REQ：=M2.2

IBID：=B#16#54

LADDR：=W#16#0

RECNUM：=B#16#C（响应为13）

RET_VAL：=MW8

Busy：=M6.2

RECORD：=P#DB2.DBX0.0 Byte 240

RECORD：响应数据从第12个字节到第240个字节。

【问题9】怎样设置并修改SM331的分辨率？

不可能在硬件组态中直接选择分辨率。只能通过干扰频率抑制来间接设置以下的模块（见表8-3）：6ES7331-7KB02-0AB0、6ES7331-7KB01-0AB0、6ES7331-7KB00-0AB0、6ES7331-7KF02-0AB0、6ES7331-7KF01-0AB0、6ES7331-7KF00-0AB0、6ES7331-7KB82-0AB0、6ES7331-7KB81-0AB0。

表8-3 干扰抑制频率和分辨率的内部关系

如何正确连接2线制测量传感器：注意事项及解决方法

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