1.確定參考電位點很重要

最近有同學咨詢后臺的模擬模塊，現(xiàn)場反映的S7-300模擬模塊讀數(shù)沒有變化，如何讓讀數(shù)為32767。雖然大家都很熟悉模擬模塊，但是用戶經(jīng)常會對類似的問題做出反應。為此，邊肖特意咨詢了老師，老師總結(jié)了自己的經(jīng)驗。

至于值不能讀出的問題，如果32767沒有變化，實際值已經(jīng)存在，但是超出范圍。如果數(shù)值為0，需要注意模擬量是否有問題，萬用表測得的現(xiàn)場信號沒有超限。為什么會出現(xiàn)這兩種現(xiàn)象？這是因為選擇的參考電位不同。舉個例子，如果場傳來的信號是5V，先問一下，參考點是什么？10~15是5V，-10~ -5也是5V。如果測量端的參考點是0V，那么在測量中就會出現(xiàn)問題，所以需要保證兩端等電位。模擬模塊的參考電位點是MANA，所有接線都與之相關。

2.一系列孤立和非孤立的問題

這里的隔離是指模擬模塊的參考電位點MANA與地(也是PLC的數(shù)據(jù)地)隔離。隔離模塊MANA可以不接地M，MANA可以作為測量端的參考電位。非隔離模塊MANA必須連接到地M，使地M成為測量端子的參考電位MANA。隔離模塊的優(yōu)點是可以避免共模干擾。如何知道一個模塊是否是隔離模塊，比如SM331模塊，可以從模板規(guī)范中找到。S7-300中只有一個sm 334(sm 355除外)模塊是非隔離的，CPU31XC集成的模擬量也是非隔離的。共同的特點是模塊的輸出和輸入共用M端。

同樣，傳感器也有隔離和非隔離的問題。通常，非隔離傳感器電源的負端和信號的負端共用一個端子。例如，傳感器有三個端子L、M和S+，為傳感器供電。S+，M是信號的輸出，共用M端。最好參考手冊判斷傳感器是否隔離。隔離傳感器的負信號端可以不與地m連接，負信號端可以用作信號源端的參考電位。非隔離傳感器信號的負端必須在源端(設備端)接地，源端的接地應作為信號的參考電位。

以下是如何保證測量端和信號源端的等電位連接。下面建議的連接圖中使用的縮寫和助記符具有以下含義:

M+:測量線(正極)

M-:測量線(負極)

MANA:模擬模塊的參考電位點

這里要注意的是MANA，它在不同的連接方式下都是作為參考電位的。

m:接地端子

L+:24vdc電源端子

UCM:mana和模擬輸入通道之間或模擬輸入通道之間的電位差

UCM共模電壓有兩種:

1)不同輸入信號的負端之間的電位差，例如一個輸入信號為3V，另一個輸入信號為3V，但它們的參考電位可能不同，可能是1~4V，也可能是3~6V，所以它們之間的共模電壓為2V。

2)輸入信號負端與MANA之間的電位差。

模塊的UCM是模擬值超過上限的主要原因。不同模塊的UCM最大值不同。

Uiso:法力與CPU端的電位差

3.使用隔離模擬模塊連接隔離傳感器

隔離傳感器和隔離模擬信號的連接圖如圖1所示:

圖1將隔離傳感器連接到隔離模擬輸入模塊

方法最簡單，與地面隔離，不需要接地。然而，如果輸入信號(傳感器)的負端和MANA之間的電壓超過UCM的最大限值，例如，SM331(6ES7331-7KF02-0AB0)為2.5伏直流電，則有必要將信號的負端和MANA短路，否則會出現(xiàn)超過上限的問題?，F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，超出上限的問題幾乎都是信號負端和MANA沒有聯(lián)系。如果UISO超過極限，比如75V DC，需要連接負信號端，MANA端，接地端M，此時模塊以接地端M為參考電位，實際變成非隔離使用，很少見。

有些模塊通道組是隔離的，沒有MANA，例如模塊6ES7331-7NF10-0AB0，接線如圖2所示:

此時每個通道組(每組2個通道)的M-為MANA，輸入通道組之間的最大UCM為75VDC。

在隔離的情況下，負極信號端子和MANA端子連接即可(雙線制和電阻測量除外)。手冊中每個模塊的接線圖建議MANA接地。我覺得這是在接地好，沒有共模電壓的情況下(比如單端接地)。

4.使用非隔離模擬模塊連接隔離傳感器

這一次我講的是隔離傳感器與非隔離模擬模塊連接的情況。模塊的MANA沒有與地M隔離，需要將MANA與地M連接，模擬的參考點電位變成地M，典型接線如圖3所示。

非隔離模塊需要MANA和地M連接，比如模塊SM334(6ES7334-0CE01-0AA0)，必須在提示中連接。以下是參考手冊的提示部分。

5.使用隔離模擬模塊連接非隔離傳感器

如果傳感器未隔離，信號源端將傳感器的本地接地作為參考點電位。模塊隔離，MANA點作為測量參考電位。典型的接線如圖4所示。

從圖4可以看出，非隔離傳感器信號的負端在源端接地，但是如果多個非隔離傳感器連接分布在不同的地方(不同的接地點)，這種情況就比較麻煩。每個傳感器信號的負端將具有共模電壓UCM。為了消除UCM效應，每個傳感器信號的負端將通過短而粗的導線等電勢地連接到源端。因為模塊的MANA和信號源端的地之間可能存在電位差，所以MANA應該和信號源端的地等電勢連接。你不能在這里的模塊短路，否則你不能消除UCM。

如果工廠接地不好，最好使用隔離傳感器。

6.使用非隔離模擬模塊連接非隔離傳感器

如果使用非隔離模擬量連接非隔離傳感器，所有點必須接地，并進行等電位處理。典型的接線如圖5所示。

從圖5可以看出，根據(jù)隔離和非隔離的要求，模塊是不隔離的，MANA必須接地m，如果傳感器不是隔離的，需要將信號的負端接到本地地。這樣，模塊的地m被用作參考點。為了消除它們之間的電位差(共模電壓UCM)，有必要使用足夠厚的導線進行等電位連接。

如果全廠都有等電位接地網(wǎng)，使用非隔離的儀器和模塊相對簡單，只需要將MANA連接到局部接地M，因為每個點都有等電位。往往事與愿違。因為非隔離儀器價格便宜，用這種儀器的地方越多，地面通常打得不好，更別說接地網(wǎng)和等電位連接了。如果不采取措施，肯定是有問題的，必須保證等電位。萬用表可用于測量，因為萬用表與地面隔離，最大共模電壓UCM可能不同，這與模塊的條件不同。建議使用隔離傳感器和模塊。

講了一系列的連接方式，最后得出的結(jié)論是:模擬連接的幾種方式都集中在一個點上，即信號源端和測量端必須等電位。

在這一點上，我們應該擴展它。利用這個原理也可以解決數(shù)字布線的問題。以下是現(xiàn)場遇到的一個問題。如圖6所示，CPU和I/O的電源是分開的。輸入/輸出是一個非隔離模塊。當現(xiàn)場給出信號時，輸入輸出模塊的輸入燈不亮，無法在中央處理器中讀出。用萬用表測量時，端子上有24V電壓。模塊沒有問題，兩個電源PS的M端短路就能檢測到輸入信號，這也是參考點電位不同造成的。希望一點提示可以幫助你解決現(xiàn)場模擬接線的問題。