还搞不懂西门子PLC模拟量的接线?最全的解答都在这了!

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在电子工程领域,正确理解并应用模拟信号的接线规则,尤其是与接地系统的关联性,对于确保测量准确性、避免超范围测量和改善系统稳定性能至关重要。本文将深入探讨等电位原则在模拟量和数字量接线中的应用,详细分析不同模块与传感器接线时如何维持等电位状态以提高系统性能。

1. 模拟量接线中的等电位原则

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基准电位点(MANA)的重要性:每个模拟量模块都有一个基准电位点MANA,它是所有线路的基础参考点。保证测量端与信号源端的等电位接线,可以有效避免共模干扰,确保测量的准确性。

隔离与非隔离模块:

隔离模块:例如SM331这类模拟量模块,MANA与数据地隔离,可单独提供自身参考电位,避免误差。然而,MANA与数据地不应短接,否则会失去隔离效果。

非隔离模块:此类模块的MANA与数据地结合,型号如SM334或CPU31XC集成的模拟量模块。这些模块需要通过短接确保MANA与数据地的连接,保持信号源端和测量端的电压在某个范围。

固定传感器的等电位接线:

隔离传感器:信号负端与MANA及数据地独立,确保信号源端与测量端零电压状态。这样的配置减少共模电压的影响,提升误差范围内的量测精度。

非隔离传感器:信号负端需在源端接地,配合MANA的单独接地点,减少两人基准电位的可能性,维持信号源端的等电位状态。

模块间UCM问题:不同元素(传感器与数据端之间)间的共模电压(UCM)限制在某些配置中需特别注意。如果UCM超过模块的安全阈值,则需适当接线,减小电位差。

UCISO与工场接地:MANA与CPU的M端之间的电压差(UCISO)需在良好接地的环境中考虑,以保护设备并防止数据丢失。

2. 等电位原则在数字量接线中的应用

当CPU与I/O的供电分开时,数字量接线面临与模拟量接线类似的等电位挑战。非隔离的I/O模块可能会导致参考点电位不同,从而影响数据读取和信号检测。

通过在供电商M端短接以消除电源地之间的差异,可以重新建立正确的参考点,确保信号流程正常并成功检测到输入信号。

3. 结论与建议

整个系统的健壮性强取决于正确的等电位接线策略。对于工程师而言,理解MANA的原理、区分隔离与非隔离模块的不同连接需求,以及熟悉等电位接线的实施方法,是提高测量精确度和确保数据完整性的关键步骤。

应用这些原则到数字系统中,可以有效排除干扰源导致的信号失真,提升工业控制系统、自动化设备和数据采集系统的稳定性和高效性。建议在所有相关设备和环境监管下,进行严格测试和优化,确保投运后的系统稳定性。

通过系统性地理解并实践模拟与数字接线中的等电位原则,可以显著提高各种电子系统的性能与可靠性,在实际应用中发挥关键作用。

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