1、抓住一點，模擬量接線問題迎刃而解（一）確定基準電位點很重要   今天，一個新來的熱線同事找我討論模擬量模塊的問題，他在熱線上遇到了一些麻煩，用戶打電話反映在現場的S7 300模擬量模塊讀數不變化，怎么折騰都讀數是32767。盡管模擬量模塊大家都很熟悉，但是類似的問題還經常有用戶反應。翻了翻手邊的資料，似乎沒有系統講解這個問題的，于是把自己的經驗歸納總結一下。既然是經驗，放在下載中心似乎不太合適，就放在自己的故事里吧。故事寫完，想必也會有個比較正式的版本放在下載中心。        在我看來，想解決這樣的問

2、題，最根本的是要抓住一點。有的用戶可能迫不及待地想知道哪一點了，但是這一點涉及的知識面還是有些寬。平時也忙，我會斷斷續續的寫，大家耐心看完這個系列，就可以抓住這一點了。        關于讀不出值的問題，如果總是32767沒有變化，其實值已經有了，只不過是超量程了。如果值為0，那就要注意模擬量是否有問題了，使用萬用表測量現場信號并沒有超限。為什么會出現這兩種現象呢？這是因為選擇的參考電位不同，例如，現場過來的信號為5V，那首先要問一下，基準點是幾伏？1015是5V，-10 -5同樣也是5V，如果測量端基準點是0V，那么測量就

3、會有問題，所以一定要保證兩端等電位。模擬量模塊的基準電位點就是MANA  ，所有的接線都與之有關。 在接下來的故事中，咱們就仔細講講接線的問題。抓住一點，模擬量接線問題迎刃而解（二）：隔離與非隔離問題系列   2013-03-11 這里的隔離是指模擬量模塊的基準電位點MANA  與地（也是PLC的數據地）隔離。隔離模塊MANA  與地M可以不連接，以MANA  作為測量端的參考電位；非隔離模塊MANA  與地M必須連接， 這樣地M 變為MANA作為測量端的參考電位。隔離模塊的好處就是可以避免共模干擾。如何知道模塊是否是隔離模

4、塊，例如SM331模塊，可以從模板規范中查到。S7-300中只有一款SM334（SM355除外）模塊是非隔離的，此外CPU31XC集成的模擬量也是非隔離的，共同特點就是模塊的輸出和輸入公用M端。同樣傳感器也有隔離與非隔離的問題。通常非隔離的傳感器電源的負端與信號的負端公用一個端子，例如傳感器有三個端子 L， M 和S+，通過L， M端子向傳感器供電，S+，M為信號的輸出，公用M端。判斷傳感器是否隔離最好還是參考手冊。隔離傳感器信號負端與地M可以不連接，以信號負端作為信號源端的參考電位。非隔離傳感器信號負端必須在源端（設備端）接地，以源端的地作為信號的參考電位。下面就是如何保證測量端與信號源端等

5、電位接線的問題。在下面建議的連接圖中所用的縮寫詞和助記符含義如下：M +： 測量導線（正）M -：  測量導線（負）MANA： 模擬量模塊基準電位點這里需要注意MANA  ，不同的接線方式都是以MANA  為參考基準電位。M：    接地端子 L +： 24 VDC電源端子UCM： MANA與模擬量輸入通道之間或模擬量輸入通道之間的電位差UCM共模電壓，有兩種：1）不同輸入信號負端的電位差，例如一個輸入信號為3V，另一個輸入信號也為3V，但是它們的基準點電位可能不同，可能是14V或36

6、V,那么它們之間的共模電壓為2V。2）輸入信號負端與MANA的電位差。模塊的UCM  是造成模擬量值超上限的主要原因。不同模塊UCM  的最大值不同。UISO： MANA和CPU的M端子之間的電位差抓住一點，模擬量接線問題迎刃而解（三）：使用隔離的模擬量模塊連接隔離的傳感器   2013-03-18 上回講到連接圖中所用的縮寫詞和助記符含義，這回咱們就直接上圖了，看圖說話。隔離傳感器與隔離模擬量信號連接圖如圖1所示：           

7、;                   .圖1 連接隔離的傳感器至隔離的模擬量輸入模塊        這種方式最簡單，都與地隔離，都不需要接地，但是輸入信號（傳感器）負端與MANA  電壓超過UCM最大限制，例如SM331（6ES7331-7KF02-0AB0）為2.5 VDC，就需要短接信號負端與MANA  ，否則會出現超上限

8、問題。現場可以查看一下，幾乎所有超上限問題都是沒有連接信號負端與MANA  。如果UISO   超過限制，例如75V DC，就需要連接信號負端、MANA 端以及接地端M，這時模塊以大地M端為參考電位，實際變為非隔離使用了，這種情況很少見。        有的模塊通道組間都是隔離的，沒有MANA  ，例如模塊6ES7331-7NF10-0AB0，接線如圖2所示：        這時每一個通道組（每組2通道）的M-就是M

9、ANA ，輸入通道組間UCM 最大為以達到75VDC。         都隔離的情況下連接信號負端與MANA 端就可以了(2線制和電阻測量除外)。手冊每個模塊接線圖中MANA都是建議接地的，我認為這是在接地良好、不會產生共模電壓（例如單端接地）的情況下.抓住一點，模擬量接線問題迎刃而解（四）：使用非隔離的模擬量模塊連接隔離的傳感器   2013-03-25 這回我來講講使用非隔離的模擬量模塊連接隔離的傳感器的情況，模塊的MANA與地M不隔離，這樣必須連接MANA與地M，模擬量的參考點電位變成地M，典型接線

10、如圖3所示：非隔離的模塊都要求連接連接MANA與地M，例如模塊SM334(6ES7334-0CE01-0AA0)，在提示中強調必須連接，下面為引用手冊的提示部分。抓住一點，模擬量接線問題迎刃而解（五）：使用隔離的模擬量模塊連接非隔離的傳感器   2013-03-28 傳感器不隔離，那么信號源端以傳感器本地的地為基準點電位。模塊是隔離的，以MANA點為測量基準電位。典型接線如圖4所示，從圖4可以看到，非隔離的傳感器信號負端在源端接地，但是如果連接多個非隔離的傳感器并且分布在不同的地方（不同的接地點），這種情況下就比較麻煩。各個傳感器信號的負端會有共模電壓UCM ，為了消除UC

11、M ，將各個信號的負端在源端使用短而粗的導線進行等電位連接，由于模塊的MANA和信號源端的地可能存在電位差，還要將MANA與源端的地進行等電位連接。在這里不能在模塊處進行短接，否則不能消除UCM。如果工廠接地不好，最好還是使用隔離的傳感器。抓住一點，模擬量接線問題迎刃而解（六）：使用非隔離的模擬量模塊連接非隔離的傳感器   2013-04-01 如果使用非隔離的模擬量連接非隔離的傳感器，那么一定將所有的點接地并進行等電位處理。典型接線如圖5所示，從圖5可以看到，按照隔離與非隔離的要求，模塊不隔離，必須連接MANA與地M，傳感器不隔離則需要連接信號負端到本地的地，這樣一邊以信

12、號源的地作為基準點，一邊以模塊的地M作為基準點，為了消除兩者之間的電位差（共模電壓UCM），需要使用足夠粗的導線進行等電位連接。        如果整個工廠有等電位的接地網，使用非隔離的儀表和模塊就比較簡單，只需要連接MANA到本地的地M即可，因為每個點都等電位。往往事與愿違，由于非隔離的儀表價格便宜，越是使用這樣儀表的地方，地通常打得都不會好，就更別提接地網和等電位連接了。不采取措施肯定有問題，必須保證等電位。使用萬用表可以測量，那是因為萬用表與地是隔離的，最大的共模電壓UCM   也可能不同 ，與模塊

13、不在相同的條件下。建議使用隔離的傳感器和模塊。       講了一系列的接線方式，最終的結論就是模擬量接線的幾種方式都集中在一點上，就是信號源端與測量端一定要等電位。講到這里我覺得還是要再擴展一下，利用這個原則同樣也可以解決數字量接線問題。下面是在現場遇見的一個問題，如圖6所示，CPU與I/O的供電分開，I/O是一個非隔離模塊，當現場給出信號，但是I/O模塊的輸入燈沒有點亮，在CPU中也不能讀出，使用萬用表測量，在端子上有24V電壓。模塊沒有問題，將兩個電源PS的M端短接，就可以檢測到輸入信號，這也是由于參考點電位不同造成的。希望一點

14、小小的提示可以幫助大家解決現場模擬量接線的問題。隔離與非隔離意思是一個等電壓，等電流的變壓器，但它與外界電網隔離，故此而得名，可以買到，也可以自制。隔離穩壓器和非隔離穩壓器，一個電源芯片是否是隔離穩壓器與線性電源和開關電源有關系嗎？其實就是一個特殊的變壓器,不過它的功能不是變壓,因為他的兩個線圈的圈數和線徑都是完全一樣的,這樣可以起到與外電網隔離的作用,利用變壓器的感應電流的功能而已，為了安全，用一輸入輸出電壓相等（220V），且輸出與輸入完全隔離的變壓器（輸出端禁止接地），將用電設備與市電隔絕開的裝置，就是隔離電源 隔離與非隔離的區別主要在于隔離穩壓器輸入電路與輸出電路是不共地的，而非隔離式

15、的是共地的。一般來說，非隔離的都有原邊和副邊的電感繞組，而隔 離式的只有單個的電感。在大功率和對地線干擾防護要求比較高的時候使用隔離式的，在比較簡單和體積要求比較緊張的場合使用非隔離式的。 線性電源如果是指線性調整輸出模塊(LDO)，那么這個線性模塊一定是非隔離式的，所以電源芯片是否是隔離穩壓器與線性電源和開關電源沒有關系。隔離與非隔離都是開關電源中的兩種大的分類 隔離與非隔離的區別主要在于隔離穩壓器輸入電路與輸出電路是不共地的，而非隔離式的是共地的。一般來說，非隔離的都有原邊和副邊的電感繞組，而隔離式的只有單個的電感。在大功率和對地線干擾防護要求比較高的時候使用隔離式的，在比較簡單和體積要求

16、比較緊張的場合使用非隔離式的。 線性電源如果是指線性調整輸出模塊(LDO)，那么這個線性模塊一定是非隔離式的，所以電源芯片是否是隔離穩壓器與線性電源和開關電源沒有關系。隔離與非隔離都是開關電源中的兩種大的分類。下面的資料可以供你參考,你就很明白知道電源模塊隔離和非隔離的區別了.在你在選擇隔離和非隔離電源模塊時,要很清楚的了解你對電源的需求,和可靠性. 隔離模塊的可靠性高,但成本高,效率差點. 非隔離模塊的結構很簡單,成本低,效率高,安全性能差. 串行通信總線通過RS-232、RS-485和控制器局域網(CAN)等物理網絡傳送數據,應用領域涉及工業過程控制、供電電源調節(穩壓)以及計算機間的點對

17、點通信. 這些相互連接的系統每個都配備有自己的電源,而且各系統之間往往間隔較遠.正因為如此,我們通常需要采取電氣隔離措施來確保系統的物理安全,并且需要切斷接地回路,來保護系統免受瞬態高電壓沖擊,同時減少信號失真. 隔離可以保護系統免受由線路電涌或接地回路引起的高電壓和大電流損害,這種情況在包含多個接地通路的系統中極有可能發生.各系統被長線纜相隔,它們的地電勢可能并不相等,因此兩個系統之間會產生地電流.如果不采取隔離措施,這個電流將會在系統中引入噪聲、降低測量精度甚至毀壞系統元件. 工業環境中,電機的啟動和關閉、靜電放電或近距離雷擊都會把電流通過感應耦合到長距離線纜中,從而引起地電位發生快速改變,這種變化經常高達數百甚至數千伏.當這類現象發生時,遠端系統期望獲得的邏輯電平開關信號就會被迭加在一個參考其本地地電位的高電壓之上.如果沒有采取隔離措施,這個電壓將破壞信