S7-200 SMART系列PLC接線(xiàn)大全

一. S7-200 SMART數字量I/O接線(xiàn)圖 

不同型號CPU輸入/輸出接線(xiàn)

圖1. CPU SR20接線(xiàn)圖

圖2. CPU SR40接線(xiàn)圖、

圖3. CPU CR40接線(xiàn)圖

圖4. CPU ST40接線(xiàn)圖

圖5. CPU SR60接線(xiàn)圖

圖6. CPU ST60接線(xiàn)圖

數字量輸入接線(xiàn)

圖7. 漏型輸入接法 圖8. 源型輸入接法

對于大多數輸入來(lái)講，都是24VDC輸入，其中ST CPU的 I0.0-I0.3 支持 5-24V 輸入，另外ST20/30 的I0.6、I0.7也支持5-24V輸入。如下表所示：

S7-200 SMART的數字量輸入點(diǎn)內部為雙向二級管，可以接成漏型（圖7）或源型（圖8），只要每一組接成一樣就行。

對于數字量輸入電路來(lái)說(shuō)，關(guān)鍵是構成電流回路。輸入點(diǎn)可以分組接不同的電源，這些電源之間沒(méi)有聯(lián)系也可以。

數字量輸出接線(xiàn)

圖9. 源型輸出 圖10. 繼電器輸出

晶體管輸出只能接成源型輸出（圖9），不能接成漏型，即輸出為24V。

繼電器輸出是一組共用一個(gè)公共端的干節點(diǎn)，可以接交流或直流，電壓等級最高到220V。

例：可以接24V/110V/220V交直流信號。但要保證一組輸出接同樣的電壓（一組共用一個(gè)公共端，如1L、2L）。對于弱小信號，如小于 5V 的信號，需要自己驗證其輸出的可靠性。繼電器輸出點(diǎn)（圖10）接直流電源時(shí)，公共端接正或負都可以。

對于數字量輸出電路來(lái)說(shuō)，關(guān)鍵是構成電流回路。輸出點(diǎn)可以分組接不同的電源，這些電源之間沒(méi)有聯(lián)系也可以。

1代表24VDC傳感器電源輸出

常問(wèn)問(wèn)題

1. 同一個(gè)模塊的數字量輸入端可以同時(shí)接NPN和PNP兩種信號的設備嗎？

不可以，因為NPN和PNP兩種類(lèi)型的信號在DI端形成的回路中對于DI點(diǎn)的電流方向相反，同樣地M點(diǎn)的電流方向也相反，如圖7和圖8，NPN和PNP回路的電流方向不同所示，如果把兩種信號接到一個(gè)M端，則M端有兩種電流流向，這是不正確的。因此不能在同一個(gè)模塊的DI輸入端同時(shí)接NPN和PNP兩種信號的設備。

2. DO分成晶體管和繼電器兩種類(lèi)型，它們的區別是什么？

繼電器的負載電流比晶體管的大，但是輸出頻率受到機械裝置的影響不能太快，同時(shí)存在機械壽命的限制。晶體管的負載電流比繼電器的小，但是輸出頻率快，可以用于高速脈沖輸出，沒(méi)有機械壽命的限制。

3. S7-200 SMART CPU數字量輸出可以接漏型的設備嗎？

不可以，S7-200 SMART CPU 本體和擴展模塊的DO端都只能接源型24V類(lèi)型的設備，即集電極開(kāi)路的PNP設備。

4. S7-200 SMART I/O擴展模塊DIAG指示燈以紅色閃爍的原因？

對于數字量擴展模塊的DIAG指示燈以紅色閃爍的原因主要是缺少24V直流供電電源，建議查看CPU的信息來(lái)確認具體報錯原因，查看CPU信息的方法請見(jiàn)硬件診斷或診斷方法舉例。

I/O擴展模塊缺少24V直流供電電源時(shí)，所有通道指示燈也以紅色閃爍。建議核對模塊接線(xiàn)圖，尤其是模塊供電端含兩排端子的，確定供電接線(xiàn)是否正確，以EM DR32為例，正確的接線(xiàn)方式如下圖所示。

圖11. EM DR32接線(xiàn)圖

S7-200 SMART 開(kāi)關(guān)量輸出的典型抑制電路

S7-200 SMART 開(kāi)關(guān)量輸出驅動(dòng)感性負載時(shí)，需要配備抑制電路。抑制電路可以限制開(kāi)關(guān)量輸出斷開(kāi)時(shí)感應電壓升高，可保護輸出，并防止切斷感性負載時(shí)產(chǎn)生的高壓導致CPU損壞或CPU內部固件錯誤。

此外，抑制電路還可以限制關(guān)斷感性負載時(shí)產(chǎn)生的電氣噪聲。配備一個(gè)外部抑制電路，使其從電路上跨接在負載兩端并且在位置上接近負載，這樣對降低電氣噪聲最有效。
S7-200 SMART晶體管輸出內部回路已經(jīng)包括抑制電路，該電路足以滿(mǎn)足大多數應用中感性負載的要求。

繼電器輸出觸點(diǎn)由于可用于直流或交流負載，所以未提供內部保護。

注：給定抑制電路的有效性取決于具體應用，必須進(jìn)行驗證其是否適合您的具體應用。

開(kāi)關(guān)直流感性負載的晶體管或繼電器輸出的典型抑制電路見(jiàn)表1所示：

開(kāi)關(guān)交流感性負載的繼電器輸出的典型抑制電路見(jiàn)表2所示：

二.S7-200 SMART 模擬量模塊接線(xiàn)圖

1.普通模擬量模塊接線(xiàn)

模擬量類(lèi)型的模塊有三種：普通模擬量模塊、RTD模塊和TC模塊。
普通模擬量模塊可以采集標準電流和電壓信號。其中，電流包括：0-20mA、4-20mA兩種信號，電壓包括：+/-2.5V、+/-5V、+/-10V三種信號。
注意： 
S7-200 SMART CPU普通模擬量通道值范圍是0~27648或-27648~27648。
普通模擬量模塊接線(xiàn)端子分布如下圖1 模擬量模塊接線(xiàn)所示，每個(gè)模擬量通道都有兩個(gè)接線(xiàn)端。

圖1 模擬量模塊接線(xiàn)

模擬量電流、電壓信號根據模擬量?jì)x表或設備線(xiàn)纜個(gè)數分成四線(xiàn)制、三線(xiàn)制、兩線(xiàn)制三種類(lèi)型，不同類(lèi)型的信號其接線(xiàn)方式不同。

四線(xiàn)制信號指的是模擬量?jì)x表或設備上信號線(xiàn)和電源線(xiàn)加起來(lái)有4根線(xiàn)。儀表或設備有單獨的供電電源，除了兩個(gè)電源線(xiàn)還有兩個(gè)信號線(xiàn)。四線(xiàn)制信號的接線(xiàn)方式如下圖2模擬量電壓/電流四線(xiàn)制接線(xiàn)所示。

圖2 模擬量電壓/電流四線(xiàn)制接線(xiàn)

三線(xiàn)制信號是指儀表或設備上信號線(xiàn)和電源線(xiàn)加起來(lái)有3根線(xiàn)，負信號線(xiàn)與供電電源M線(xiàn)為公共線(xiàn)。三線(xiàn)制信號的接線(xiàn)方式如下圖3 模擬量電壓/電流三線(xiàn)制接線(xiàn)所示。

圖3 模擬量電壓/電流三線(xiàn)制接線(xiàn)

兩線(xiàn)制信號指的是儀表或設備上信號線(xiàn)和電源線(xiàn)加起來(lái)只有兩個(gè)接線(xiàn)端子。由于S7-200 SMART CPU模擬量模塊通道沒(méi)有供電功能，儀表或設備需要外接24V直流電源。兩線(xiàn)制信號的接線(xiàn)方式如下圖4 模擬量電壓/電流兩線(xiàn)制接線(xiàn)所示。

圖4 模擬量電壓/電流兩線(xiàn)制接線(xiàn)

不使用的模擬量通道要將通道的兩個(gè)信號端短接，接線(xiàn)方式如下圖5 不使用的通道需要短接所示。

圖5 不使用的通道需要短接

2. RTD模塊接線(xiàn)

RTD熱電阻溫度傳感器有兩線(xiàn)、三線(xiàn)和四線(xiàn)之分，其中四線(xiàn)傳感器測溫值是最準確的。S7-200 SMART EM RTD模塊支持兩線(xiàn)制、三線(xiàn)制和四線(xiàn)制的RTD傳感器信號，可以測量PT100、PT1000、Ni100、Ni1000、Cu100等常見(jiàn)的RTD溫度傳感器，具體型號請查閱《S7-200 SMART系統手冊》。

S7-200 SMART EM RTD模塊還可以檢測電阻信號，電阻也有兩線(xiàn)、三線(xiàn)和四線(xiàn)之分。
EM RTD模塊的接線(xiàn)方法如下圖6 傳感器RTD/電阻信號接線(xiàn)所示。

圖6 RTD傳感器/電阻信號接線(xiàn)

3. TC模塊接線(xiàn)

熱電偶測量溫度的基本原理是：兩種不同成份的材質(zhì)導體組成閉合回路，當兩端存在溫度梯度時(shí)回路中就會(huì )有電流通過(guò)，此時(shí)兩端之間就存在電動(dòng)勢。

S7-200 SMART EM TC模塊可以測量J、K、T、E、R&S和N型等熱電偶溫度傳感器，具體型號請查閱《S7-200 SMART系統手冊》。TC模塊的接線(xiàn)說(shuō)明參考圖7 TC信號接線(xiàn)。

圖7 TC信號接線(xiàn)

注意： 
每個(gè)模塊的接線(xiàn)圖請參考《S7-200 SMART 系統手冊》中“技術(shù)規范”章節。

模擬量常問(wèn)問(wèn)題

1. S7-200 SMART 普通模擬量模塊可以連接4-20mA的信號嗎？

可以，S7-200 SMART CPU模擬量模塊可以檢測0～20mA和4～20mA的標準電流信號；兩種電流信號的接線(xiàn)、在STEP 7-Micro/WIN SMART軟件中的參數設置都是一樣的。區別在于：0～20mA對應的通道值量程是0～27648，而4～20mA對應的通道值量程是5530～27648。

2. S7-200 SMART RTD模塊可以測量電阻值嗎？

可以，S7-200 SMART RTD模塊最大可以測量3000Ω的電阻值。如下圖所示，在'類(lèi)型'下拉菜單中選擇電阻類(lèi)型；在'電阻' 下拉菜單中中選擇可測量電阻的最大值，如圖 2.31選擇阻值量程范圍所示。

圖1.選擇阻值量程范圍

3. S7-200 SMART RTD和TC模塊如何得到實(shí)際溫度值？
把S7-200 SMART EM RTD和TC模塊的通道值除以10就是實(shí)際的溫度值。由于RTD和TC模塊的通道值是整數值，需要把整數值轉換成浮點(diǎn)數才能在計算后得到帶有小數位的溫度值。

4. 模擬量模塊分辨率和轉換精度的區別？
分辨率是A/D模擬量轉換芯片的轉換精度，即用多少位的數值來(lái)表示模擬量。以下舉例說(shuō)明10位分辨率和11位分辨率的區別。S7-200 SMART CPU模擬量0~20mA的通道值范圍為0~27648。如果分辨率為10位，則表示當外部電流信號的變化大于0.01953125mA時(shí)，模擬量A/D轉換芯片才認為外部信號有變化。如果分辨率為11位，則表示當外部電流信號的變化大于0.009765625mA時(shí)，模擬量A/D轉換芯片即認為外部信號有變化。

圖2.模擬量分辨

模擬量轉換的精度除了取決于A(yíng)/D轉換的分辨率，還受到轉換芯片的外圍電路的影響。在實(shí)際應用中，輸入的模擬量信號會(huì )有波動(dòng)、噪聲和干擾，內部模擬電路也會(huì )產(chǎn)生噪聲、漂移，這些都會(huì )對轉換的最后精度造成影響。這些因素造成的誤差要大于A(yíng)/D芯片的轉換誤差。

表1.模擬量擴展模塊基礎技術(shù)參數

5. S7-200 SMART I/O擴展模塊DIAG指示燈以紅色閃爍的原因？

S7-200 SMART I/O擴展模塊的DIAG指示燈以紅色閃爍的原因有兩個(gè)，建議查看CPU的信息來(lái)確認具體報錯原因，查看CPU信息的方法請見(jiàn)硬件診斷或診斷方法舉例。

（1） 模塊缺少24V直流供電電源；I/O擴展模塊缺少24V直流供電電源時(shí)，所有通道指示燈也以紅色閃爍。建議核對模塊接線(xiàn)圖，尤其是模塊供電端含兩排端子的，確定供電接線(xiàn)是否正確，以EM DR32為例，正確的接線(xiàn)方式如下圖所示。

圖3. EM DR32接線(xiàn)圖

（2） 模擬量模塊上通道斷線(xiàn)或是輸入值超量程。模擬量模塊上通道斷線(xiàn)或是輸入值超量程，除了會(huì )引起模塊的DIAG指示燈以紅色閃爍，斷線(xiàn)或是超量程的通道的指示燈也以紅色閃爍，以提示用戶(hù)存在故障通道。

以RTD或TC模塊為例，如果RTD或TC模塊選擇了斷線(xiàn)報警，如圖2.39啟動(dòng)斷線(xiàn)報警所示。則模塊會(huì )檢測每個(gè)通道的斷線(xiàn)情況。默認情況下，該選項是沒(méi)有被激活的。RTD或TC模塊對于沒(méi)有使用的通道的處理方法如下：

①RTD模塊：將一個(gè)100Ohm的電阻按照與已用通道相同的接線(xiàn)方式連接到空的通道；或者將已經(jīng)接好的那一路熱電阻的所有引線(xiàn)，一一對應連接到空的通道上。

②TC模塊：短接未使用的通道，或者并聯(lián)到旁邊的實(shí)際接線(xiàn)通道上。圖2.39 啟動(dòng)斷線(xiàn)報警 如果不是通道斷線(xiàn)引起的報警，就是輸入值超量程了。默認情況下，RTD和TC模塊的通道輸入值超上下限報警是激活的。發(fā)生了該報警，用戶(hù)需要判斷引起通道值超量程的原因：是信號問(wèn)題還是模塊硬件的問(wèn)題。

圖4.模擬量斷線(xiàn)報警

6. 為什么使用S7-200 SMART模擬量輸入模塊時(shí)接收到變動(dòng)很大的不穩定的值？
可能的原因如下：

1）.可能模擬量輸入模塊和現場(chǎng)傳感器分別使用了自供電或隔離的電源，而兩個(gè)電源沒(méi)有彼此連接，即模擬量輸入模塊的電源和現場(chǎng)傳感器的信號地沒(méi)有連接；這將會(huì )產(chǎn)生一個(gè)很高的上下振動(dòng)的共模電壓，影響模擬量輸入值。

2）.另一個(gè)原因可能是模擬量輸入模塊接線(xiàn)太長(cháng)或絕緣不好受到電磁干擾。

可以用如下方法解決：

A .連接現場(chǎng)傳感器的負端與模塊上的公共M端以補償此波動(dòng),如圖1所示：（但要注意，確保這是兩個(gè)電源系統之間的唯一聯(lián)系。）

背景是：

模擬量輸入模塊內部是非隔離的；

共模電壓必須小于12V且大于-12V；

對于60Hz干擾信號的共模抑制比為40dB；

圖5. 傳感器信號等電位連接

注意：模塊中未使用的通道直接短接本通道的+、-，已使用的通道將傳感器的負端與模塊上的公共M端短接 。

B .使用模擬量輸入濾波。

選擇需要濾波的通道；

選擇濾波強度；

圖6. 設置模擬量輸入濾波

模擬量輸入值的濾波過(guò)程會(huì )產(chǎn)生穩定的模擬信號，通常過(guò)濾對于在處理變化緩慢的信號時(shí)非常有用，例如溫度測量?？梢詾闉V波分為4個(gè)級別(無(wú)、弱、中、強)?？山M態(tài)模塊在組態(tài)的周期數內平滑模擬量輸入信號，從而將一個(gè)平均值傳送給程序邏輯，濾波級別越高，經(jīng)濾波處理的模擬值就越穩定，但無(wú)法反應快速變化的實(shí)際信號。

S7-200 SMART模擬量輸入模塊接收到測量值波動(dòng)時(shí)的檢測方法和步驟
當 S7-200 SMART模擬量輸入模塊接收到測量值波動(dòng)時(shí)，可通過(guò)如下圖的步驟進(jìn)行檢查：

圖7. 測量值波動(dòng)時(shí)的檢測方法

注意：

A.上圖中所提到的等電位連接以及不用通道短接請參考本頁(yè)圖5。

B.屏蔽層單端接地：是在屏蔽電纜的一端將金屬屏蔽層直接接地，另一端不接地或通過(guò)保護接地。

在屏蔽層單端接地情況下，非接地端的金屬屏蔽層對地之間有感應電壓存在，感應電壓與電纜的長(cháng)度成正比，但屏蔽層無(wú)電勢環(huán)流通過(guò)。單端接地就是利用抑制電勢電位差達到消除電磁干擾的目的。

文章來(lái)源網(wǎng)絡(luò )，版權歸原作者所有，如有侵權請聯(lián)系刪除！