1.1 SIMATIC S7-1500 I/O 模块的功能类别

用户在选择 I/O 模块时也许对模块产品类型标志后的BA、ST、HF、HS（比如：DI 32x24VDC BA 或 DQ 32x24VDC/0.5A HF）有诸多疑问，不知怎么选择。如下表格1-1详细列出了含义及支持的其他功能。

                                    表格1.1

通过上表，相信大家对模块的功能类别有了个大概的认识，下面做了简单总结供大家选型参考。

基本模块 ：实现基本要求而设计，经济适用。

标准模块：标准要求设计，大部分客户选择使用，价格适中。

高性能模块：包含更多高级功能，应用极为灵活，尤其适用于复杂应用。

高速模块：高速处理做了优化，输入延时和转换时间极短，适用于超高速应用的专用模块。

下文将围绕 S7-1500 I/O 模块的附加功能按类别具体介绍。下表1.2列出模块支持的不同附加功能。

                                            表格1.2              

1.2 数字量输入模块的附加功能

计数是指对事件数量进行检测和求和。部分数字量模块支持计数功能，能够记录并评估数字量输入的信号沿，如：进行单次计数直至计数上限或进行重复计数。

支持计数功能的模块：

DI 16x24VDC HF (6ES7521-1BH00-0AB0)

DI 32x24VDC HF (6ES7521-1BL00-0AB0)

DI 16xNAMUR HF (6ES7521-7TH00-0AB0)

下表1.3 汇总了用于计数模块的主要性能特点。

表1.3

通过 TIA Portal 软件，组态数字量模块并进行参数分配，如图1 所示。然后用户再通过具有控制和反馈接口的程序来控制和监视模块的功能。

图 1  启用DI模块的计数器功能

1.3 数字量输出模块的附加功能

DQ 8x24VDC/2A HF (6ES7522-1BF00-0AB0)

该模块的通道 0 和 4 支持脉宽调制功能 (PWM)。通过脉宽调制功能，可快速生成额定电压恒定且脉宽可变的周期性脉冲。

下表1.4 汇总了用于PWM （脉冲宽度调制）的主要技术参数。

表1.4

通过TIA Portal软件，组态该功能并设置PWM周期时间，如图2 所示。

图2 启用DQ模块的PWM功能

支持开关循环计数器的模块：

DQ 8x24VDC/2A HF (6ES7522-1BF00-0AB0)

DQ 16x24VDC/0.5A HF (6ES7522-1BH01-0AB0)

DQ 32x24VDC/0.5A HF (6ES7522-1BL01-0AB0)

DQ 8x230VAC/5A ST Relay (6ES7522-5HF00-0AB0)

DQ 16x230VAC/2A ST Relay (6ES7522-5HH00-0AB0)

功能介绍：

该功能记录输出的开关周期数，如果模块检测到上升沿，则相应通道的开关循环计数器（24 位）增值。在开关循环计数器上溢后，将从 0 开始重新计数。只要已组态并启用，当达到指定的开关周期数时，就会触发“限值警告”(Limit valuewarning) 维护中断。

应用领域：

记录连接设备的开关周期数，例如电磁阀或负载接触器

预测性维护

优势：

组态此功能，而无需编程。

可“监控”每一个通道。可选择需要“监控”的输出。

可灵活地独立调整工厂配置。

易于维修和保养。可通过用户程序启用和禁用开关循环计数器。

提高工厂可用性。可提前安排下一个维护周期的执行器更换。

图 3 启用DQ模块的开关操作循环计数器功能

1.4  模拟量输入模块的附加功能

支持缩放测量值和测量范围调整功能的模块：

AI 8xU/I HF (6ES7531-7NF00-0AB0)

功能简介：

测量范围调整适用于电流和电压测量范围。可用于提高 S7 格式测量范围中可组态部分的精度。测量值缩放可与测量范围调整一同使用。通过测量值缩放，模块的用户数据将以 REAL 格式（32 位浮点值）显示，而非 S7 格式。下图4 为缩放测量值与缩放测量范围调整组合使用的示例。

图4 缩放测量值与测量范围调整组合使用的示例

表1.5

上表所示对应图4示例，2000mV 对应 10.0，9000 mV 对应 500.0 。

支持可缩放的测量范围的模块：

AI 8xU/R/RTD/TC HF (6ES7531-7PF00-0AB0)

功能简介：

可扩展的测量范围适用于标准热敏电阻 (RTD) 和热电偶 (TC)的温度测量范围。不支持用于电压、电阻和气候型热敏电阻的测量范围。可扩展的测量范围是该模块所支持的测量范围的一部分，提升可组态部分的精度。

应用领域：

高分辨率温度测量和温度控制可节约能源并应用于以下：

制造特种玻璃

制造半导体

航空航天工业用金属的热加工/热处理

值范围：

表1.6

要获得绝对温度，必须使用可扩展的测量范围的用户数据值来计算用户程序中的测量范围中心点（作为偏移量）。

使用“可扩展的测量范围”(Scalable measuring range) 参数激活该功能。下图为示例组态。

表1.6

要获得绝对温度，必须使用可扩展的测量范围的用户数据值来计算用户程序中的测量范围中心点（作为偏移量）。

使用“可扩展的测量范围”(Scalable measuring range) 参数激活该功能。下图为示例组态。

图 5  可扩展的测量范围的组态

支持输入过采样的模块：

AI 8xU/I HS (6ES7531-7NF10-0AB0)

功能简介：

细分采样的定义为恒定总线循环段（子循环）中的数据传送，因此 n 个子循环对应一PROFINET 总线循环。所组态的 n 个子循环对应于一个数据循环。每个子循环读取一个16位测量值。

子循环的时间间隔与采样时间对应。模块最短采样时间间隔为62.5us。使用该功能必须设置等时同步模式。

应用领域：

例如，在生产 PET 瓶的吹制流程中记录压力趋势时的质量监控测量。

可通过采样速率参数组态细分采样功能。下图为示例组态。

图 6  AI 输入过采样组态

1.5 模拟量输出模块的附加功能

支持输出过采样的模块：

AQ 8xU/I HS (6ES7532-5HF00-0AB0)

功能简介：

输出过采样功能和输入过采样功能一样，通过组态输出率参数细分输出。每个子循环每个通道输出一个 16 位的值，最短子循环为 125 μs。所以模块最短输出循环时间也为 125 us。该功能必须设置等时同步模式。

应用领域：

控制进料阀，可在机器的当前位置准确控制输出数据。

通过输出速率参数组态细分采样功能。下图为示例组态。

图 7  AQ 输出过采样组态