EM235 模块

EM235 模拟量输入模块 的使用以及各种常用指令的应用。我将逐一详细解释这些内容，力求全面且实用。

4.1 EM235 模块

EM235 模块是西门子 S7-200 系列 PLC 的一款 模拟量输入模块。它主要用于采集 模拟信号，例如电压、电流、温度 (通常需要配合热电偶或热电阻传感器)。 理解 EM235 模块对于进行模拟量数据采集和控制至关重要。

主要功能和特点：

• 模拟量输入通道: EM235 模块提供多个模拟量输入通道 (通常为 4 或 8 个通道，具体型号略有不同)。每个通道可以独立配置为不同的输入类型。

• 可配置输入类型: 支持多种输入类型，包括：

  • 电压输入: 例如 ±10V, 0-10V, ±5V, 0-5V, 1-5V 等电压范围。
  • 电流输入: 例如 0-20mA, 4-20mA 等电流范围。
  • 热电偶 (Thermocouple) 输入: 支持多种热电偶类型 (例如 J, K, T, E, R, S, B, C, N, L, U, TXK/XK, Pt100 等)。 用于直接连接热电偶传感器，采集温度信号。
  • 热电阻 (RTD) 输入: 支持多种热电阻类型 (例如 Pt100, Pt1000, Ni100, Ni1000 等)。用于连接热电阻传感器，采集更精确的温度信号。

• 高精度和分辨率: EM235 模块通常具有较高的精度和分辨率 (例如 12 位或更高)，能够提供较为准确的模拟量数据采集。

• 电气隔离: 部分型号的 EM235 模块可能提供输入通道与 PLC 内部电路之间的电气隔离，提高系统的抗干扰能力和安全性。

• 模块诊断: 通常具有模块诊断功能，可以检测模块的故障状态，例如断线、超出量程等。

使用 EM235 模块的基本步骤：

1. 硬件连接:

   • 将 EM235 模块安装到 S7-200 PLC 的扩展模块插槽上。
   • 根据需要采集的模拟量信号类型，选择合适的传感器 (例如热电偶、热电阻、电压/电流传感器)。
   • 按照 EM235 模块的接线图，将传感器连接到模块的输入通道端子上。 确保接线正确无误，特别是对于热电偶和热电阻，要注意极性和正确的接线方式。

2. 模块配置 (在 STEP 7 Micro/WIN SMART 软件中):

   • 在 STEP 7 Micro/WIN SMART 软件的硬件组态中，添加 EM235 模块。 软件通常会自动检测到模块型号。
   • 通道配置: 针对每个使用的通道，配置其 输入类型 (例如，热电偶类型 K, 电压输入 0-10V, 热电阻 Pt100 等) 和 量程范围。 正确的通道配置是保证数据采集准确性的关键。
   • 滤波和平均: 可以根据需要配置滤波参数 (例如数字滤波器) 和平均次数，以减少噪声干扰，提高数据稳定性。
   • 报警设置: 部分型号的 EM235 模块支持报警功能，可以设置高限报警和低限报警，当模拟量输入值超出设定的范围时，产生报警信号。

3. 程序编程 (使用 STEP 7 Micro/WIN SMART 软件):

   • 读取模拟量输入值: 使用特定的指令 (例如 READ_AI 指令，或直接访问模拟量输入模块的输入地址，例如 AIW 地址) 从 EM235 模块读取模拟量输入值。
   • 数据转换和标定: EM235 模块读取的原始数据通常是 数字量值 (AD 值)，例如 0 - 27648 (对于 12 位模块)。 需要根据配置的输入类型和量程范围，将 AD 值 转换 为工程单位值 (例如摄氏度 °C, 伏特 V, 毫安 mA)。 对于温度测量，还需要进行 传感器线性化 和 冷端补偿 (对于热电偶)。
   • 数据处理和应用: 将转换后的工程单位值用于控制逻辑、数据监控、数据记录等应用。例如，根据温度值控制加热器或冷却风扇，将温度数据上传到上位机监控系统。

EM235 模块相关的重要地址 (示例，具体地址请参考模块手册和硬件组态)

• AIW 地址 (Analog Input Word): 用于读取模拟量输入通道的原始 AD 值。 例如 AIW0 可能对应 EM235 模块的第一个通道，AIW2 对应第二个通道，以此类推 (地址间隔通常为 2 个字节，即一个字)。 读取的值通常是 0 到 27648 (对于 12 位模块)。
• AI 区 (Analog Input Area): S7-200 PLC 的模拟量输入存储区，用于存储 EM235 模块的输入数据和状态信息。