西门子CPU存储卡6ES7953-8LL20-0AA0 上海湘驰自动化设备有限公司

上海湘驰自动化设备有限公司本着“以人为本、科技先导、顾客满意、持续改进”的工作方针，致力于工业自动化控制领域的产品开发、工程配套和系统集成，拥有丰富的自动化产品的应用和实践经验以及雄厚的技术力量，尤其以PLC复杂控制系统、传动技术应用、伺服控制系统、数控备品备件、人机界面及网络/软件应用为公司的技术特长，几年来，上海湘驰自动化设备有限公司在与德国SIEMENS
8 通道模式下的模块周期时间 
通道转换时间（包括模块通信时间）为 84 ms。在转换完成后，必须使用 OptoMOS 继电
器将模块切换到的组的*二个通道。 Opto-MOS 继电器需要 12 ms 的切换和稳定时间。
每个通道需要的时间为 97 ms，即总周期时间等于 194 ms。
周期时间 = (tK + tU) x 2
周期时间 =（84 ms + 16 ms）x 2
周期时间 = 200 ms
tC： 单个通道的转换时间
tC： 通道组内的通道切换时间
8 通道模式（软件过滤器） 
该模式与 8 通道模式（硬件过滤器）下的模数转换相同。 模块的四个模数转换器 (ADC) 
同时转换通道 0、2、4 和 6。这些 ADC 首先转换偶数编号的通道，然后转换奇数编号的
1、3、5 和 7 通道
由“到达周期结束”触发的硬件中断 
通过设置硬件中断触发器，在周期结束时可实现某一过程与模拟量输入模块周期的同步。
一个周期包括对所有激活的模拟量输入模块通道测量值转换的时间。 模块将连续处理通
道。 所有测量值成功转换后，模块将中断输出到 CPU，以便报告其通道中的新测量值。
可以始终使用此中断下载实际的、已转换的模拟值。
模拟模块 
简介 
本章介绍以下内容：
1. 模拟量模块的选择和调试顺序
2. 基本模块属性概述
3. 可用的模块（模块的属性、连接图、方框图、技术数据和附加信息）：
a)对于模拟量输入模块
b)对于模拟量输出模块
c)对于模拟量 IO 模块 
STEP 7 模拟功能块 在 STEP 7 中,可以用 FC105“SCALE”(标量值)和 FC106“UNSCALE”(非标量值)块来读取
和输出模拟值。 这些 FC 在 STEP 7 标准库中提供，标准库位于“TI-S7-Converting 
Blocks”子文件夹中。
STEP 7 模拟功能块的说明 
有关 FC 105 和 106 的信息，请参考 STEP 7 在线帮助。
更多信息 
在编辑 STEP 7 用户程序中的模块参数之前，应熟悉系统数据中参数集（数据记录 0、1 
和 128）的结构。
在编辑 STEP 7 用户程序中任何有关模块的诊断数据之前，应熟悉系统数据中诊断数据
（数据记录 0、1）的结构。
模拟量模块的选择和调试顺序 
简介 
下表包含成功调试模拟量模块所需的步骤。 
可以不必严格遵照这里建议的顺序，也就是说，可以完成安装或调试其它模块等其它任
务，或者提前或推后对模块进行编程。
模拟量模块的选择和调试顺序 
1. 选择模块
2. 对于特定模拟量输入模块： 使用量程卡设置测量类型和测量范围
3. 在 SIMATIC S7 系统中安装模块
4. 分配模块参数
5. 将测量传感器或负载连接到模块
6. 调试组态
7. 如果调试失败则分析组态
有关安装和调试的更多信息 
请参阅相应自动化系统的安装手册中的『安装』和『调试』： 
● S7-300 自动化系统，安装或者
● S7-400 自动化系统，安装或者
● 分布式 I/O 设备 ET 200M

有关 SM 331；AI 8 x 16 位的附加信息 
未使用的通道 
对于未使用的通道，在“测量类型”参数中将其值设置为“禁用”。 此设置可减少模块的周期
时间。
因为通道组组态，某些编程输入可能保持为未使用状态，要考虑下列输入的特性，以便能
够对这些占用的通道启用诊断功能：
● 测量范围 1 V 到 5 V： 并联同一通道组中已使用的和未使用的输入。
● 电流测量，4 mA 到 20 mA： 串联同一通道组中已使用的和未使用的输入。 为每个已
设置但未使用的通道连接一个分流电阻。
● 其它测量范围：将通道的正负输入短路。
线路连续性检查 
线路连续性检查适用于范围 1 V 至 5 V 以及 4 mA 至 20 mA 的量程。
适用于两种测量范围的规则：
在启用线路连续性检查的情况下，当电流降至 3.6 mA (0.9 V) 以下时，模块将把断线情况
记录到诊断数据中。
如果在程序中启用此功能，模块也会触发诊断中断。
如果禁用诊断中断，只能通过点亮的 SF LED 发出断线信号，而且必须在用户程序中估算
诊断字节。
在禁用线路连续性检查但启用诊断中断的情况下，当检测到下溢时，模块将触发一个诊断
中断。
对上限和下限进行编程时的特性 
SM 331；AI 8 x 16 位的可编程限制（硬件中断触发器）与 SM 331；AI 8 x 16 位的参数
概述表中显示的取值范围不同。
原因： 在某些情况下，设置在模块软件中的用于判断过程变量的计算方法不能报告大于
32511 的值。 在下溢限制或上溢限制处触发硬件中断的过程值是基于相关通道的校准因
子，并且可能在下表所示的下限和 32511 (7EFFH) 之间变化。
CMV 导致的测量错误 
SM 331；AI 8 x 16 位可以进行测量，与 AC 或 DC 范围中的 CMV 无关。
AC CMV 的值为过滤器频率设置的整数倍时，ADC 积分时间和输入放大器处的共模抑制
使噪声得到抑制。 AC CMV < 35 VRMS 时，大于 100 dB 的噪声抑制而产生的测量错误可
以忽略。
使用输入放大器装置的噪声抑制功能，只能将 DC CMV 的影响降至低。 必须预计到，
有些测量精度与 CMV 成比例降低。 严重的错误情况发生在一个通道与其它七个通道之
间的电势差为 50 VDC 的情况下。 严重的计算错误情况是 0.7%（在 0°C 至 60°C 
时），而测量错误通常 ≤ 0.1%（在 25°C 时）。

对负载/执行器进行接线，并连接到电压输出 
对负载进行接线，并连接到电压输出 
电压输出支持 2 线和 4 线负载的接线和连接。 然而，某些模拟量输出模块不支持这两种
类型的接线和连接。
将 4 线负载连接到电气隔离模块的电压输出 
4 线负载电路可获得更高的精度。 对 S- 和 S+ 传感器线路直接接线并连接到负载。 这样
即可直接测量和修正负载电压。
干扰和电压突降可能会在检测线路 S- 和模拟电路 MANA 的参考回路间产生电位差。 此电
位差不得**过设定的限制值。 任何**过限制值的电位差都会对模拟信号的精度产生不利
影响。
将 2 线制负载接线到非隔离模块的电压输出 
将负载连接到 QV 端子和测量电路 MANA的参考点。 在前连接器中，将端子 S+ 互连到
QV，将端子 S 互连到 MANA。
2 线制电路不提供线路阻抗的补偿。
模拟量模块的原理 
引言 
本章介绍了模拟模块支持的所有测量范围或输出范围的模拟值。
模拟值转换 
CPU 始终以二进制格式来处理模拟值。 
模拟输入模块将模拟过程信号转换为数字格式。 
模拟输出模块将数字输出值转换为模拟信号。
16 位分辨率的模拟值表示 
数字化模拟值适用于相同额定范围的输入和输出值。 输出的模拟值为二进制补码形式的
**数。 结果分配：
位 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
位值 215 214 213 212 211 210 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20
符号 
模拟值的符号始终设在 bit 15： ● "0" → + 
● "1" → - 
分辨率 < 16 位 
对于分辨率 < 16 位的模拟模块，模拟值以左对齐方式存储。 未使用的低有效位用零填
充(“0”)。
模拟量输入通道的值的表示方法 
测量值的精度 
模拟值的精度取决于模拟量模块和模块参数。精度 < 15 位时，将所有由“x”标识的位设置
为“0”。 
说明 
该精度不适用于温度值。转换后的温度值是模拟量模块中的转换结果。

有关滤波的详细信息 
有关特定模块是否支持滤波功能以及需要注意的特性的信息，请参见模拟量输入模块
的相关。
模拟量输出通道的转换时间 
模拟量输出通道的转换时间包括传送内部存储器中的数字化输出值的时间以及其数模转换
的时间。
模拟量输出通道的周期时间 
模拟量输出通道按顺序进行转换，即连续转换。
周期时间(即模拟量输出值再次转换前所经历的时间)等于全部激活的模拟量输出通道的积
累转换时间。 参见图模拟 IO 通道的周期时间。
提示 
应在 STEP 7 中禁用全部未使用的模拟通道以减少周期时间。
模拟量输出通道的稳定时间和响应时间 
稳定时间 
稳定时间(t2 到 t3)即转换值达到模拟量输出级别所经历的时间，稳定时间由负载决
定。 据此，我们将负载区分为阻性、容性和感性负载。
关于稳定时间(作为各种模拟量输出模块的一项负载功能)的信息，请参见相关模块的技术
数据。
响应时间 
坏情况下的响应时间(t1 到 3)，即从将数字量输出值输入内部存储器到模拟量输出的信号
稳定所经历的时间，此时间可能等于周期时间与稳定时间的总和。 
模拟量通道在传送新的输出值之前即已转换，并且直到所有其它通道均已转换时(周期时
间)仍未再次转换，此时就会出现坏情况。
模拟量模块编程 
引言 
模拟模块的各种属性会有所不同。 可对模块属性进行编程。 
编程工具 
您可在 STEP 7 中为模拟模块编程。 为模块编程时，CPU 应始终处于 STOP 模式下。 
定义全部参数后，请将这些参数从 PG 下载到 CPU。 CPU 在 STOP → RUN 切换过程中
将各参数传送至相关模拟模块。 
另外，还要根据需要设置各模块的量程卡。 
静态和动态参数 
按静态属性和动态属性组织参数。 
如前文所述，在 CPU 处于 STOP 模式时设置静态参数。
也可使用 SFC 在运行的用户程序中修改动态参数。 但是，在 CPU 经过 RUN → STOP、
STOP → RUN 切换之后，将再次使用在 STEP 7 中设置的参数。
通道组 
SM 331; AI 8 x 12 位的通道分为四组，每组两个通道。 只能将参数分配给一个通道组。
对每个通道，SM 331；AI 8 x 12 位配有一个量程卡。
下表说明了通道组的相关组态。 需要使用通道组的编号对用户程序中的程序 SFC 参数进
行编程。
有关 SM 331；AI 8 x 12 位的附加信息 
未使用的通道 
由于通道组组态，某些编程输入可能保持为未使用状态，要考虑下列输入的特性，以便能
够对这些占用的通道启用诊断功能：
● 电压测量（除 1 V 到 5V 外）并用于热电偶： 将未使用的通道短路，并将其连接到
MANA。 这可优化模拟量输入模块的抗干扰能力。 对于未使用的通道，在“测量类型”参
数中将其值设置为“禁用”。 此设置可减少模块的周期时间。 如果未使用，也要将
COMP 输入短路。
● 测量范围 1 V 到 5 V： 并联同一通道组的使用和未使用输入。
● 电流测量，2 线制传感器： 有两种通道电路接线选项。
a)未使用的输入开路；禁用通道组诊断。 如果要启用诊断，模拟量模块将触发单个诊
断中断，并亮起 SF LED。
b) 使用 1.5 k 到 3.3 k 的电阻连接未使用的输入。 这就允许启用此通道组的诊断功
能。
● 电流测量 4 mA 到 20 mA，4 线制传感器： 串联连接同一通道组的未使用输入。
已取消激活所有通道 
如果在 SM 331；AI 8 x 12 位参数中禁用该模块的所有输入通道，并启用诊断，则该模块
不会报告“缺少外部电压”。 对 4 mA 至 20 mA 量程的线路连续性检查 
如果组态的测量范围为 4 mA 到 20 mA，且已启用线路连续性检查，则当电流降至低于
3.6 mA 时，模拟量输入模块会将断线事件记录在诊断数据中。 
如果在程序中启用此功能，模块也会触发诊断中断。 
如果禁用诊断中断，只能通过点亮 SF LED 的方法对断线发出信号，而且必须在用户程序
中估算诊断字节。
如果组态的测量范围是 4 mA 到 20 mA，且禁用了线路连续性检查而启用了诊断中断，则
达到下溢值时模块将触发诊断中断。
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