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 回复:应用探讨-S7-300/ET200模拟量模板安装接线

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奇侠

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精华帖:20
楼主    2009-08-18 14:55:37
主题:应用探讨-S7-300/ET200模拟量模板安装接线
西门子模拟量模板在使用中需要注意很多EMC问题和传感器的知识,在工程实践中经常需要去面对。

在此召集大家对模拟量模板和传感器类型等进行以下方面的讨论,希望可以给您今后的工程实践带来更多帮助:

1、 模拟量模板的类型(如特殊的快速模拟量,热电偶,热电阻模块)

2、 模拟量模板的传感器连接类型和精度

3、 模拟量的接线规范(抗干扰)

4、 模拟量模板的参数设定(转换和响应时间、诊断中断等)

与此相关,推荐三本手册,可以作为参考,也可以借助此次交流澄清一些不甚明了的技术问题:

http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/17473828

http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/18971030

http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/18972936

此次集中探讨拟持续至9月11日,其中有突出表现的网友将获得加倍精华奖励积分;最终所有有效留帖的网友将获得加倍发帖积分。
交流结束后将整理精华内容,供广大网友分享参考。
预祝您交流愉快,收获丰富!
不容易啊
游侠

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精华帖:1
    2009-08-19 15:22:39
精华帖  主题:回复:应用探讨-S7-300/ET200模拟量模板安装接线
我说2点:
1、就是一个通道组的两个通道的接线方式必须要一致,如通道组设置为四线制方式,其中一个通道是纯4-20mA输入(无24VDC串联),而另一路却是24VDC串联二线制变送器再与通道串联,显然这两种方式都是四线制接线方式,但是我在实际应用当中就出现问题,甚至会影响整个模块。
2、四线制4-20mA输入(无24VDC串联),其信号负端必须和模块的M端子短接,除非它的供电与模块的供电是同一路24VDC,其负端与M端子就可以不用短接;如220VAC供电的电磁流量计,其输出4-20mA信号的负端就必须与模块的M端子短接,才能正常使用。

补充一点:对于电气提供的4-20mA电流,可以不用加隔离器,直接接入模块就可以,但是一定要注意其信号的负端必须要与模块的M端子端接,可以起到抗干扰的作用,这也是模板规范
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凌波微步
奇侠

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精华帖:72
    2009-08-20 19:07:06
精华帖  主题:回复:应用探讨-S7-300/ET200模拟量模板安装接线
模拟量的模板用了不少,说下心得!
1.西门子有规范,一定要按照规范来做,肯定没有问题的;
2.西门子模拟量卡件都是2个通道一组,因此这一组2个通道的信号类型一定要一致;
3.虽然1个模件允许接多种类型的信号,但如果能避免,还是尽量要避免;混接的方式收干扰的几率更大;
4.四线制类型的模拟量模板可以外接24VDC转换成两线制,这个已经在无数个项目中使用过,效果还是不错的;因此这个方法是可行的;但西门子既然提供了两线制类型的模块,为什么要用四线制类型的模块呢?价格我也比较过,差别不大;但如果对精度有特殊要求的话,那就另说了;
5.其实模拟量EMC跟接地的关系是最大的;首先对于电缆的铺设要规范,切记切记,否则后患无穷;动力电缆一定要和信号电缆,通讯电缆严格分开;桥架也要严格接地;接地电阻要求要满足;ET200的接口模块上有个PE,M短接片,这个最好不要拆卸,M最好和PE连接在一起;接地导线一定要符合标准,宁粗不细;对于特殊的存在较大干扰源的地方,可以增加隔离器增强抗干扰能力;
6.对于备用通道,一般来说我们可以不接任何负载,不会对系统有影响;但要注意一种情况是必须将备用通道带上负载的,那就是I/O冗余的情况下,否则备用通道的钝化会导致I/O冗余失灵;
7.看过以前老一点的系统,对于模拟量模件的接线大多采用双绞线的方式,而现在很少这样接线了;当然双绞线的接线方式也是一种较为有效的抗干扰的方法;
8.对于信号电缆当然要是能够使用屏蔽电缆是最好的,这样抗干扰的能力更好;
9.热阻,热偶信号尽量采用专用模块;
10.接线规范,我就不在这里啰嗦了;线径,多芯,单芯,冷丫头,接线颜色==这些基本规范要遵守,会给工程带来很大益处;

暂时想到这些,欢迎拍砖!

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不以物喜,不以己悲; 达则兼济天下,穷则独善其身。
鹅卵石
奇侠

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精华帖:25
    2009-08-24 09:19:29
精华帖  主题:何谓共模干扰?
差模信号的电压放大倍数Aud与对共模信号的电压放大倍数Auc之比,称为共模抑制比,简写CMRR来表示。
差模信号电压放大倍数Aud越大,共模信号电压放大倍数Auc越小,则CMRR越大。此时差分放大电路抑制共模信号的能力越强,放大器的性能越好。当差动放大电路完全对称时,共模信号电压放大倍数Auc=0,则共模抑制比CCMR→∞,这是理想情况,实际上电路完全对称是不存在的,共模抑制比也不可能趋于无穷大。

1。由于SIEMENS的模拟量输入模块通道采用差分放大电路技术设计。共模抑制比(CMRR)则是衡量差动放大电路性能的综合指标。对于差动放大电路,总是希望它的差模放大能力越大越好,
共模抑制能力越强越好。
2。“dB”只是一个声音强度的单位,由于共模信号是有害的干扰信号,所以我们把电路中的共模信号(Common-Signal)都统称噪声。
3。在SIEMENS的模拟量输入模块中,CMRR>80dB的模块订货号(Order number)如下:
(1)SM331 AI8xRTD(6ES7331-7PF00-0AB0)
(2)SM331 AI8xTC(6ES7331-7PF10-0AB0)
(3)SM331 AI8x16bits(6ES7331-7NF00-0AB0)
(4)SM331 AI8x16bits(6ES7331-7NF10-0AB0)
(5)SM331 AI8x14bits High Speed; synchronous(6ES7331-7HF0x-0AB0)
(6)SM331 AI8x13bits(6ES7331-1KF01-0AB0)
4。CMRR<80dB的模块订货号(Order number)如下:
(1)SM331 AI2x12bits(6ES7331-7KB02-0AB0)
(2)SM331 AI8x12bits(6ES7331-7KF02-0AB0)
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凌波微步
奇侠

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精华帖:72
    2009-08-26 21:15:17
精华帖  主题:回复:应用探讨-S7-300/ET200模拟量模板安装接线
quote:

单端接地适合于纯模拟电路低频干扰,而对于数字电路的高频干扰还是双端接地的效果好,当然做好等电势是比较关键的

数字电路本来就是不易受到干扰的,因此双端接地还是单端接地并不是很重要!反而模拟信号是易受干扰的信号,单端接地是比较合理的处理方法!


“② 双端接地是将屏蔽电缆的金属屏蔽层的两端均连接接地,

在屏蔽层双端接地情况下,金属屏蔽层不会产生感应电压,但金属屏蔽层受干扰磁通影响将产生屏蔽环流通过,如果地点A和地点B的电势不相等,将形成很大的电势环流,环流会对信号产生抵消衰减效果。”

既然双端接地对信号会产生抵消衰减,哪么为什么还有双端接地呢?对于感应电压,可以通过工作地与PE短接释放;
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四书五经
侠圣

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精华帖:58
    2009-09-03 22:03:29
精华帖  主题:回复:应用探讨-S7-300/ET200模拟量模板安装接线
关于屏蔽层接地前面已经讨论过了,以下摘自300模拟量中文手册
"模拟信号电缆---为了减少电子干扰对于模拟信号应使用双绞屏蔽电缆模拟信号电缆的屏蔽层应该两端接地如果电缆两端存在电位差将会在屏蔽层中产生等电线连接电流造成对模拟信号的干扰在这种情况下你应该让电缆的屏蔽层一点接地"
屏蔽层的目的主要是为消除静电感应(单端接地)和电磁干扰(双端接地),不是为了消除共模干扰。而现场遇到较多的情况基本上是共模干扰。我们在现场一般都是把电缆屏蔽层的一端接在机柜的接地排上,在仪表端信号屏蔽层不接地。对于现场非隔离变送器的供电电源的地和输出信号的地是不隔离的,但是在实际环境中,除了各个设备仪表“地”之间的连线电阻产生的电压降之外,还有各种设备仪表在不同环境受到的干扰不同,以及导线接点经受风吹雨淋导致接点质量下降等诸多因素,致使各个“地”之间的电压不同。又因为绝大多数SIEMENS模块通道之间是非隔离的,这样就会在信号负端和MANA之间产生共模电压。如果共模电压大于模块所能承受的共模电压极限,模块工作就会不正常。所以建议在所有仪表端接地端做等电位连接,这样就可以消除共模电压。如果是非隔离AI模块(在CPU 的M 端和测量电流MANA 的参考点之间有电气连接),再把CPU的M端与等电位连接导线连在一起,把MANA与CPU的M端连接在一起,并且CPU要工作在接地模式。
对于现场是隔离的变送器(即变送器的电源的地和输出信号的参考地是隔离的),这种情况一般不会在信号负端和MANA之间产生共模电压,但是由于干扰或者传感器的布置情况导致各个传感器之间有电位差,所以建议把信号负端与MANA连接在一起。如果是非隔离的AI模块,则把MANA与CPU的M端连接在一起,并且CPU要工作在接地模式。
对于两线制传感器,因为它的供电电源和信号是同一根线,所以一般不会在信号与MANA之间存在电压,而且对于两线制变送器是不允许在信号负端与MANA之间建立连接。所以对于工业现场我所遇到的情况是两线制信号不稳定的情况不多,绝大多数信号不稳定的都是4线制信号。但采取正确的接线方法,一般都能解决四线制信号的不稳定问题。而两线制信号如果不稳定,基本上都是电磁干扰的问题,最好的方法就是加装信号隔离器。
另外对于电磁干扰很严重的情况,采用双层屏蔽电缆应该也很管用,不过可能价格比隔离器还要贵!
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