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追求，追求精確
要通過“嚴格”的檢驗程序，以可編程控制器（PLC）產品為例，在整個生產過程中針對該類產品的質量檢測節點就超過20個。視覺檢測是數字化工廠*的質量檢測方法，相機會拍下產品的圖像與Teamcenter數據平臺中的正確圖像作比對，一點小小的瑕疵都逃不過SIMATIC IT品質管理模塊的“眼睛”。對比傳統制造企業的人工抽檢，這顯然要可靠又快速得多。”
模擬量模塊、信號板
信號類型
| 模板型號 | 訂貨號 | 分辨率 | 負載信號類型 | 量程范圍 |
模擬量輸入 | ||||
| CPU 集成模擬量輸入 | 10 位 | 0 ~ 10 V | 0 ~ 27648 | |
SM 1231 4 x 模擬量輸入 | 6ES7 231-4HD32-0XB0 | 12 位 + 符號位 | ±10 V ,±5 V,±2.5 V | -27648 ~ 27648 |
0~20 mA，4~20 mA | 0 ~ 27648 | |||
SM 1231 4 x 模擬量輸入 | 6ES7 231-5ND32-0XB0 | 15 位 + 符號位 | ±10 V ,±5 V,±2.5 V，±1.25 V | -27648 ~ 27648 |
0~20 mA，4~20 mA | 0 ~ 27648 | |||
| SM 1231 8 x 模擬量輸入 | 6ES7 231-4HF32-0XB0 | 12 位 + 符號位 | ±10 V ,±5 V,±2.5 V | -27648 ~ 27648 |
| 0~20 mA，4~20 mA | 0 ~ 27648 | |||
SM 1234 4 x 模擬量輸入/ 2 x 模擬量輸出 | 6ES7 234-4HE32-0XB0 | 12 位 + 符號位 | ±10 V ,±5 V,±2.5 V | -27648 ~ 27648 |
| 0~20 mA，4~20 mA | 0 ~ 27648 | |||
| SB 1231 1 x 模擬量輸入 | 6ES7 231-4HA30-0XB0 | 11 位 + 符號位 | ±10 V ,±5 V,±2.5 V | -27648 ~ 27648 |
| 0~20 mA | 0 ~ 27648 | |||
模擬量輸出 | ||||
SM 1232 2 x 模擬量輸出 | 6ES7 232-4HB32-0XB0 | 14 位 | ±10 V | -27648 ~ 27648 |
13 位 | 0~20 mA，4~20 mA | 0 ~ 27648 | ||
SM 1232 4 x 模擬量輸出 | 6ES7 232-4HD32-0XB0 | 14 位 | ±10 V | -27648 ~ 27648 |
13 位 | 0~20 mA，4~20 mA | 0 ~ 27648 | ||
| SM 1234 4 x 模擬量輸入/2 x 模擬量輸出 | 6ES7 234-4HE32-0XB0 | 14 位 | ±10 V | -27648 ~ 27648 |
13 位 | 0~20 mA，4~20 mA | 0 ~ 27648 | ||
| SB 1232 1 x 模擬量輸出 | 6ES7 232-4HA30-0XB0 | 12 位 | ±10 V | -27648 ~ 27648 |
11 位 | 0~20 mA | 0 ~ 27648 | ||
輸入信號精度計算
先明確兩個模擬量輸入模塊參數：
- 模擬量轉換的分辨率
- 模擬量轉換的精度（誤差）
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表示模擬量。S7-1200 模擬量模塊的轉換分辨率是12位，能夠反映模擬量變化的小單位是滿量程的 1/4096 。
數字化模擬值的表示方法及示例：
分辨率 | 模擬值 | |||||||||||||||
位 | 15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
位值 |
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16位 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
12位 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
如上表所示，當轉換精度小于16位時，相應的位左側對齊，小變化位為 16 - 該模板分辨率，未使用的低位補 “ 0 ”。 如表中 12 位 分辨率的模板則是從 16 - 12 = 4，即低字節的第四位 bit 3 開始變化，為其小變化單位 
= 8 （紅色圖框所示） ，bit 0~bit 2 則補“ 0 ”（紅色圖框黃色背景所示）。則 12 位模板 A/D 模擬量轉換芯片的轉換精度為 / 
= 1/4096 。
模擬量轉換的精度除了取決于A/D轉換的分辨率，還受到轉換芯片的外圍電路的影響。在實際應用中，輸入的模擬量信號會有波動、噪聲和干擾，內部模擬電路也會產生噪聲、漂移，這些都會對轉換的后精度造成影響。這些因素造成的誤差要大于 A/D 芯片的轉換誤差。
模擬量量程計算
可以使用STEP 7 Basic 指令列表 "Convert" 中的 “ SCALE_X ” 和 “ NORM_X ” 來轉換模擬量值。
計算公式：
SCALE_X_OUT = [（NORM_X_VALUE - NORM_X_MIN）/（NORM_X_MAX - NORM_X_MIN）] * （SCALE_X_MAX - SCALE_X_MIN） + SCALE_X_MIN
一、測量值轉換為工程量
如下圖1 程序所示，為標準 0~20 mA 模擬量輸入信號，對應 0 ~ 80 MPa 壓力的量程換算示例
圖 1.測量值轉換為工程量示例
其中參數含義如下表1 所示：
表 1.
| 參數名稱 | 數據類型 | 參數含義 | 取值范圍 | |
電壓信號 | 電流信號 | |||
NORM_X_IN | Int | 模擬量通道輸入測量值 | -27648 ~ 27648 | 0 ~ 27648 |
NORM_X_LO_LIM | Int | 測量值下限 | -27648 | 0 |
NORM_X_HI_LIM | Int | 測量值上限 | 27648 | 27648 |
NORM_X_OUT | Real | 測量值規格化 | -1.0 ~ 1.0 | 0.0 ~ 1.0 |
SCALE_X_LO_LIM | Real | 工程量下限制 | --- | --- |
SCALE_X_HI_LIM | Real | 工程量上限制 | --- | --- |
SCALE_X_OUT | Real | 工程量值 | --- | --- |
注意：SM1231 新的模擬量模塊(例如 6ES7 231-4HD32-0XB0)增加了 4~20 mA范圍, 對于非標準信號例如電流通道接入 4 ~ 20 mA ，可以設置電流范圍 0-20mA 或者 4-20mA, 如下圖所示：
但是設置 0-20mA 或者 4-20mA 對應不同的量程范圍和 NORM_X 通道測量值下限。如下表所示：
| 實際電流輸入 | 設置電流范圍 | 量程范圍 | NORM_X 通道測量值下限 |
| 0-20 mA | 0-20 mA | 0 -27648 | 0 |
| 4-20 mA | 0-20 mA | 5530- 27648 | 5530 |
| 4-20 mA | 0 - 27648 | 0 |
二、工程量轉換為測量值
如下圖2 程序所示，為標準 4~20 mA 模擬量輸入信號，對應 0 ~ 80 MPa 壓力的量程換算示例，同理需修正通道測量輸出值下限 SCALE_X_LO_LIM 為 5530
圖 2. 工程量轉換為測量值
其中參數含義如下表2 所示：
表 2.
| 參數名稱 | 數據類型 | 參數含義 | 取值范圍 | |
電壓信號 | 電流信號 | |||
NORM_X_IN | Real | 工程量給定值 | --- | --- |
NORM_X_LO_LIM | Real | 工程量下限值 | --- | --- |
NORM_X_HI_LIM | Real | 工程量上限值 | --- | --- |
NORM_X_OUT | Real | 工程量給定值規格化 | -1.0 ~ 1.0 | 0.0 ~ 1.0 |
SCALE_X_LO_LIM | Int | 測量輸出值下限 | -27648 | 0 |
SCALE_X_HI_LIM | Int | 測量輸出值上限 | 27648 | 27648 |
SCALE_X_OUT | Int | 測量輸出值 | -27648 ~ 27648 | 0 ~ 27648 |
說明：工程量相關值取決于使用現場，是無法確定有效值的，一能確定的關系是工程量給定或輸出值在工程量的下限值和上限值之間，在此不作過多表述。
模擬量模塊
SM1231 模擬量輸入
SM 1232 模擬量輸出
SM 1234 模擬量輸入/輸出
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SB 1231 模擬量輸入（信號板）
SB 1232 模擬量輸出（信號板）
AI 連接傳感器接線方式
圖1. 4 線制傳感器
圖2. 3 線制傳感器
圖3. 2 線制傳感器
TC 信號模塊
TC 信號模塊接線
TC 信號板接線
RTD 信號模塊
RTD 信號模塊接線
RTD 信號板接線
CPU224 XP 高速I/O
S7-200 CPU支持6路高速數字量輸入（CPU224/226）和兩路高速數字量輸出（用于PTO/PWM）。
新產品CPU224 XP高速輸入中的兩路支持更加高的速度。用作單相脈沖輸入時，可以達到200KHz；用作雙相90°正交脈沖輸入時，速度可達100KHz。
CPU224 XP的兩路高速數字量輸出速率可以達到100KHz。
圖1. CPU224 XP數字量接線
圖中：
- 高速輸出點Q0.0和Q0.1與Q0.2 - Q0.4成組支持5 - 24VDC電壓輸出
- 特高速輸入點I0.3/I0.4/I0.5支持5 - 24VDC電壓的源型或漏型輸入；同組其他輸入點電壓可以仍然是24VDC，單要求兩者的電源的公共端在1M處連接
CPU224 XP的高速數字量輸入
除了其他高速輸入端子外，CPU224 XP*的高速輸入端子為I0.3、I0.4、I0.5。
具體位置如圖1所示。
這些特高速輸入端可用作高速計數器輸入端，如表1所示：
表1. CPU224 XP高速輸入端子與計數器分配
| 模式 | 描述 | 輸入點 | |||
|---|---|---|---|---|---|
| HSCO | I0.0 | I0.1 | I0.2 | ||
| HSC1 | I0.6 | I0.7 | I1.0 | I1.1 | |
| HSC2 | I1.2 | I1.3 | I1.4 | I1.5 | |
| HSC3 | I0.1 | ||||
| HSC4 | I0.3 | I0.4 | I0.5 | ||
| HSC5 | I0.4 | ||||
| 0 | 帶有內部方向控制的單相計數器 | 時鐘 | |||
| 1 | 時鐘 | 復位 | |||
| 2 | 時鐘 | 復位 | 啟動 | ||
| 3 | 帶有外部方向控制的單相計數器 | 時鐘 | 方向 | ||
| 4 | 時鐘 | 方向 | 復位 | ||
| 5 | 時鐘 | 方向 | 復位 | 啟動 | |
| 6 | 帶有增減計數時鐘的雙相計數器 | 增時鐘 | 減時鐘 | ||
| 7 | 增時鐘 | 減時鐘 | 復位 | ||
| 8 | 增時鐘 | 減時鐘 | 復位 | 啟動 | |
| 9 | A/B相正交計數器 | 時鐘A | 時鐘B | ||
| 10 | 時鐘A | 時鐘B | 復位 | ||
| 11 | 時鐘A | 時鐘B | 復位 | 啟動 | |
根據上表可以看出：
- 要達到單相200KHz高速脈沖輸入，可以使用HSC4和HSC5，分別輸入到I0.3、I0.4
- 要實現雙相90°正交高速脈沖輸入，可以使用HSC4；此時HSC5因為I0.4被HSC4占用而不能使用
- HSC4可以工作在模式0、1、3、4、6、7、9、10
- HSC5可以工作在模式0
支持特高速輸入的I0.3、I0.4、I0.5可以接受5 - 24VDC信號；它們既可以用于高速脈沖輸入，也可以用于普通輸入信號。它們與本組輸入點（I0.0 - I0.7）一起，支持源型和漏型輸入。
CPU224 XP高速脈沖輸出
CPU224 XP的高速脈沖輸出Q0.0和Q0.1支持高達100KHz的頻率。
Q0.0和Q0.1支持5 - 24VDC輸出。但是它們必須和Q0.2 - Q0.4一起成組輸出相同的電壓。
高速輸出只能用在CPU224 XP DC/DC/DC型號
常問問題
CPU 224 XP 的高速計數器模式 12，是否可以計數 30 KHz 以上的脈沖？
CPU 224 XP 支持多 100 KHz 的高速脈沖輸出。S7-200 系列 CPU 只有高速計數器 HSC0, HSC3 能夠被設置為模式 12，使用的輸入端子為I0.0, I0.1，而不是特高速輸入端子：I0.3、I0.4、I0.5。非特高速脈沖信號輸入端由于硬件電路的限制（如光電耦合等）只能支持高 30 KHz 的高速脈沖輸入。
用戶使用高速計數器模式 12 時不需要任何外部連線，Q0.0(Q0.1) 與 I0.0(I0.1) 通過集成電路內部關聯，越過了外部信號處理電路，因此 HSC0(HSC1) 可以計 100KHz 或者更高頻率的脈沖。用戶在使用向導配置 S7-200 內部 PTO/PWM 操作時，勾選“使用高速計數器HSCx（模式12）自動計數線性 PTO 生成的脈沖”即可。
CPU224 XP的高速輸入（I0.3/4/5）是5VDC信號，其他輸入點是否可以接24VDC信號？
可以。只需將兩種信號供電電源的公共端都連接到1M端子。這兩種信號必須同時為漏型或源型輸入信號。
CPU224 XP的高速輸出點Q0.0和Q0.1接5V電源，其他點如Q0.2/3/4是否可以接24V電壓？
不可以。必須成組連接相同的電壓等級。
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