ADI精密+-10V和0-20mA模数转换器可简化PLC模块开发

Analog Devices, Inc. (ADI)近日推出两款多通道+/-10V和0-20mA精密模数转换器，这两款器件能够更好地支持实现可编程逻辑控制器(PLC)与分布式控制系统(DCS)模块。AD4111和AD4112模数转换器利用ADI的iPassives®集成式精密无源技术，集成精密匹配的电流检测电阻和电阻分压器。通道至通道的高度匹配简化了校准要求，并且支持多达八个单端电压输入和四个电流输入，因此该新产品非常适合用作可重新配置的平台解决方案，同时减少PLC和DCS模块的尺寸、复杂性和成本。

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AD4111和AD4112模数转换器接受+/-10V的标称输入电压范围，同时在满足性能规格下输入电压范围可达+/-20V，为标称的+/-10V增加了超范围裕量。两款器件均可接受-0.5至24mA的电流，同时仍满足性能规格。从而可以实现接近0mA的可靠测量，并提供超过20mA的超范围裕量。这两款器件的电压引脚可提供+/-50V的绝对最大额定值，电流引脚可提供+/-50mA的绝对最大额定值。在采用+5V或+3.3V单电源供电以及+/-10V输入电压条件下，AD4111能以独特方式支持脱线检测，从而在外部传感器或信号源与系统输入断开时能检测到。

与ADuM5411四通道数字隔离器一同使用时，AD4111支持EMC/EMI标准IEC 61000-2、IEC 61000-3、IEC 61000-4、IEC 61000-5、IEC 61000-6和CISPR 11。

AD4111产品聚焦：

3.3V或5V单电源

单一设计同时支持电压和电流输入

集成精密匹配的电流检测电阻和电阻分压器

+/-10V标称输入电压范围和+/-20V功能输入电压范围

输入阻抗大于1Mohm

支持脱线检测

关于ADI公司

Analog Devices, Inc. 是全球领先的高性能模拟技术公司，致力于解决最艰巨的工程设计挑战。凭借杰出的检测、测量、电源、连接和解译技术，搭建连接现实世界和数字世界的智能化桥梁，从而帮助客户重新认识周围的世界。

编程实例｜详解西门子PLC模拟量编程

给大伙分享的是关于西门子S7-300PLC模拟量方面的实例，包含了以下几个方面的要点：

1、对变送器进行取值，并进行控制

2、对模数功能块 FC105 进行调用

3、对 AI 模块进行设置

4、对 AI 量程块进行选择

这个实例， 调试的是一个流量调节回路中， 流量变送器输出 2-2-MA DC信号到 SM331 模拟输入模块，模块将该信号转换成浮点数，然后在程序中调用FC105将该值转换成工程量，我们就可以监视实际工程中的流量值了。

模拟量 AI 采用 SM311 模块是 8x12Bit（8 通道 12 位）对应货号是 6ES7 331-7KF02-OABO，在模数转化上利用传感器或变送器的， 电压或电流取出的值，到 AI 模块上进行转换， 然后把值传给西门子的 CPU 进行处理， 从而检测控制传感器的值，如图

模拟量输入模块

模拟量输入用于连接电压和电流传感器、 热电耦、电阻和热电阻， 用来实现PLC 与模拟量过程信号的连接。模拟量输入模块如图 2-1 所示，将从过程发送来的模拟信号转换成供 PLC 内部处理用的数字信号。本次工程用的是 SM311 输入模块如图所示。该模块具有如下特点：

分辨率为 9 到 15 位+符号位（用于不同的转换时间） ，可设置不同的测量范围。通过量程模块可以机械调整电流 /电压的基本测量范围。用 STEP 7硬件组态工具可进行微调。模块把诊断和超限中断发送到可编程控制器的 CPU 中。模块向 CPU 发送详细的诊断信息

模拟量输入模块的接线方式

两线制电流和四线制电流都只有两根信号线， 它们之间的主要区别在于：两线制电流的两根信号线既要给传感器或者变送器供电，又要提供电流信号 ；而四线制电流的两根信号线只提供电流信号。因此，通常提供两线制电流信号的传感器或者变送器是无源的 ；而提供四线制电流信号的传感器或者变送器是有源的。

因此，当 PLC 的模板输入通道设定为连接四线制传感器时， PLC 只从模板通道的端子上采集模拟信号， 如图 2-3，而当 PLC 的模板输入通道设定为连接二线制传感器时，如图 2-2，PLC 的模拟输入模板的通道上还要向外输出一个直流 24V的电源，以驱动两线制传感器工作。

传感器型号：

● 两线制 (本身需要供给 24vDC 电源的，输出信号为 4-20MA ，电流)即+接 24vdc,负输出 4-20mA 电流。

● 四线制 (有自己的供电电源， 一般是 220vac ，信号线输出 +为 4-20ma 正，-为 4-20ma负。

1、PLC：(以 2 正、 3 负为例 )，两线制时正极 2 输出 24VDC 电压， 3 接收电流 ，所以遇到两线制传感器时， 一种接法是 2 接传感器正， 3 接传感器负 ；跳线为两线制电流信号。二种接法是 2 悬空，3 接传感器的负，同时传感器正要接柜内 24vdc；跳线为两线制电流信号。

2、(以 2 正、3 负为例 )，四线制时正极 2 是接收电流， 3 是负极。(四线制好处是传感器负极信号与柜内 M 为不同电平时不会影响精度很大，因为是传感器本身电流的回路 )遇到四线制传感器时，一种方法是 2 接传感器正， 3 接传感器负，plc 跳线为 4 线制电流。

“传感器正与 plc 的 3 相连， 2 悬空，跳线为两线制电流。”此条在四线制和二线制传感器均适用，大家可以自己试验，好用的顶起来。

3、(以 2 正、3 负为例 )，四线制传感器与 plc 两线制跳线接法：信号线负与柜内 M 线相连。将传感器正与 plc 的 3 相连， 2 悬空，跳线为两线制电流。

4、(以 2 正、3 负为例)，电压信号：2 接传感器正， 3 接传感器负， plc 跳线为电压信号。

量程卡的设置

量程卡 在模板的左侧装有量程卡，允许的设置为“ A”，“B”，“C”和“ D”，分别适用于不同的测量的类型和范围。在安装模板前必须正确地设置它。

没有量程卡的模拟量模板具有适应电压和电流测量的不同接线端子，这样，通过正确地连接有关端子可以设置测量的类型。

关于设置不同的测量类型及测量范围的简要说明印在模板上。对于这个工程，水位的测量采用的是二线制变送器，所以选择“ D”，如图 2-4 所示。

输入模块设置

在“硬件”界面下设置好机架后，双击输入模块“ ATBx12bit”，如下图：

双击输入模块后会弹出一个执行框， 点击“地址”后，将开始地址改为 “256”如下图：

改完地址后，再点击“输入” ，将“测量型号”中点击“ 2DMU ”设置传感器的类型。（本次用的是两线的变送器） 。如下图：

AI 系统

建立一个西门子硬件模块在添加好电源和 CPU 后，在配置文件中选择AI 模块如图 4-1

在添加完成时在硬件系统中会出现此模块如图 4-2

在此操作成功后双击进行选择，设置对话框点输入。如图 4-3

在选择完成后点确定，就可以了，然后就是程序编写。

AI 程序

在 S7-300中 AI 模块的程序已经， 厂方已经写好， 只要进行功能模块的调用就好了，调用方法 如图 4-4

在图 4-4 的下对话框下找到 FC105 功能块，如图 4-5

IN：使能端。HI_LIM ：高线。L0_LIM ：低线。BIPOLAR ：极性。RET_VAL ：报错存入。OUT：输出的值（液位）

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