德州西門子模塊代理商

SIMATIC S7-300和S7-400編程的梯形圖(LAD)

前言

用途

本手冊是您以語句表編程語言梯形圖創(chuàng)建用戶程序的指南。

本手冊還包含了對梯形圖語言元素的語法和函數(shù)進行描述的參考部分。

所需要的基礎(chǔ)知識

本手冊供S7程序員、操作員以及維護/維修人員使用。

要了解本手冊，需要具有自動化技術(shù)的常規(guī)知識。

除此之外，還需要具有計算機應(yīng)用能力和其它類似于PC (例如，編程設(shè)備)的、使用MS Windows XP、MS Windows Server 2003或MS Windows 7 版操作系統(tǒng)的工作設(shè)備的知識。

手冊應(yīng)用范圍

本手冊適用于STEP 7編程軟件包5.6版本。

符合的標準

STL符合國際電工技術(shù)委員會IEC 1131-3標準所定義的"梯形圖"語言，但在操作方面有很大的不同。欲知更多詳細資料，請參見STEP 7文件NORM_TBL.RTF中的標準表。

在線幫助

集成于軟件中的在線幫助是對本手冊的補充。提供在線幫助的目的是，在使用軟件時提供詳細的支持。

該幫助系統(tǒng)通過一些界面集成于軟件中：

•上下文相關(guān)幫助提供關(guān)于當前語境(例如，打開的對話框或激活的窗口)的信息?？梢酝ㄟ^通過菜單命令幫助 > 上下文相關(guān)的幫助，或按下F1鍵或通過使用工具欄上的問號符來打開上下文相關(guān)的幫助。

•可以通過使用菜單命令幫助 > 目錄，或在上下文相關(guān)的幫助窗口中按"STEP 7幫助"按鈕來調(diào)用STEP 7中的常規(guī)幫助。

•可以通過按"詞匯表"按鈕，調(diào)用所有STEP7應(yīng)用程序的詞匯表。
本手冊是"語句表幫助"的摘錄。由于手冊和在線幫助具有*相同的結(jié)構(gòu)，因此非常容易在手冊和在線幫助之間切換。

模擬信號是指在一定范圍內(nèi)連續(xù)的信號（如電壓、電流)，這個“一定范圍”可以理解為模擬量的有效量程。在使用S7-200模擬量時，需要注意信號量程范圍，撥碼開關(guān)設(shè)置，模塊規(guī)范接線，指示燈狀態(tài)等信息。

本文中，我們按照S7-200模擬量模塊類型進行分類介紹：

1.AI 模擬量輸入模塊?

2.AO模擬量輸出模塊

3.AI/AO模擬量輸入輸出模塊

4.常見問題分析

首先，請參見“S7-200模擬量全系列總覽表”，初步了解S7-200模擬量系列的基本信息，具體內(nèi)容請參見下文詳細說明：

AI 模擬量輸入模塊

A. 普通模擬量輸入模塊：

如果，傳感器輸出的模擬量是電壓或電流信號（如±10V或0~20mA），可以選用普通的模擬量輸入模塊，通過撥碼開關(guān)設(shè)置來選擇輸入信號量程。注意：按照規(guī)范接線，盡量依據(jù)模塊上的通道順序使用（A->D），且未接信號的通道應(yīng)短接。具體請參看《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊》的附錄A-模擬量模塊介紹。

4AI EM231模塊：

首先，模擬量輸入模塊可以通過設(shè)置撥碼開關(guān)來選擇信號量程。開關(guān)的設(shè)置應(yīng)用于整個模塊，一個模塊只能設(shè)置為一種測量范圍，且開關(guān)設(shè)置只有在重新上電后才能生效。也就是說，撥碼設(shè)置一經(jīng)確定后，這4個通道的量程也就確定了。如下表所示：

注：表中0~5V和0~20mA（4~20mA）的撥碼開關(guān)設(shè)置是一樣的，也就是說，當撥碼開關(guān)設(shè)置為這種時，輸入通道的信號量程，可以是0~5V，也可以是0~20mA。

8AI EM231模塊：

8AI的EM231模塊，第0->5通道只能用做電壓輸入，只有第6、7兩通道可以用做電流輸入，使用撥碼開關(guān)1、2對其進行設(shè)置：當sw1=ON，通道6用做電流輸入；sw2=ON時，通道7用做電流輸入。反之，若選擇為OFF，對應(yīng)通道則為電壓輸入。

注：當?shù)?、7道選擇為電流輸入時，第0->5通道只能輸入0-5V的電壓。

B. 測溫模擬量輸入模塊（熱電偶TC；熱電阻RTD）：

如果，傳感器是熱電阻或熱電偶，直接輸出信號接模擬量輸入，需要選擇特殊的測溫模塊。測溫模塊分為熱電阻模塊EM231RTD和熱電偶模塊EM231TC。注意：不同的信號應(yīng)該連接至相對應(yīng)的模塊，如：熱電阻信號應(yīng)該使用EM231RTD，而不能使用EM231TC。且同一模塊的輸入類型應(yīng)該*，如：Pt1000和Pt100不能同時應(yīng)用在一個熱電阻模塊上。

熱電偶模塊TC： 

EM231 TC支持J、K、E、N、S、T和R型熱電偶，不支持B型熱電偶。通過撥碼設(shè)置，模塊可以實現(xiàn)冷端補償，但仍然需要補償導(dǎo)線進行熱電偶的自由端補償。另外，該模塊具有斷線檢測功能，未用通道應(yīng)當短接，或者并聯(lián)到旁邊的實際接線通道上。?

熱電阻模塊RTD：

熱電阻的阻值能夠隨著溫度的變化而變化，且阻值與溫度具有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，這種關(guān)系是電阻變化率α。RTD模塊的撥碼開關(guān)設(shè)置與α有關(guān)，如下圖所示，就算同是 Pt100，α值不同時撥碼開關(guān)的設(shè)置也不同。在選擇熱電阻時，請盡量弄清楚α參數(shù)，按 照對應(yīng)的撥碼去設(shè)置。具體請參看《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊》的附錄A-熱電偶和熱電阻擴展模塊介紹。

EM231 RTD模塊具有斷線檢測功能，未用通道不能懸空，接法方式如下：

（1）請將一個電阻按照與已用通道相同的接線方式連接到空的通道，注意：電阻的阻值必須和RTD的標稱值相同；

（2）將已經(jīng)接好的那一路熱電阻的所有引線，一一對應(yīng)連接到空的通道上。

因為熱電阻分2線制、3線制、4線制，所以RTD模塊與熱電阻的接線有3種方式，如圖所示。其中，精度最高的是4線連接，精度最低的是2線連接。

提示：

（1）. 在STEP7 Micor/WIN軟件中（S7-200的編程軟件），對于模擬量輸入通道設(shè)有軟件濾波功能，如圖所示，具體請參見《S7-200 • LOGO• SITOP 參考》->系統(tǒng)塊-模擬量濾波。

但是，在系統(tǒng)塊中設(shè)置模擬量通道濾波時，RTD和TC模塊占用的模擬量通道，應(yīng)禁止濾波功能。

2） EM231 TC和RTD模塊上，均有24V電源指示燈和SF故障指示燈。如圖所示：（a）若24V電源指示燈=OFF，則說明該模塊沒有24V工作電源；（b）若SF紅燈閃爍，原因可能是：模塊內(nèi)部軟件檢測出外接斷線，或者輸入超出范圍。

注：具體請參見：《S7-200 • LOGO• SITOP 參考》->EM231 RTD/EM231 TC。

AO模擬量輸出模塊

S7-200的擴展模塊里，分別有2路、4路的模擬量輸出模塊EM232。根據(jù)接線方式（M-V或M-I）選擇輸出信號類型，電壓：±10V，電流：0~20mA（4~20mA）。

AI/AO模擬量輸入輸出模塊

(A) CPU模塊本體集成的2路AI和1路AO

S7-200只有CPU 224XP和CPU224XPsi，本體集成有模擬量通道。其中，2路AI是：電壓信號±10V，1路AO是：電壓信號0~10V；或者電流信號0~20mA(4~20mA)，輸出信號類型可以通過硬件接線來選擇。

(B) EM235模擬量輸入輸出模塊

EM235模塊有4路AI和1路AO。通過撥碼開關(guān)設(shè)置來選擇4路AI通道的輸入信號程，如下表所示，這個模塊可以測量毫伏級（mV）的信號；1路AO是：電壓信號 ±10V；或電流信號0~20mA（4~20mA），可以根據(jù)硬件接線方式（M-V或M-I）選擇輸出信號類型。

注：模塊上的電位計是用來調(diào)節(jié)輸入信號和轉(zhuǎn)換數(shù)值的放大關(guān)系，在模塊出廠時已經(jīng)設(shè)置好了，如無需要，請不要隨意更改。

常見問題分析

A．模擬量輸入與數(shù)字量的對應(yīng)關(guān)系：

模擬量信號（0~10V，0~5V或0~20mA）在S7-200 CPU內(nèi)部用0~32000的數(shù)值表示（注：4~20mA對應(yīng)6400~32000），這兩者之間有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，如圖所示：

B．模擬量模塊的硬件接線介紹

（1）CPU 224 XP集成有2路電壓輸入，接線方法見a：分別為A+和M、B+和M，此時只能輸入±10V 電壓信號。

CPU 224XP還集成有1路模擬量輸出信號。電流輸出如圖b，將負載接在I和M端子之間；電壓輸出如圖c，將負載接在V和M端子之間。

（2）模擬量輸入的接線方式

以4AI EM231模塊為例，分別介紹電壓、電流型輸入信號的接線方式，如圖所示。注意：此接線圖是一個示意圖，表述的是不同的接線方式，并不是指該模塊只有A通道可以接入電壓，B通道必須懸空，C和D通道只能接入電流。

當您的信號為電壓輸入時可以參考接線方法a，以此類推。

方式a. 電壓輸入方式：信號正接A+；信號負接A-；

方式b. 未用通道接法（不要懸空）：未用通道需短接，如B+和B-短接；

方式c. 電流輸入方式（四線制）：信號正接C+，同時C+與RC短接；信號負接C-，同時C-和模塊的M端短接。

方式d. 電流輸入方式（兩線制）：信號線接D+，同時D+與RD短接；電源M端接D-，同時和模塊的M端短接。

注：具體請參見：《S7-200 • LOGO• SITOP 參考》->模擬量模塊接線。

（3）電流型信號輸入接線方式

電流型信號的接線方式，分為四線制、三線制、二線制接法。這里討論的“幾線制”，是以傳感器或儀表變送器是否需要外供電源來區(qū)別的，而并不是指EM231模塊需要幾根信號線，或該變送器的信號線輸出。

a. 四線制-電流型信號的接法：

四線制信號是指信號設(shè)備本身外接供電電源，同時有信號+、信號-兩根信號線輸出。供電電源可有220VAC或24VDC，接線如圖所示：

b. 三線制-電流型信號的接法：

三線制信號是指信號設(shè)備本身外接供電電源，只有一根信號線輸出，該信號線與電源線共用公共端，通常情況是共負端的。接線如圖所示：

注：若設(shè)備的24VDC供電電源與EM231模塊的供電電源不是同一個電源，那么，需要將模塊的M端與該通道的負端引腳短接（如，M和C-短接）。這是為了使模塊與測量通道工作在同一的參考電壓，也就是等電位。下面的二線制接法同理。

c. 二線制-電流型信號的接法：

二線制信號是指信號設(shè)備本身只有兩根外接線，設(shè)備的工作電源由信號線提供，即其中一根線接電源，另一根線是信號輸出。接線如圖所示：

C．224XP本體集成的AI，能否接電流信號0~20mA？

首先，這兩路模擬量輸入通道可以接收±10V的電壓信號，不能直接接收電流信號。若使用該通道接收電流信號，會有一定的風(fēng)險，可能導(dǎo)致測量的不準確或模塊的損壞等等。

D．如何對 S7-200 的 CPU224XP 和擴展模塊 EM 231, EM 232 及 EM 235 的模擬量值進行比例換算?

S7-200模擬量輸入通道所采集的信號，是以0~32000中的數(shù)值表示，存儲在AIW中。也就是說，這個數(shù)值與實際的物理量之間，存在一定的比例換算關(guān)系。

模擬量輸入模塊 SM 331；AI 8 x 16 位；(6ES7331-7NF00-0AB0)

接線：電壓和電流測量
在測量電流時，使用相應(yīng)的分流電阻將通道電壓的電壓輸入并聯(lián)?？蓪⑼ǖ垒斎攵俗优c相鄰的連接器端子橋接。

示例：將端子 22 與 2 短接，端子 23 與 3 短接，可將通道 0 組態(tài)為電流測量。

在組態(tài)用于電流測量的通道上，將分流電阻連接到相鄰的通道端子，以獲得的精度。

圖 6-1 接線圖與方框圖

①電壓測量

②背板總線接口

③電氣隔離

④模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)

⑤等電位連接

接線：2 線制和 4 線制傳感器

①背板總線接口

②電氣隔離

③模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)

④適用于 4 線制傳感器的通道 0

⑤適用于 2 線制傳感器的通道 7（具有外部電源）

⑥等電位連接

模擬輸入模塊 SM 331; AI 8 x 16 位;（6ES7331-7NF10-0AB0）

接線：電壓和電流測量

通道 0 到 7 兩側(cè)可進行的連接

①用于電壓測量的連接

②等電位連接

接線：2 線制和 4 線制傳感器

通道 0 到 7 兩側(cè)可進行的連接

①2 線制傳感器

②4 線制傳感器

③等電位連接

模擬輸入模塊 SM 331；AI 8 x 14 位高速；同步；(6ES7331-7HF0x-0AB0)

接線：電壓測量

接線：用于電流測量的 2 線制和 4 線制測量傳感器

模擬量輸入模塊 SM 331， AI 8 x 13 位；(6ES7331-1KF02-0AB0)

接線：電壓測量

①電壓測量：（± 5V、± 10V、1 ... 5V 和 0...10V）

②電壓測量（± 50 mV、± 500 mV、± 1 V）（請注意技術(shù)數(shù)據(jù)中定義的輸入電阻）

③等電位連接

④內(nèi)部電源

⑤來自背板總線的 + 5 V 電壓

⑥邏輯和背板總線接口

⑦電氣隔離

⑧多路轉(zhuǎn)換器

⑨模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)

⑩電流源

接線：用于電流測量的 2 線制和 4 線制測量傳感器

①4 線制傳感器（0/4 mA 到 20 mA 或 ± 20 mA）

②2 線制傳感器（4 mA 到 20 mA）

③等電位連接

④內(nèi)部電源

⑤來自背板總線的 + 5 V 電壓

⑥邏輯和背板總線接口

⑦電氣隔離

⑧多路轉(zhuǎn)換器

⑨模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)

⑩電流源

接線：2 線制、3 線制和 4 線制連接的電阻測量

以下可能的接線方式也適用于硅溫度傳感器和 PTC。

①2 線制連接。在 M 和 S 間插入橋接器（無線路阻抗補償）。

②3 線制連接

③4 線制連接。不得為第四條線路接線（保持未使用）

④4 線制連接。將第四條線路路由到機柜中的端子板，但不接線。

⑤內(nèi)部電源

⑥來自背板總線的 + 5 V 電壓

⑦邏輯和背板總線接口

⑧電氣隔離

⑨多路轉(zhuǎn)換器

⑩模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)

?電流源

模擬量輸入模塊 SM 331；AI 8 x 12 位；(6ES7331-7KF02-0AB0)

接線：電壓測量

接線：用于電流測量的 2 線制和 4 線制測量變送器

接線：阻性變送器或熱電阻的 2 線制、3 線制和 4 線制連接

①4 線制連接

②3 線制連接（不補償線路電阻）

③2 線制連接（不補償線路電阻）

接線：帶外部補償?shù)臒犭娕?/p>

使用內(nèi)部補償時，必須在 Comp+ 和 MANA 間進行橋接。

接線：電壓測量

接線：用于電流測量的 2 線制和 4 線制測量變送器

接線：阻性變送器或熱電阻的 2 線制、3 線制和 4 線制連接

①4 線制連接

②3 線制連接（不補償線路電阻）

③2 線制連接（不補償線路電阻）

接線：帶外部補償?shù)臒犭娕?/p>

使用內(nèi)部補償時，必須在 Comp+ 和 MANA 間進行橋接。

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