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模拟量模块 5.9 将传感器连接到模拟量输入 S7-400 自动化系统模块数据 232 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 为确保在受 EMC 严重影响的环境下不超过 UCM 的允许值，请将带有 MANA 的模块中的 M- 与 MANA 连接 S7-400 自动化系统模块数据 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 185 5.2 模块概述 模拟量模块的特性 下表列出了模拟量模块的主要特性 无补偿的热电偶或使用参考温度值的热电偶的连接 将热电偶直接连接到模块的输入，或者通过补偿线路间接连接到模块输入 平滑过程由计算平均值的模块完成，该平均值为定义 数量的一批已转换(数字化)的模拟值的平均值 光缆能够抗电磁干扰并允许高数据传输率

“0”信号状态中模块的输入电流是 2 线 BERO 运行的决定性因素 优先级 S7 CPU 操作系统提供多达 28 个优先级(等于程序执行等级)，例如，对于循环程序执行、 受硬件中断控制的程序执行 组态 可以在一个 S7-400 CR 中*多使用四个 IM 463-2 请勿在需要通过 IM 461-1 接口模块连接到 CR 的 ER 中使用电源模块 S7 400 模块属于开放式设备，也就是说，S7 400 必须安装在机壳或机柜中 未使用的通道 对于未使用的通道，将“测量方法”参数中设置为“禁用” 表格 1-4 正弦干扰 正弦干扰 测试值 相应抗干扰测 试等级 高频辐射（电磁场） 符合 IEC 61000-4-3 80 MHz 至 1 GHz 以及 1.4 GHz 至 2 GHz 10 V/m，80 % 振幅调制 (1 kHz) 2 GHz 至 2.7 GHz 3 V/m，80 % 振幅调制 (1 kHz) 3 电缆的 HF 电流以及电缆符合 IEC 61000-4-6 10 V 测试电压，在 10 kHz 至 80 MHz 范围内按 1 kHz 的 80 % 振 幅调制 3 无线电辐射干扰 电磁场辐射符合 EN 61000-6-4 接通电源后，在 CPU 完成参数传输 之前，对消息进行排队；根据需要， 对模块进行组态 电流 0 至 20 mA 4 至 20 mA ± 20 mA 缺省设置 缺省情况下，模块中的输出类型设置为“电压”，输出范围设置为“± 10 V” 也可 在模块中获取此信息(诊断数据中的条目) 下图显示了模块的模块循环数，如果存在阶跃响应，则在阶跃响应之后，几乎 100 %应用 滤波模拟值(取决于滤波设置) 将参数重新分配给模块 通道信息可用 通道错误；模块可以提供附加的通道 信息 使用 INTF 和 EXTF LED 进行诊断 一些模拟量输入模块通过它们的两个故障 LED INTF (内部故障)和 EXTF (外部故障)来指示 故障 为符合关于机械稳定性、阻燃性、稳定性以及防震保护的安全操作的要求，下面了可 选择的安装类型： ● 安装在合适的机柜中 ● 安装在合适的外壳中 ● 安装在适于装配、封闭操作的区域中 可以自动触发冷启动(例如，在电源故障、动态存储区中的信息丢失之后等) 如果在更换丝时未卸下模块的前连接器，可能会遭到而受到人身伤害 硬件中断 硬件中断由中断触发模块在过程中出现特殊事件(违反限值，模块已完成通道的循环转换) 时触发 更多信息 附录的系统数据部分介绍了参数记录的结构(数据记录 0 和 1)和诊断信息的结构(数据记录0 和 1) 夹 如果不需要使用随附的夹，则不要将其安装在风扇部件中 C1 LED（绿灯 闪烁） 线路中有一个 EU 未准备好进行操作，原因： ● 电源模块未接通 ● 某个模块尚未完成初始化过程 C2 LED（绿色） 线路 2（通过前连接器 X2，连接 2）正常 本节包含常规信息，此信息通常适用于下文所述的负载和执行器的所有连接选项 1 ( ±0,5 %*) 1 V 0 V ( ±0,625 %) ( ±5 %) 8 V 10 V -1 V ±0,05 V ±0,05 V ±0,05 V =^ =^ =^ 图 5-1 模拟量输出模块的相对误差实例 * 操作限制 (1) 输出值 模拟量模块 5.6 模拟量模块的特性 S7-400 自动化系统模块数据 222 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 5.7 模拟量模块的转换时间、周期时间、稳定时间和响应时间 模拟量输入通道的转换时间 转换时间是基本转换时间与模块在以下处理上花费的其它时间之和： ● 电阻测量 ● 断线监视 基本转换时间直接取决于模拟量输入通道的转换方法(集成方法、实际值转换) 电池存放了太长时间 PS 405 4A 操作员控件和监视元件 ,17)ᇬ% $)ᇬ%$7 7)ᇬ 9 '&ᇬ 9' &/( ' ⦉⸩婉朘 ⦉⸩婉朘 )05 㖘朽 㟔椫䀗㋾⮜⇜ ⦷䥥ₚ 䟄㻯䥡 %$77 ,1',&㆏ ␂ᇬ %$77ᇬ2)) 朗䟄 䄟㙡♲ ㈔㧉㆏␂ ₜ⒖㠼䟄䄟 36$ ;     ,17) %$) %$77) '&9 '& 9 )05 %$77,1',& %$77 2)) '$ $$ 图 3-9 PS 405 4A 操作员控件和监视元件 电源模块 3.13 电源模块 PS 405 4A (6ES7405-0DA02-0AA0) S7-400 自动化系统模块数据 78 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 PS 405 4A 技术规范 尺寸、重量和电缆横截面积 尺寸 W x H x D (mm) 重量 电缆横截面积 25x290x217 0.76 kg 3x1.5 mm2 （带电缆末端套管的绞合线；使 用组件导线或软电缆） 电缆直径 3 至 9 mm 输入变量 输入电压 ● 额定值 24 V/48 V/60 V DC ● 允许的范围 静态：19.2 至 72 V DC 动态：18.5 至 75.5 V DC 额定输入电流 2 A/1 A/0.8 A 冲击电流 峰值 18 A 半值宽度 20 ms 输出变量 输出电压 ● 额定值 5.1 V DC/24 V DC 输出电流 额定值 5 V DC：4 A 24 V DC：0.5 A 参数 防护等级（符合 IEC 60536） I，使用保护性导体 过压类别 II 污染等级 2 额定电压 Ue 0 < Ue ≤ 50 V 150 V < Ue ≤ 300 V 测试电压 700 V DC（次级侧 PE） 2200 V DC（初级侧 次级侧/PE） 电源故障备选方案 > 20 ms（重复率为 1 s），符合 NAMUR 建议 NE 21 功耗 (24 V DC) 48 W 功率损耗 16 W 备用电流 断电时为 100 µA 电源模块 3.13 电源模块 PS 405 4A (6ES7405-0DA02-0AA0) S7-400 自动化系统模块数据 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 79 备用电池（选件） 1 节 AA 锂电池， 3.6 V/2.3 Ah 保护隔离（符合 IEC 61131-2） 是 电源模块 3.13 电源模块 PS 405 4A (6ES7405-0DA02-0AA0) S7-400 自动化系统模块数据 80 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 3.14 电源模块 PS 405 10A (6ES7405-0KA01-0AA0)和 PS 405 10A R (405-0KR00-0AA0) 功能 电源模块 PS 405 10A（标准）和 PS 405 10A R（用于冗余操作）设计用于连接到 19.2-72 V DC 线路电压，并在次级侧提供 5 V/10 A DC 和 24 V/1 A DC (请参见附录“附件和备 件”) 如果超出此限制，则会降低测量精度 安装跳线 无模块参数 模块需要一些信息来确定是使用缺省 系统参数还是使用用户参数来运行 模拟量模块的打印标签上也提供了各种测量方法和范围的设置情况 可以将更多的 EU 集中连接到在分布式组态中连接的 EU 上 诊断中断 适合诊断的模块通过诊断中断向 CPU 报告检测到的系统错误 C1 LED（绿灯 闪烁） 某个模块尚未完成初始化过程 表格 1-5 模块的运输和存储条件 允许范围 自由落体 ≤ 1m (重量 10 kg) 温度 -40 至+70° C 气压 1080 至 660 hPa (相当于海拔-1000 到 3500 m) 相对湿度(温度为+25° C) 5 到 95%，无结露 正弦波振动符合 IEC 60068-2-6 的规定 5 - 9 Hz 3.5 mm 9 - 500 Hz 9.8 m/s2 冲击符合 IEC 60068-2-29 规 定 250 m/s2，6 ms，1000 次冲击 备用电池运输 备用电池应该总是在原包装中进行运输前提是 S7-400 系统必须符合电气装配 方面的要求和准则印刷品中的数据都按规定经过检测，必要的修正值包含在下一版本中 每个 IM 463-2 附带了两个连接器外壳如果要使用其他公司的产品和组件，必须得到 Siemens 推荐和允许 集成时间取决于在 STEP 7 中设置的干扰频 率 0,5 1,5 2 6 7 0 5 11 13 15 24 30 L+ (V) - 30 V I E (mA) “0” “1” 1 0 L+ M I < 1,5 mA ␇⨚⒖㗱梗⋋ 9 棊㔦䔈㊶㦁兎 , PLQ 䶵⚗,(&᧷伊⨚ %(52 㪖⑕⨚ ,P$ 3/&戢⏴棊㔦!ಯರ≰⚆ 兎Ⓟ%(52 , PLQ 䶵⚗,(&᧷伊⨚ 图 4-1 数字量输入的输入特性曲线 数字量模块 4.6 数字量输入的输入特性曲线 S7-400 自动化系统模块数据 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 105 4.7 数字量输入模块 SM 42；DI 32 x DC 24 V (6ES7421-1BL01-0AA0) 属性 SM 421 的关键属性，DI 32 x 24 V DC： ● 32 个输入，按每组 32 个隔离 ● 额定输入电压 24 V DC ● 适用于开关和 2/3/4 线接近开关（BERO，IEC 61131；类型 1） 状态 LED 指示过程状态 如果在 STEP 7 中没有设置任何参数，系统将使用缺省值 UR2-H 机架的规范 机架 UR2-H 6ES7 400-2JA00-0AA0 UR2-H 6ES7 400-2JA10-0AA0 单倍宽插槽数 2 x 9 2 x 9 尺寸 W x H x D（mm） 482.5 x 290 x 27.5 482.5 x 290 x 27.5 装配导轨的材料 薄钢板 铝 机架 2.3 UR2-H 机架(6ES7400-2JA00-0AA0) S7-400 自动化系统模块数据 34 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 机架 UR2-H 6ES7 400-2JA00-0AA0 UR2-H 6ES7 400-2JA10-0AA0 重量(kg) 4,1 3,0 总线 分段式 I/O 总线， 分段式通讯总线 机架 2.3 UR2-H 机架(6ES7400-2JA00-0AA0) S7-400 自动化系统模块数据 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 35 2.4 机架 CR2 (6ES7401-2TA01-0AA0) 引言 CR2 机架用于分段式中央机架设计 ±10 V ● 干扰频率 60 Hz；50 Hz 50 Hz 1 只有在 CR (中央机架)中，才可以使用缺省设置启动模拟量模块 信号模块参数的介绍位于： ● STEP 7 的在线帮助中 ● 本参考手册中 描述不同信号模块的各节还介绍了相应的可组态参数 前连接器 X2 下方连接器（输出），用于连接引向下一接口模块的电缆或连接端 接器 4. 合上盖子 表格 4-8 SM 421；DI 16 x DC 24 V 的参数 参数 数值范围 缺省 2 参数类型 范围 启用 ● 诊断中断 1 是/否 否 动态 模块 ● 硬件中断 1 是/否 否 ● 用于中断的目标 CPU 1 到 4 - 静态 模块 诊断 ● 断线 是/否 否 静态 通道 通道组 ● 无负载电压 L+/传感器电源 是/否 否 硬件中断触发 ● 正沿 是/否 - 动态 通道 ● 负沿 是/否 输入延迟 0.05 ms 0.1 ms 0.5 ms 3 ms 3 ms 静态 通道组 出错时的响应 设置替换值(SSV) 保留前一数值 (HLV) SV 动态 模块 设置替换值“1” 是/否 否 动态 通道 1) 如果在 ER-1/ER-2 中使用此模块，则必须将此参数设置为“否”，因为在 ER-1/ER-2 中没有中断总线 - 外部错误 模块已经在自动化系统外部检测到一 个错误 干扰或传感器的本地分配均可能导 致产生此类电位差 4 对输出温度和动态参考温度格式有效 测量值滤波 有关模拟值滤波的一般性信息，请参见“模拟量模块的转换时间、周期时间和响应时间” 一节 2 只有在 CR (中央机架)中，才可以使用缺省设置启动模拟量模块 模拟量模块 5.24 模拟量输入模块 SM 431; AI 8 x RTD x 16 位(6ES7431-7KF10-0AB0) S7-400 自动化系统模块数据 338 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 50 100 0 63 60 80 20 100 40 ≰⚆♧▥ 䤍⒕㹣 ⺈↊⇤㲰㕮摞戢⏴≰⚆䤓棅恒❜ㄣ 䅳㽱 ⇝⋋᧶ ㄂⧖⋋᧶ 浧⋋᧶ 㲰⧦⛷㦮 图 5-37 SM 431; AI 8 x RTD x 16 位的阶跃响应 显示参数分配错误 SM 431；AI 8 x RTD x 16 位具有诊断功能 防护等级 防护等级 I（符合 IEC 61140），即电源模块需要保护导体连接！ 防止外部物质和水进入 IP20（符合 IEC 60529），即防止与标准探针接触 将负载连接到 QV 端子和测量电路的参考点 MANA 原因： 如果要将通道 0 用作参比端，则必须在该处连接一 个电阻型传感器，以记录气候范围内的**温度 仅建议带热电偶的参比端 输出值限制为 0 V 参见 参数 (页 93) 数字量模块 4.15 数字量输出模块 SM 422；DO 16 x DC 20-125 V/1.5 A (6ES7422-5EH10-0AB0) S7-400 自动化系统模块数据 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 153 4.16 数字量输出模块 SM 422；DO 32 x DC 24 V/0.5 A (6ES7422-1BL00-0AA0) 属性 SM 422；DO 32 x DC 24 V/0.5 A 具有以下特性： ● 32 个输出，按每组 32 个隔离 ● 电源按每 8 个通道一组供应 H H D 如果待机开关设置在 位置，5 V 电压上的外部供电 不合规定 取下所有模块；确定有故障的 模块 通过将通道短路，可提高在严重 干扰的测量环境下使用模块时的抗干扰性 数据块 数据块(DB)是用户程序中包含用户数据的数据区要环保地回收和处理丢弃的设备，请联系具 有电子废料处理资质的公司 一个扫描周期包括对模拟量输入模块的所有激活通道的测量值的转换 表格 4-12 SM 421；DO 16 x DC 20-125 V/1.5 A 的参数 参数 数值范围 缺省设置 2 参数类型 适用范围 启用 ● 诊断中断 1 是/否 否 动态 模块 ● 用于中断的目标 CPU 1 到 4 - 静态 模块 对 CPU STOP 模式的响应 替换一个数值(SV) 保持上一个值 (KLV, Keep last value) SV 动态 模块 诊断 ● 缺少负载电压 L+ 是/否 否 静态 通道组 ● 对 M 短路 是/否 否 静态 通道 设置替换值“1” 是/否 否 动态 通道 1) 如果在 ER-1/ER-2 中使用此模块，则必须将此参数设置为“否”，因为在 ER-1/ER-2 中没有中断总线可以使用其中一个连接器外壳和一根 721 电缆为 IM 463-2 准备一根电缆(请参见目录 ST 54.1) 常规规范 1.5 关于绝缘测试、安全等级以及防护等级的信息 S7-400 自动化系统模块数据 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 27 常规规范 1.5 关于绝缘测试、安全等级以及防护等级的信息 S7-400 自动化系统模块数据 28 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 机架 2 2.1 机架的功能和设计 引言 S7-400 的机架具有下列功能： ● 固定安装在机架上的模块 如果与 DP 通讯同时 使用，则会影响 PROFIBUS DP 总线循环时间 - 117,593 % - 32512 8100 - 32513 80FF 下溢，空闲状态 - 118,519 % - 32768 8000 0.00 mA 0.00 mA 模拟量模块 5.4 模拟值表示 S7-400 自动化系统模块数据 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 215 5.5 设置模拟量输入通道的测量方法和范围 两种方法 在模拟量模块中设置模拟量输入通道的测量方法和范围有两种方法： ● 使用量程卡和 STEP 7 ● 对模拟量输入通道进行硬连线，并在 STEP 7 中编程 各种模拟量模块的使用方法因模块而异，详细说明请参见相关模块的章节 使用强平滑时的过滤器稳定时间 表格 5-54 干扰频率和使用平滑时的过滤器稳定时间 噪声 平滑 过滤器稳定时间(ms) 无 强 - 50 Hz 强 100 60 Hz 强 83,333 400 Hz 强 12,5 模拟量模块 5.21 模拟量输入模块 SM 431; AI 8 x 14 位(6ES7431-1KF20-0AB0) S7-400 自动化系统模块数据 294 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 使用强平滑时的阶跃响应 下图说明了上表中的内容 R-4L： 电阻 (4 线制连接) 600 Ω A 数字化模拟值在“电阻测量范围 内模拟输入通道模拟值的表示” 一节列出 机架 2.3 UR2-H 机架(6ES7400-2JA00-0AA0) S7-400 自动化系统模块数据 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 33 UR2-H 的设计 下图显示了带 2x9 个插槽的 UR2-H 机架的设计 1 2 465 mm 482,5 mm 290 mm 190 mm 40 mm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 图 2-3 机架尺寸 (1) 系统 I (2) 系统 II 小心 损坏设备的危险