西門子S7-200plc模擬量編程

本文以EM235為(wei) 例講解S7-200模擬量編程，主要包括以下內(nei) 容： 1、模擬量擴展模塊接線圖及模塊設置 2、模擬量擴展模塊的尋址

3、模擬量值和A/D轉換值的轉換 4、編程實例

模擬量擴展模塊接線圖及模塊設置

EM235是最常用的模擬量擴展模塊，它實現了4路模擬量輸入和1路模擬量輸出功能。下麵以EM235為(wei) 例講解模擬量擴展模塊接線圖，如圖1。

圖1

圖1演示了模擬量擴展模塊的接線方法，對於(yu) 電壓信號，按正、負極直接接入X＋和X－；對於(yu) 電流信號，將RX和X＋短接後接入電流輸入信號的“＋”端；

未連接傳(chuan) 感器的通道要將X＋和X－短接。

對於(yu) 某一模塊，隻能將輸入端同時設置為(wei) 一種量程和格式，即相同的輸入量程和分辨率。（後麵將詳細介紹）

量的單/雙極性、增益和衰減。

時，模擬量輸入為(wei) 單極性輸入，SW6為(wei) OFF時，模擬量輸入為(wei) 雙極性輸入。

SW4和SW5決(jue) 定輸入模擬量的增益選擇，而SW1，SW2，SW3共同決(jue) 定了模擬量的衰減選擇。

6個(ge) DIP開關(guan) 決(jue) 定了所有的輸入設置。也就是說開關(guan) 的設置應用於(yu) 整個(ge) 模塊，開關(guan) 設置也隻有在重新上電後才能生效。 輸入校準

模擬量輸入模塊使用前應進行輸入校準。其實出廠前已經進行了輸入校準，如果OFFSET和GAIN電位器已被重新調整，需要重新進行輸入校準。其步驟如下： A、切斷模塊電源，選擇需要的輸入範圍。

B、接通CPU和模塊電源，使模塊穩定15分鍾。

C、用一個(ge) 變送器，一個(ge) 電壓源或一個(ge) 電流源，將零值信號加到一個(ge) 輸入端。 D、讀取適當的輸入通道在CPU中的測量值。

E、調節OFFSET（偏置）電位計，直到讀數為(wei) 零，或所需要的數字數據值。 F、將一個(ge) 滿刻度值信號接到輸入端子中的一個(ge) ，讀出送到CPU的值。

G、調節GAIN（增益）電位計，直到讀數為(wei) 32000或所需要的數字數據值。 H、必要時，重複偏置和增益校準過程。 EM235輸入數據字格式

下圖給出了12位數據值在CPU的模擬量輸入字中的位置

圖2

可見，模擬量到數字量轉換器（ADC）的12位讀數是左對齊的。最高有效位是符號位，0表示正值。在單極性格式中，3個(ge) 連續的0使得模擬量到數字量轉換器（ADC）每變化1個(ge) 單位，數據字則以8個(ge) 單位變化。在雙極性格式中，4個(ge) 連續的0使得模擬量到數字量轉換器每變化1個(ge) 單位，數據字則以16為(wei) 單位變化。

EM235輸出數據字格式

圖3給出了12位數據值在CPU的模擬量輸出字中的位置：

圖3

數字量到模擬量轉換器（DAC）的12位讀數在其輸出格式中是左端對齊的，最高有效位是符號位，0表示正值。

模擬量擴展模塊的尋址

每個(ge) 模擬量擴展模塊，按擴展模塊的先後順序進行排序，其中，模擬量根據輸入、輸出不同分別排序。模擬量的數據格式為(wei) 一個(ge) 字長，所以地址必須從(cong) 偶數字節開始。例如：AIW0，AIW2，AIW4 、AQW0，AQW2 。每個(ge) 模擬量擴展模塊至少占兩(liang) 個(ge) 通道，即使第一個(ge) 模塊隻有一個(ge) 輸出AQW0,第二個(ge) 模塊模擬量輸出地址也應從(cong) AQW4開始尋址，以此類推。

圖4演示了CPU224後麵依次排列一個(ge) 4輸入/4輸出數字量模塊，一個(ge) 8輸入數字量模塊，一個(ge) 4模擬輸入/1模擬輸出模塊，一個(ge) 8輸出數字量模塊，一個(ge) 4模擬輸入/1模擬輸出模塊的尋址情況，其中，灰色通道不能使用。

圖4

模擬量值和A/D轉換值的轉換

假設模擬量的標準電信號是A0—Am（如：4—20mA），A/D轉換後數值為(wei) D0—Dm（如：6400—32000），設模擬量的標準電信號是A，A/D轉換後的相應數值為(wei) D，由於(yu) 是線性關(guan) 係，函數關(guan) 係A＝f（D）可以表示為(wei) 數學方程：

A＝（D－D0）×（Am－A0）／（Dm－D0）＋A0。

根據該方程式，可以方便地根據D值計算出A值。將該方程式逆變換，得出函數關(guan) 係D＝f（A）可以表示為(wei) 數學方程：

D＝（A－A0）×（Dm－D0）／（Am－A0）＋D0。

具體(ti) 舉(ju) 一個(ge) 實例，以S7-200和4—20mA為(wei) 例，經A/D轉換後，我們(men) 得到的數值是6400—32000，即A0＝4，Am＝20，D0＝6400，Dm＝32000，代入公式，得出：

A＝（D－6400）×（20－4）／（32000－6400）＋4 假設該模擬量與(yu) AIW0對應，則當AIW0的值為(wei) 12800時，相應的模擬電信號是6400×16／25600＋4＝8mA。

又如，某溫度傳(chuan) 感器，－10—60℃與(yu) 4—20mA相對應，以T表示溫度值，AIW0為(wei) PLC模擬量采樣值，則根據上式直接代入得出：

T=70×（AIW0－6400）／25600－10 可以用T 直接顯示溫度值。

模擬量值和A/D轉換值的轉換理解起來比較困難，該段多讀幾遍，結合所舉(ju) 例子，就會(hui) 理解。為(wei) 了讓您方便地理解，我們(men) 再舉(ju) 一個(ge) 例子：

某壓力變送器，當壓力達到滿量程5MPa時，壓力變送器的輸出電流是20mA，AIW0的數值是32000。可見，每毫安對應的A/D值為(wei) 32000/20，測得當壓力為(wei) 0.1MPa時，壓力變送器的電流應為(wei) 4mA，A/D值為(wei) （32000/20）×4＝6400。由此得出，AIW0的數值轉換為(wei) 實際壓力值（單位為(wei) KPa）的計算公式為(wei) ：

VW0的值＝(AIW0的值－6400)(5000－100)/(32000－6400)＋100（單位：KPa）

編程實例

您可以組建一個(ge) 小的實例係統演示模擬量編程。本實例的的CPU是CPU222，僅(jin) 帶一個(ge) 模擬量擴展模塊EM235，該模塊的第一個(ge) 通道連接一塊帶4—20mA變送輸出的溫度顯示儀(yi) 表，該儀(yi) 表的量程設置為(wei) 0—100度，即0度時輸出4mA，100度時輸出20mA。溫度顯示儀(yi) 表的鉑電阻輸入端接入一個(ge) 220歐姆可調電位器，

簡單編程如下：

溫度顯示值＝（AIW0-6400）/256

編譯並運行程序，觀察程序狀態，VW30即為(wei) 顯示的溫度值，對照儀(yi) 表顯示值是否一致。