一、西門子plc S7-200 模擬量使用簡介

S7-200係列產(chan) 品可以采集標準的電壓、電流模擬量信號和熱電偶、熱電阻溫度傳(chuan) 感器信號。普通的電壓和電流信號經過A/D轉換成為(wei) 0~32000 或者-32000~32000 之間的整數。溫度傳(chuan) 感器信號被直接轉換為(wei) 攝氏度（或華氏度）溫度值，省去了複雜的溫度值換算。

S7-200係列可以提供的模擬量輸出信號有-10V~ +10V之間的電壓和0~20mA 的電流信號，能夠滿足大多數模擬量負載的需求。

S7-200係列的模擬量擴展模塊選型靈活，用戶可以根據實際需要選擇使用CPU224XP集成的模擬量通道，或者使用4通道輸入、8通道輸入、2通道輸出、4通道輸出和輸入輸出混合模塊。

224 XP在CPU上集成了兩(liang) 個(ge) 模擬量輸入端口和一個(ge) 模擬量輸出端口。

224 XP本體(ti) 模擬量I/O規格表如下：

 

224 XP 的模擬量輸入/輸出通道的精度為(wei) 12位。 224 XP上的模擬量輸入轉換速度比模擬量擴展模塊慢，因此要求高的場合請使用模擬量擴展模塊。

分辨率是A/D模擬量轉換芯片的轉換精度，即用多少位的數值來表示模擬量。S7-200模擬量模塊的轉換分辨率是12位，能夠反映模擬量變化的最小單位是滿量程的1/4096。

模擬量轉換的精度除了取決(jue) 於(yu) A/D轉換的分辨率，還受到轉換芯片的外圍電路的影響。在實際應用中，輸入的模擬量信號會(hui) 有波動、噪聲和幹擾，內(nei) 部模擬電路也會(hui) 產(chan) 生噪聲、漂移，這些都會(hui) 對轉換的最後精度造成影響。這些因素造成的誤差要大於(yu) A/D芯片的轉換誤差。

二、CPU 224 XP本體(ti) 集成的模擬量I/O接線圖如下：

圖中：

a:此處表示A+和B+都可以接±10V信號

b:電流型負載接在I和M端子之間

c:電壓型負載接在V和M端子之間

S7-224 XP 的兩(liang) 路模擬量輸入通道被出廠設置為(wei) 電壓信號(0－10V)輸入。為(wei) 了能夠輸入電流信號，必須在 A+ 與(yu) M 端 (或 B+ 與(yu) M 端) 之間並入一個(ge) 500 歐姆的電阻。並必須確保外接電流源具有短路保護以防損壞。因為(wei) 沒有充分隔離，外接電阻也可成為(wei) 幹擾源。

為(wei) 了得到盡量精確的測量結果，推薦使用公差盡可能小的電阻。當在500歐電阻兩(liang) 端施加最大 28.8V 的電壓時，電阻消耗功率為(wei) 1.66W。要選擇功率大於(yu) 1.66瓦的500歐電阻。

三、模擬量比例換算

S7-200 CPU內(nei) 部用數值表示外部的模擬量信號，兩(liang) 者之間有一定的數學關(guan) 係。這個(ge) 關(guan) 係就是模擬量/數值量的換算關(guan) 係。例如，使用一個(ge) 0 - 20mA的模擬量信號輸入，在S7-200 CPU內(nei) 部，0 - 20mA對應於(yu) 數值範圍0 - 32000；對於(yu) 4 - 20mA的信號，對應的內(nei) 部數值為(wei) 6400 - 32000。

模擬量轉換的目的不是在S7-200 CPU中得到一個(ge) 0 - 32000之類的數值；對於(yu) 編程和操作人員來說，得到具體(ti) 的物理量數值（如壓力值、流量值），或者對應物理量占量程的百分比數值更重要，這是換算的最終目標。

1、通用比例換算公式

模擬量的輸入/輸出都可以用下列的通用換算公式換算：

Ov = [(Osh - Osl)*(Iv - Isl)/(Ish - Isl)] + Osl

其中：

 

它們(men) 之間的關(guan) 係可以圖示如下：

2、實用指令庫

為(wei) 便於(yu) 用戶使用，用戶可以將“自定義(yi) 指令庫”添加到自己的Micro/WIN編程軟件中應用。下載並添加模擬量比例換算指令庫如下圖中的scale_E(V1.0),或scaling（V1.2）。

在這個(ge) 指令庫中，子程序Scale_I_to_R可用來進行模擬量輸入到S7-200內(nei) 部數據的轉換；子程序Scale_R_I可用於(yu) 內(nei) 部數據到模擬量輸出的轉換。

四、模擬量編程實例

1、模擬電路圖及接線如下圖，24V電源采用S7-224 XP自帶的電源。調節電位器可以得到0—9V的直流電壓輸出。