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模拟量模块 5.20 模拟量输入模块 SM 431; AI 8 x 14 位(6ES7431-1KF10-0AB0) S7-400 自动化系统模块数据 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 285 5.21 模拟量输入模块 SM 431; AI 8 x 14 位(6ES7431-1KF20-0AB0) 5.21.1 特性 概述 SM 431; AI 8 x 14 位具有以下特性： ● 快速 A/D 转换，因此特别适用于高动态处理 ● 8 个用于电压/电流测量的输入 ● 4 个用于电阻测量的输入 ● 可并行调整的各种测量范围 ● 分辨率 14 位 ● 供电电压：仅 2 线制传感器连接需要 24 V DC ● 模拟量部分与 CPU 隔离 ● 通道之间或连接的传感器的参考电位与 MANA 之间允许的共模电压为 8 V AC 模拟量模块 5.21 模拟量输入模块 SM 431; AI 8 x 14 位(6ES7431-1KF20-0AB0) S7-400 自动化系统模块数据 286 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 SM 431；AI 8 x 14 位的电路图 CH0 CH1 CH6 CH7 +5V 0V 0V - 15V + 5V + 15V L+ M ENABLE D MANA MANA 㿚摞 喒⦃ 㲰⧦ 㿚摞 喒⦃ 㲰⧦ ㋊兎6 ㋊兎6㋊兎6 图 5-27 SM 431；AI 8 x 14 位的电路图 模拟量模块 5.21 模拟量输入模块 SM 431; AI 8 x 14 位(6ES7431-1KF20-0AB0) S7-400 自动化系统模块数据 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 287 ⮩恾懻㗱⣷ ㋊兎㘶Ⓟ A SM 431；AI 8 x 14 位的接线图 M1+ M2- M3- M4- M5- M6- M7- CH0 CH1 CH2 CH3 CH4 CH5 CH6 CH7 L+ V A A M Tr Tr L+ M0+ M0- M1- M2+ M3 + M4+ M5+ M6+ M7+ M M0+ M0- IC0+ IC0- M1+ M1- IC1+ IC1- M2+ M2- IC2+ IC2- M3 + M3- IC3 + IC3- CH0 CH2 CH4 CH6 V M ANA 29 30 31 32 33 34 35 36 37 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 38 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 䟄☚㿚摞 䟄㿐㿚摞 䟄棊㿚摞 ⷦ ⷦ ⷦ ⷦ ⷦ ⷦⷦ ⷦ ⷦ ⷦ ⷦ ⷦ 图 5-28 SM 431；AI 8 x 14 位的接线图 模拟量模块 5.21 模拟量输入模块 SM 431; AI 8 x 14 位(6ES7431-1KF20-0AB0) S7-400 自动化系统模块数据 288 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 SM 431；AI 8 x 14 位的技术规范 尺寸和重量 尺寸 W x H x D (mm) 25 x 290 x 210 重量 约 500 g 模块特定数据 输入个数 ● 电阻式传感器 8 4 电缆长度 ● *长 200 m 电压、电流和电位 额定负载电压 L+ 24 V DC（仅 2 线制传感器的电源需要） ● 反极性保护 是 测量传感器的电源电压 ● 电源电流 50 mA ● 短路保护 是 电阻式传感器的恒定测量电流 通常为 1.67 mA 电气隔离 ● 通道和背板总线之间 是 ● 通道之间 否 ● 通道与负载电压 L+ 之间 是 允许的电位差 ● 输入和 MANA 之间 (UCM) 8 V AC ● 输入之间 (UCM) 8 V AC ● MANA 和 Mintern 之间 (UISO) 60 V DC/30 V AC (SELV) 绝缘测试电压 ● 总线和模拟量部分之间 2120 V DC ● 总线和机壳接地之间 500 V DC ● 模拟量部分和 L+/M 之间 500 V DC ● 模拟量部分和机壳接地之间 2120 V DC ● L+/M 和机壳接地之间 2120 V DC 电流消耗 ● 来自背板总线 (5 V) 1000 mA 模拟量模块 5.21 模拟量输入模块 SM 431; AI 8 x 14 位(6ES7431-1KF20-0AB0) S7-400 自动化系统模块数据 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 289 ● 来自负载电压 L+ 200 mA（带有 8 个已连接并完全 控制的 2 线制传感器） 模块功率损耗 通常为 4.9 W 模拟值的形成 测量原理 瞬时值转换 积分时间/转换时间/分辨率（每个通道） （不计入响应时间） ● 可组态 是 ● 干扰电压 f1，单位为 Hz 无 / 400 / 60 / 50 ● 基本转换时间 52 µs ● 分辨率（包括过冲范围） 14 / 14 / 14 测量值的平滑 可组态范围“从无到强” 输入过滤器的时间常量 15 µs 模块的基本执行时间 (ms)（启用所有通道） 0.420 噪声，误差限制 F = nx (f1 ±1%) 时的干扰电压，（f1 = 干扰频率）n = 1、2... 组态了过滤器 400/60/50 Hz ● 共模干扰 (UCM < 11 Vss) > 80 dB ● 串模干扰（故障峰值 < 输入范围额定值） > 40 dB 输入之间的串扰 > 70 dB 运行限制（整个温度范围内，与输入范围有关） ● 电压输入 – ± 1 V – ± 10 V – 1 到 5 V ± 0.7% ± 0.9% ± 0.9% ● 电流输入 – ± 20 mA – 4 到 20 mA ± 0.8% ± 0.8% ● 电阻测量 – 0 到 600 Ω； ± 1.0% 基本误差限制（25°C 时的运行误差限制，与输入范围有关） 模拟量模块 5.21 模拟量输入模块 SM 431; AI 8 x 14 位(6ES7431-1KF20-0AB0) S7-400 自动化系统模块数据 290 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 ● 电压输入 – ± 1 V – ± 10 V – 1 到 5 V ± 0.6% ± 0.75% ± 0.75% ● 电流输入 – ± 20 mA – 4 到 20 mA ± 0.7% ± 0.7% ● 电阻测量 – 0 到 600 Ω； ± 0.7% 温度误差（与输入范围有关） ± 0.03% / K 线性误差（与输入范围有关） ± 0.05% 重复精度（25 °C 时处于稳态，与输入范围有 关） ± 0.2% 状态、中断和诊断 中断 无 诊断功能 无 可连接替换值 否 传感器选择数据 输入范围（额定值）/输入电阻 ● 电压 ± 1 V / 100 kΩ ± 10 V / 100 kΩ 1 到 5 V / 100 kΩ ● 电流 ± 20 mA / 50 Ω 4 到 20 mA / 50 Ω ● 电阻 0 到 600 Ω / 10 MΩ 电压输入的允许电压（毁坏限制） 连续时 18 V； 75 V/ms（循环因子 1：20） 电流输入的允许电流（毁坏限制） 连续时 40 mA 传感器连接 ● 对于电压测量 支持 ● 对于电流测量 – 作为 2 线制传感器 – 作为 4 线制传感器 支持 支持 模拟量模块 5.21 模拟量输入模块 SM 431; AI 8 x 14 位(6ES7431-1KF20-0AB0) S7-400 自动化系统模块数据 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 291 ● 对于电阻测量 – 2 线制连接 – 3 线制连接 – 4 线制连接 支持；同时测量电缆电阻 支持 ● 2 线制传感器的负载 750 Ω 模拟量模块 5.21 模拟量输入模块 SM 431; AI 8 x 14 位(6ES7431-1KF20-0AB0) S7-400 自动化系统模块数据 292 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 5.21.2 调试 SM 431; AI 8 x 14 位 引言 您可通过模块中的量程卡以及在 STEP 7 中设置 SM 431; AI 8 x 14 位的工作模式 其可能的原因有： ● 电池(一个或多个)耗尽或电池极性被接反 通过 MANA 端子和机壳接地之间的等电位连接导线，可确保 UISO 不超过允许值 PROFIBUS DP 主站接口 IM 467/IM 467 FO 8.1 PROFIBUS DP 主站接口 IM 467/IM 467 FO S7-400 自动化系统模块数据 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 411 8.1.2 指示灯和模式选择器 LED IM 467/IM 467 FO 前面板上的 LED 板有以下四个指示灯： INTF EXTF RUN STOP 图 8-2 IM 467/467 FO 的 LED IM 工作模式 LED 按下表所述指示 IM 的工作模式： 表格 8-1 IM 467/467 FO 的工作模式 STOP LED (黄 色) RUN LED (绿色) EXTF LED (红色) INTF LED (红色) CP 工作模式 常亮 闪烁 灭 灭 启动 灭 亮 灭 灭 运行 闪烁 亮 灭 灭 正在停止 亮 灭 灭 灭 停止 亮 灭 灭 亮 内部错误造成的“停机”(例如，IM 未组 态) 闪烁 灭 灭 灭 等待固件更新(加电后需要 10 秒钟) 闪烁 灭 亮 亮 等待固件更新(IM 当前含有不完整的固件 版本) 有关支持中断的数字量模块的信息，请参见相应的规范

在低量程和较高温度处的精度有所提高 数字量模块 4.14 数字输出模块 SM 422；DO 16 x DC 24 V/2 A；(6ES7422-1BH11-0AA0) S7-400 自动化系统模块数据 144 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 SM 422；DO 16 x DC 24 V/2 A 的接线电路图 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 1 2 0 3 1L+ 5 6 4 7 5 6 4 7 1 2 0 3 2M 2L+ 2L+ 1M 3L+ 3L+ 2M 4L+ 4L+ 䗷〻 ⁑ඇ ㅜњ⭥Ⓚ㓴 ㅜњ⭥Ⓚ㓴 ㅜњ⭥Ⓚ㓴 ㅜњ⭥Ⓚ㓴 ㅜњ⭥Ⓚ㓴 ㅜњ⭥Ⓚ㓴 ㅜњ⭥Ⓚ㓴 ㅜњ⭥Ⓚ㓴 䘎᧕ಘ䐣㓯ࡽ 图 4-11 SM 422；DO 16 x DC 24 V/2 A 的接线电路图 SM 422；DO 16 x DC 24 V/2 A 的技术规范 尺寸和重量 尺寸 W x H x D (mm) 25 x 290 x 210 数字量模块 4.14 数字输出模块 SM 422；DO 16 x DC 24 V/2 A；(6ES7422-1BH11-0AA0) S7-400 自动化系统模块数据 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 145 ᮠᦞᆈۘಘ઼ᙫ㓯᧗ࡦ /('᧗ࡦ 重量 约 600 g 模块特定数据 输出个数 16 电缆长度 ● 未 600 m ● 1000 m 电压、电流和电位 电子设备的额定电压 L+ 24 V DC 额定负载电压 L+ 24 V DC 输出总电流（每个电源组有 2 个输出 1） ● 40°C 3 A ● 60°C 2 A 电气隔离 ● 通道和背板总线之间 是 ● 通道之间 每组通道数 是 8 允许的电位差 ● 不同电路之间 60 V DC/30 V AC (SELV) 绝缘测试电压 ● 通道到背板总线和负载电压 L+ 500 Vac 或 707 Vdc（类型测试） ● 不同组的输出之间 500 Vac 或 707 Vdc（类型测试） 电流消耗 ● 来自背板总线 (5 V) 160 mA ● 电源和负载电压 L +（空载） 30 mA 模块功率损耗 通常为 5 W 状态、中断和诊断 状态显示 每个通道对应一个绿色 LED 中断 无 诊断功能 无 执行器选择数据 输出电压 ● 对于“1”信号 至少 L+（-0.5 V） 数字量模块 4.14 数字输出模块 SM 422；DO 16 x DC 24 V/2 A；(6ES7422-1BH11-0AA0) S7-400 自动化系统模块数据 146 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 输出电流 ● 对于“1”信号 额定值 允许范围 2A 5 mA 到 2.4 A ● 对于“0”信号（残余电流） 0.5 mA 输出延迟（阻性负载） ● 从“0”向“1”变换 1 ms ● 从“1”向“0”变换 1 ms 负载电阻范围 24 Ω 到 4 kΩ 灯负载 10 W 2 个输出并联连接 ● 用于冗余负载控制 支持（**同组输出） ● 用于增加功率 不支持 数字量输入控制 支持 切换频率 ● 使用阻性负载 100 Hz ● 使用符合 IEC 947-51，DC 13 的感性负载 1 A 时 0.2 Hz 2 A 时 0.1 Hz ● 使用灯负载 10 Hz 断路时内部感应电压限制值 -30 V 输出短路保护 ● 响应阈值 电子钟控 2 2.8 到 6 A 1 电源组总是由从通道 0 开始的 2 个相邻通道组成 气候条件符合 IEC 60721-3-3, Class 3K7 (对于存储)以及 IEC 60721-3-2, Class 2K4 (对于 运输) 无需对模块进行其它处理 DP 主站(2 级)： 提供一些服务，例如： 读取输入/输出数据、诊断、全局控制 有关特定模 拟量模块“支持”的子集的信息，请参见涉及相关模块的章节 并联 导体在电路中并行连接 另外，备用电池可用来执行 CPU 的重启动 例如，可在调试期间使用“强制”功能，以便即使用户程序中的逻辑操作不为真(由于在输 入处没有接线)，也可将某些特定的输出设置成“ON”状态，并持续任意时间长度 电阻 (3 线制连接) 0、2、4、6、8、 10、12 或 14 热电阻 (线性，4 线连接) 0、2、4、6、8、 10、12 或 14 热电阻 (线性，3 线连接) 0、2、4、6、8、 10、12 或 14 热电偶(线性) 0 到 15 您可选择参比端 有关 S7-400 在 Zone 2 危险区域使用事项的信息在本文档包内单独的文档中介绍 表格 5-41 模拟量输入模块的参数 参数 数值范围 缺省 2 参数类型 范围 启用 ● 诊断中断 1 是/否 否 动态 模块 ● 硬件中断 1 是/否 否 ● 用于中断的目标 CPU 1 到 4 - 静态 模块 硬件中断触发 ● 在输入处达到扫描周期 结束 是/否 否 静态 通道 可能受测量范围限制 ● 上限 32511 到- 32512 - 动态 通道 ● 下限 -32512 到 32511 诊断 ● 断线 是/否 否 静态 通道 ● 参考通道错误 是/否 否 ● 下溢 是/否 否 ● 上溢 是/否 否 ● 对 M 短路 是/否 否 测量 模拟量模块 5.8 为模拟量模块分配参数 S7-400 自动化系统模块数据 228 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 参数 数值范围 缺省 2 参数类型 范围 ● 测量方法 禁用 U 静态 通道 U 电压 4DMU 电流(4 线制传感器) 2DMU 电流(2 线制传感器) R-4L 电阻(4 根导线连接) R-3L 电阻(3 根导线连接) RTD-4L 热电阻(线性，4 根导线连 接) RTD-3L 热电阻(线性，3 根导线连 接) TC-L 热电偶(线性) ● 测量范围 有关输入通道的可组态测量范围的信息， 请参见相关模块说明 - 外部错误 模块已经在自动化系统外部检测到一 个错误 数字量模块 4.7 数字量输入模块 SM 42；DI 32 x DC 24 V (6ES7421-1BL01-0AA0) S7-400 自动化系统模块数据 106 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 SM 421；DI 32 x 24 V DC 的接线电路图； 1 2 3 4 5 6 7 0 M 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 M L+ M 扖䲚 㲰⧦ 图 4-2 SM 421；DI 32 x 24 V DC 的接线电路图； SM 421；DI 32 x DC 24 V 的技术规范 尺寸和重量 尺寸 W x H x D (mm) 25 x 290 x 210 数字量模块 4.7 数字量输入模块 SM 42；DI 32 x DC 24 V (6ES7421-1BL01-0AA0) S7-400 自动化系统模块数据 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 107 㟿㗽⹓ⷧ⣷✛㋊兎㘶Ⓟ 重量 约 500 g 模块特定数据 输入个数 32 电缆长度 ● 未 *长 600 m ● *长 1000 m 电压、电流和电位 电子设备的额定电压 L+ 不需要 可同时启用的输入数量 32 电气隔离 ● 通道和背板总线之间 是 ● 通道之间 否 允许的电位差 ● 不同电路之间 60 V DC/30 V AC (SELV) 绝缘测试电压 ● 通道到背板总线和负载电压 L+ 500 Vac 或 707 Vdc（类型测试） 电流消耗 ● 来自背板总线 (5 V) 20 mA（值） 模块功率损耗 通常为 6 W 状态、中断和诊断 状态显示 每个通道对应一个绿色 LED 中断 无 诊断功能 无 可连接替换值 否 传感器选择数据 输入电压 ● 额定值 24 V DC ● 对于“1”信号 13 至 30 V ● 对于“0”信号 -30 至 5 V 输入电流 ● 对于“1”信号 7 mA 输入延迟 数字量模块 4.7 数字量输入模块 SM 42；DI 32 x DC 24 V (6ES7421-1BL01-0AA0) S7-400 自动化系统模块数据 108 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 ● 从“0”向“1”变换 1.2 至 4.8 ms ● 从“1”向“0”变换 1.2 至 4.8 ms 输入特性 符合 IEC 61131-2；类型 1 2 线制 BERO 连接 支持 ● 允许的静态电流 1.5 mA 4.8 数字输入模块 SM 421；DI 16 x DC 24 V (6ES7421-7BH01-0AB0) 4.8.1 特性 概述 SM 421；DI 16 x 24 V DC 具有以下属性： ● 16 个输入，隔离为 2 组，每组 8 个 ● 极快的信号处理速度：50 μs 即可启动输入过滤器 ● 额定输入电压 24 V DC ● 适用于开关和 2/3/4 线接近开关（BERO，IEC 61131-2；类型 2） ● 每组 8 个通道有 2 个短路保护传感器电源 ● 支持外部冗余传感器电源 ● 状态显示“传感器电压 (Vs) 正常” ● 内部故障 (INTF) 和外部故障 (EXTF) 的组故障显示 ● 可组态的诊断 ● 可组态的诊断中断 ● 可组态的硬件中断 ● 可组态的输入延迟 ● 输入范围内的可组态替换值 数字量模块 4.8 数字输入模块 SM 421；DI 16 x DC 24 V (6ES7421-7BH01-0AB0) S7-400 自动化系统模块数据 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 109 状态 LED 指示过程状态 为消除此电弧，可以使用 RC 元件桥接相应的触点 请确保前连接器接线与下面的接线图相符 可装载固件 IM 467/IM 467 FO 支持通过固件装载程序更新固件(FW) 2 只有在 CR (机架)中，才可以使用缺省设置启动数字量模块 如果随后电压下降到低压阈值 19.2 V 以下(-0/+ 5%相当于 19.2 V 到 20.16 V)，则模块将作出如下响应： ● 对于一些电源模块，将以大约 0.5 到 1 秒的重复率反复断开和重新连接该 24 V 电压， 直到输出电压超过低压阈值为止 将电池插到电源模块中时，会消除钝化层 只能用同种类型的电池更换有故 障的电池 具有集成光缆接口的 IM 467 F0 可用于连接到光纤 PROFIBUS DP 在± 10 V 测量范围内，该值为 10 V 5 V 输出端过载 如果 5 V 电压输出端出现过载，具有 10 A 或 20 A 输出电流的电源模块可以保持 16 A 或 26 A 的输出电流 300 ms 词汇表 S7-400 自动化系统模块数据 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 509 对输入过程映像和输出过程映像进行了区分 安装软件后，可为每个通道和每个输入范围用户特定的校准值 模拟量模块 5.5 设置模拟量输入通道的测量方法和范围 S7-400 自动化系统模块数据 218 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 5.6 模拟量模块的特性 5.6.1 引言 概述 本节介绍以下内容： ● 模拟量输入和输出值与 CPU 的操作状态和模拟量模块的电源电压的相关性 ● 模拟量模块基于相关值范围内的实际模拟值的响应 ● 错误对带有诊断功能的模拟量模块的影响 ● 模拟量模块的操作限制对模拟量输入和输出值的影响，如实例所示 模拟量模块 5.6 模拟量模块的特性 S7-400 自动化系统模块数据 参考手册, Ausgabe 11/2016, A5E00432660-08 219 5.6.2 电源电压和工作模式的影响 概述 模拟量模块的 IO 值由 CPU 工作状态以及模块的电源电压确定 C1 LED（绿灯 闪烁） 某个模块尚未完成初始化过程 可从 SIEMENS 订购替换电池(订货号请参考《模块规范》参考手册附录 C (页 485)) RS 485 中继器的接地运行 对于 RS 485 中继器的接地运行，必须短接 RS 485 中继器顶部的“M”和“PE”端子 ● 电源组总是由从通道 0 开始的 8 个相邻通道组成 如果将电源模块插入到不是供电源模块使用的插槽，将会损坏模块 带电更改机架号时亮起

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