SIMATIC S7-300，模拟量输入SM 331，光电隔离，U/I/热电偶/电阻中断，诊断；分辨率9/1 2/14位，8AI，
模拟量输入模块 SM 331；AI 8 x 12 位；(6ES7331-7KF02-0AB0)
订货号
6ES7331-7KF02-0AB0
属性
- 4 个通道组中 8 点输入
- 在每个通道组，测量类型可编程
- 每个通道组的精度均可编程（9/12/14 位 + 符号）
- 各通道组可选择任意测量范围
- 可编程诊断和诊断中断
- 可为 2 个通道设定限值监视
- 越限时的硬件中断可编程
- 电气隔离 CPU 和负载电压（不适用于 2 线制变送器）
精度
测量值精度直接与所选的积分时间成比例，即在模拟量输入通道，测量值精度与积分时间的长短成正比。
诊断
有关“组诊断”参数中诊断消息的信息，请参见模拟量输入模块的诊断消息一章。
硬件中断
可以在 STEP 7 中对通道组 0 和通道组 1 的硬件中断进行编程。 但是，仅为通道组的第一个通道（即通道 0 或通道 2）设置硬件中断。
端子分配
下图给出了各种接线选项。输入阻抗取决于量程卡的设置，请参阅表测量方法和测量范围。
接线： 电压测量
图片: 方框图和接线图
模块测量范围的设置
|
测量范围
|
模块测量范围的设置
|
|
± 80 mV
± 250 mV
± 500 mV
± 1,000 mV
|
A
|
|
± 2.5 V
± 5 V
1 V 到 5 V
± 10 V
|
B
|
接线： 用于电流测量的 2 线制和 4 线制测量变送器
图片: 方框图和接线图
| |
提示
使用非隔离电源的接地 4 线制变送器时，不需要互连 MANA 和 M-（端子 11、13、15、17、19）。
|
模块测量范围的设置
|
测量范围
|
模块测量范围的设置
|
|
2 线制变送器
|
4 mA 到 20 mA
|
D
|
|
4 线制变送器
|
± 3.2 mA
± 10 mA
0 mA 到 20 mA
4 mA 到 20 mA
± 20 mA
|
C
|
 |
小心
模块设置为“电流”模式时的测量范围
如果设置了“电流”测量模式，任何电压测量都可破坏量程卡模块。
|
接线： 阻性变送器或热电阻的 2 线制、3 线制和 4 线制连接
|
①
|
4 线制连接
|
|
②
|
3 线制连接（不补偿线路电阻）
|
|
③
|
2 线制连接（不补偿线路电阻）
|
图片: 方框图和接线图
模块测量范围的设置
|
测量范围
|
模块测量范围的设置
|
|
150 Ω
300 Ω
600 Ω
|
A
|
|
热电阻
（线性，4 线制连接）（温度测量）
RTD-4L
|
Pt 100 气候型
Ni 100 气候型
Pt 100 标准型
Ni 100 标准型
|
A
|
接线： 带外部补偿的热电偶
使用内部补偿时，必须在 Comp+ 和 MANA 间进行桥接。
图片: 方框图和接线图
模块测量范围的设置
|
测量范围
|
模块测量范围的设置
|
|
热电偶 TC-I
（内部比较）（热敏电压测量）
忽略线性化
|
类型 N [NiCrSi-NiSi]
类型 E [NiCr-CuNi]
类型 J [Fe-CuNi]
类型 K [NiCr-Ni]
类型 L [Fe-CuNi]
|
A
|
|
热电偶 TC-E
（外部比较）（热电电压测量)
忽略线性化
|
|
热电偶
（线性，内部比较）
（温度测量）TC-IL
|
类型 N [NiCrSi-NiSi]
类型 E [NiCr-CuNi]
类型 J [Fe-CuNi]
类型 K [NiCr-Ni]
类型 L [Fe-CuNi]
|
A
|
|
热电偶
（线性，外部比较）
（温度测量）TC-EL
|
技术规范
|
技术规范
|
|
尺寸和重量
|
|
尺寸 W x H x D (mm)
|
40 x 125 x 117
|
|
重量
|
约 250 g
|
|
模块特定数据
|
|
支持等时同步模式
|
-
|
|
输入数量
|
8
4
|
|
电缆长度
|
最长 200 m
80 mV 时最长 50 m，并带有热电偶
|
|
电压、电流、电位
|
|
额定供电电压 L +
|
24 VDC
√
|
|
变送器电源
|
最大 60 mA（每通道）
√
|
|
阻性变送器的恒定电流
|
典型值 1.67 mA（脉冲电流）
|
|
电气隔离
|
√
√
|
|
最大电位差
- 输入和 MANA (VCM) 之间
- 输入之间 (VCM)
- MANA 和 Minternal (Viso) 之间
|
典型值 2.5 VDC (> 2.3 VDC)
典型值 2.5 VDC (> 2.3 VDC)
75 VDC/60 VAC
|
|
绝缘测试电压
|
500 VDC
|
|
电流损耗
|
最大 50 mA
最大 30 mA（不含 2 线制变送器）
|
|
模块功耗
|
典型值 1 W
|
|
生成模拟值
|
|
测量原理
|
积分型
|
|
积分/转换时间/精度（各个通道）
|
|
|
|
√
|
|
|
2.5
|
162/3
|
20
|
100
|
|
|
3
|
17
|
22
|
102
|
|
电阻测量的附加转换时间 (ms)，或
|
1
|
1
|
1
|
1
|
|
断路监视的附加转换时间（以 ms 计）
或
|
10
|
10
|
10
|
10
|
|
电阻测量和断路监视的附加转换时间（以 ms 计）
|
16
|
16
|
16
|
16
|
|
|
9 位
|
12 位
|
12 位
|
14 位
|
|
|
400
|
60
|
50
|
10
|
|
|
24
|
136
|
176
|
816
|
|
测量值滤波
|
无
|
|
干扰频率抑制、误差限值
|
|
F = n (f1 ± 1 %) 时的干扰频率抑制（f1 = 干扰频率）
|
- 共模干扰 (VCM < 2.5 V)
- 串模干扰（干扰峰值 < 额定输入范围）
|
> 70 dB
> 40 dB
|
|
输入间的串扰
|
> 50 dB
|
|
操作限值（整个温度范围内，与所选输入范围内的测量范围极值有关）
|
|
|
80 mV
250 mV 到 1000 mV
2.5 V 到 10 V
|
± 1 %
± 0.6 %
± 0.8 %
|
|
|
3.2 mA 到 20 mA
|
± 0.7 %
|
|
|
150 Ω；300 Ω；600 Ω
|
± 0.7 %
|
|
|
类型 E、N、J、K、L
|
± 1, 1 %
|
|
|
Pt 100/Ni 100
|
± 0.7 %
|
|
|
Pt 100 气候型
|
± 0.8 %
|
|
基本误差限值（25°C 时的操作限值，与所选输入范围内的测量范围极值有关）
|
|
|
80 mV
250 mV 到 1000 mV
2.5 V 到 10 V
|
± 0.7 %
± 0.4 %
± 0.6 %
|
|
|
3.2 mA 到 20 mA
|
± 0.5 %
|
|
|
150 Ω；300 Ω；600 Ω
|
± 0.5 %
|
|
|
类型 E、N、J、K、L
|
± 0.7 %
|
|
|
Pt 100/Ni 100
|
± 0.5 %
|
|
|
Pt 100 气候型
|
± 0.6 %
|
|
温度误差（与输入范围有关）
|
± 0.005%/K
|
|
线性误差（与输入范围有关）
|
± 0.05 %
|
|
重复精度（25°C 时为稳态，与输入范围有关）
|
± 0.05 %
|
|
内部补偿的温度误差
|
± 1 %
|
|
状态、中断、诊断
|
|
中断
|
可编程
通道 0 和 2
可编程
|
|
诊断功能
|
可编程
LED 指示灯 (SF) 红色点亮
√
|
|
传感器选择数据
|
|
输入范围（额定值）/输入阻抗
|
|
|
|
± 80 mV
± 250 mV
± 500 mV
± 1,000 mV
± 2.5 V
± 5 V
1 V 到 5 V
± 10 V
|
10 MΩ
10 MΩ
10 MΩ
10 MΩ
100 kΩ
100 kΩ
100 kΩ
100 kΩ
|
|
|
± 3.2 mA
± 10 mA
± 20 mA
0 mA 到 20 mA
4 mA 到 20 mA
|
25 Ω
25 Ω
25 Ω
25 Ω
25 Ω
|
|
|
150 Ω
300 Ω
600 Ω
|
10 MΩ
10 MΩ
10 MΩ
|
|
|
类型 E、N、J、K、L
|
10 MΩ
|
|
|
Pt 100，Ni 100
|
10 MΩ
|
|
电压输入的最大电压（破坏极限）
|
最大 20 V，连续
75 V，最长持续时间为 1 秒(占空比 1:20)
|
|
电流输入的最大电流（破坏极限）
|
40 mA
|
|
信号传感器的接线
|
使用 20 针前连接器
|
|
|
√
|
|
作为 2 线制变送器
作为 4 线制变送器
|
√
√
|
|
使用 2 线制连接
|
√，不补偿电缆电阻
|
|
使用 3 线制连接
|
√，不补偿电缆电阻
|
|
使用 4 线制连接
|
√，补偿电缆电阻
|
|
|
最大 820 Ω
|
|
特性线性化
|
可编程
类型 E、N、J、K、L
|
|
|
Pt 100 (标准型和气候型范围)
Ni 100 (标准型和气候型范围)
|
|
温度补偿
|
可编程
√
|
|
|
√
|
|
|
√
|
|
|
摄氏度
|
模拟量模块的原理
引言
本章介绍了模拟模块支持的所有测量范围或输出范围的模拟值。
模拟值转换
CPU 始终以二进制格式来处理模拟值。
模拟输入模块将模拟过程信号转换为数字格式。
模拟输出模块将数字输出值转换为模拟信号。
16位分辨率的模拟值表示
数字化模拟值适用于相同额定范围的输入和输出值。 输出的模拟值为二进制补码形式的定点数。 结果分配：
|
位
|
15
|
14
|
13
|
12
|
11
|
10
|
9
|
8
|
7
|
6
|
5
|
4
|
3
|
2
|
1
|
0
|
|
位值
|
215
|
214
|
213
|
212
|
211
|
210
|
29
|
28
|
27
|
26
|
25
|
24
|
23
|
22
|
21
|
20
|
符号
模拟值的符号始终设在bit 15：
分辨率 < 16位
对于分辨率 < 16位的模拟模块，模拟值以左对齐方式存储。 未使用的最低有效位用零填充(“0”)。
实例
下面的实例演示了如何用零填充低分辨率值的未使用位。
列表: 实例： 16位和13位模拟值的位模式
|
分辨率
|
模拟值
|
|
位
|
15
|
14
|
13
|
12
|
11
|
10
|
9
|
8
|
7
|
6
|
5
|
4
|
3
|
2
|
1
|
0
|
|
16位模拟值
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
1
|
1
|
0
|
0
|
1
|
1
|
1
|
0
|
0
|
1
|
1
|
|
13位模拟值
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
1
|
1
|
0
|
0
|
1
|
1
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
