模拟量输入模块：模拟量变送器

S7-300的模拟量I/O模块包括模拟量输入模块SM 331、模拟量输出模块SM 332、模拟量输入/输出模块SM 334和SM 335。

1.模拟量变送器

生产过程中大量的连续变化的模拟量需要用PLC来测量或控制。有的是非电量，例如温度、压力、流量、液位、物体的成分和频率等。有的是强电电量，例如发电机组的电流、电压、有功功率和无功功率、功率因数等。变送器用于将传感器提供的电量或非电量转换为标准量程的直流电流或直流电压信号，例如DC 0～10V的电压和DC 4～20mA的电流。

2.SM 331模拟量输入模块的基本结构

模拟量输入（AI）模块用于将模拟量信号转换为CPU内部处理用的数字，其主要组成部分是A-D（Analog-Digit）转换器（见图2-36中的ADC）。AI模块的输入信号一般是变送器输出的标准量程的直流电压、直流电流信号，有的模块也可以直接连接不带附加放大器的温度传感器（热电偶或热电阻）。这样可以省去温度变送器，不但节约了硬件成本，控制系统的结构也更加紧凑，但是抗干扰能力较差。

AI模块的各个通道可以分组设置为电流输入、电压输入或温度传感器输入，并选用不同的量程。大多数模块的分辨率（转换后的二进制数字的位数）可以在组态时设置。

AI模块由多路开关、A-D转换器（ADC）、光隔离元件、内部电源和逻辑电路组成。各模拟量输入通道共用一个A-D转换器，用多路开关切换被转换的通道，AI模块各输入通道的A-D转换过程和转换结果的存储与传送是顺序进行的。各个通道的转换结果被保存到各自的存储器，直到被下一次的转换值覆盖。

3.传感器与AI模块的接线

传感器与AI模块的连接分为下列各种情况：连接带电隔离的传感器、连接不带电隔离的传感器、连接电压传感器、连接电流传感器、连接电阻和热电阻、连接带内部补偿的热电偶、连接带外部补偿的热电偶。

各种情况的接线方式和注意事项见随书光盘中的《S7-300模块数据设备手册》第4章。

4.AI模块的量程卡(www.xing528.com)

AI模块用量程卡（或称为量程模块）来切换不同类型的输入信号的输入电路。量程卡安装在AI模块的侧面，每两个通道为一组，共用一个量程卡，图2-37中的模块有8个通道，因此有4个量程卡。量程卡插入输入模块后，如果量程卡上的标记C与AI模块上的箭头标记相对，则量程卡被设置在C位置。各位置对应的测量类型和测量范围都印在AI模块上。

供货时模块的量程卡在默认位置，如果与组态时给出的量程卡位置不同，用螺钉旋具将量程卡从AI模块中撬出来，按组态时要求的位置将量程卡插入AI模块。如果没有正确地设置量程卡，可能会损坏AI模块。

图2-36 AI模块示意图

图2-37 AI模块的量程卡

5.S7-300的AI模块的技术参数

除了1KF01-0AB0，其余模块均用红色LED指示组故障。模块与背板总线之间有隔离，模块对热电偶、热电阻输入信号进行了线性化处理。使用屏蔽电缆时最大距离为200m。

通道的转换时间由基本转换时间、模块的电阻测试和断线监控时间组成，基本转换时间取决于AI模块的转换方法（例如积分法和瞬时值转换法）。积分转换法的积分时间直接影响转换时间，可以在STEP 7中设置积分时间。扫描时间是指AI模块对所有被激活的模拟量输入通道进行转换和处理的时间的总和。