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西门子 S7-200 SMART PLC 的模拟量采集是工业现场常用的功能，主要用于采集传感器（如温度、压力、流量、液位传感器）输出的 4-20mA 电流信号、0-10V 电压信号 或 热电阻 / 热电偶信号，核心依赖其模拟量输入模块。以下是结构化的配置、接线、编程及故障排查方案：

一、 模拟量输入模块选型

S7-200 SMART 支持多种模拟量输入模块，需根据传感器信号类型选择：

关键参数：

• 电流信号输入阻抗：≤250Ω

• 电压信号输入阻抗：≥10MΩ

• 精度：±0.3%（满量程）

二、 硬件接线规范

接线前需确认 传感器供电方式（两线制 / 四线制）和 信号类型，严格区分模块端子定义。

1.  4-20mA 电流信号接线（最常用）

• 两线制传感器：传感器无独立供电，由模块提供 24VDC 回路电源

• 模块端子：I+（通道正）→ 传感器正极；I-（通道负）→ 传感器负极

• 公共端：M 端子接 PLC 直流地（DC 24V-）

• 四线制传感器：传感器独立供电（外部 24VDC）

• 传感器信号端：S+→ 模块 I+；S-→ 模块 I-

• 传感器供电端：接外部 24VDC 正负极，与 PLC 共地

2.  0-10V 电压信号接线

• 模块端子：V+→ 传感器信号正；V-→ 传感器信号负；M 接 PLC 地

• 注意：电压信号抗干扰能力弱，需使用屏蔽电缆，屏蔽层单端接地（PLC 侧接地）

3.  热电阻（PT100）接线

• EM AR02 模块支持 3 线制 / 4 线制 接线，优先选择 4 线制以消除导线电阻误差

• 3 线制接线：传感器 3 根线分别接模块 A、B、C 端子，对应通道的补偿线需就近连接

三、 软件配置与编程（STEP 7-Micro/WIN SMART）

模拟量采集的核心是 将模块采集的原始数值（整数）转换为实际物理量（如压力值、温度值）。

1.  模块地址分配

S7-200 SMART 的模拟量输入地址为 AIW××（字地址），从 AIW0 开始按通道顺序分配：

• EM AI04 模块接在 CPU 右侧第一个扩展位：通道 0→AIW0，通道 1→AIW2，通道 2→AIW4，通道 3→AIW6

• 注意：模拟量地址按字递增，不存在 AIW1、AIW3 等奇数地址

2.  量程设置（模块组态）

在 STEP 7-Micro/WIN SMART 中，需对模拟量模块进行组态，匹配传感器信号量程：

1. 打开 “系统块” → 选择 “模拟量” 选项卡

2. 选择对应模块和通道，设置信号类型（如 4-20mA）和量程范围

3. 勾选 “断线检测”（可选），断线时模块会返回超限值

3.  数据转换公式与编程示例

模块采集的原始值是 整数，需通过线性转换得到物理量，公式如下：实际值=量程最大值对应值−量程最小值对应值(原始值−量程最小值对应值)×(物理量最大值−物理量最小值)+物理量最小值

举例：采集 4-20mA 压力信号，对应压力范围 0-1.0MPa

• 4mA 对应原始值：0；20mA 对应原始值：32000（S7-200 SMART 模拟量满量程值）

• 转换公式：压力值 = (AIW0 * 1.0) / 32000

梯形图编程示例：

1. 使用 MOVW 指令，将 AIW0 的原始值传送到 VW100

2. 使用 DIV_R 指令，将 VW100 转换为实数后除以 32000

3. 使用 MUL_R 指令，乘以 1.0，结果存入 VD102（最终压力值）

四、 干扰抑制与精度提升措施

1. 布线规范

• 模拟量电缆与动力电缆（如接触器、电机线缆）分开布线，间距≥20cm

• 屏蔽电缆的屏蔽层单端接地（PLC 侧接地，传感器侧悬空），避免形成接地环路

2. 电源隔离

• 传感器和 PLC 采用独立的 24VDC 电源供电，减少电源波动干扰

3. 滤波处理

• 软件滤波：对采集的原始值进行平均值滤波（连续采集 10 次取平均），消除瞬时干扰

• 硬件滤波：在信号端并联 0.1μF 电容（电流信号需注意电容容量，避免影响回路）

五、 常见故障排查