對于初學PLC編程的人來說,模擬量輸入、輸出模塊的編程要比用位變量進行一般的程序控制難的多,因為它不僅僅是程序編程,而且還涉及到模擬量的轉換公式推導與使用的問題。因為A/D、D/A轉換之間的對應關系,S7-200 CPU內部用數值表示外部的模擬量信號,兩者之間有一定的數學關系。這個關系就是模擬量/數字量的換算關系。
例如,當輸入模擬量設定為電流信號的輸入,在S7-200 CPU內部,電流信號0-20mA對應于數值范圍0-32000;但是對于4-20mA的信號,對應的內部數值為6400-32000。那可能有學員不知道這個6400是怎么算來的?其實這里的數字量和電流是成正比的,只需要按比例去算就可以了。因為電流信號0-20mA對應于數值范圍0-32000,那么1mA對應的數字量就是32000/20=1600,而4mA對應的數字量就等于4*1600,等于6400。(這里是以S7-200 PLC來作為舉例,對于S7-200 SMART S7-300 400等等PLC也是同理的,只是對應的數字量不同而已)
不同的傳感變送器,通過不同的模擬量輸入輸出模塊進行轉換,其轉換公式是不一樣的,如果選用的轉換公式不對,編出的程序肯定是錯誤的。比如有3個溫度傳感變送器:
(1)、測溫范圍為 0~200 ,變送器輸出信號為4~20ma
(2)、測溫范圍為 0~200 ,變送器輸出信號為0~5V
(3)、測溫范圍為 -100 ~500 ,變送器輸出信號為4~20ma
(1)和(2)二個溫度傳感變送器,測溫范圍一樣,但輸出信號不同,(1)和(3)傳感變送器輸出信號一樣,但測溫范圍不同,這3個傳感變送器既使選用相同的模擬量輸入模塊,其轉換公式也是各不相同。
下面選用S7-200的模擬量輸入輸出模塊EM235的參數為依據對上述的3個溫度傳感器進行轉換公式的推導:
對于(1)和(3)傳感變送器所用的模塊,其模擬量輸入設置為0~20ma電流信號 ,20ma
對應數子量=32000,4 ma對應數字量=6400;
對于(2)傳感變送器用的模塊,其模擬量輸入設置為0~5V電壓信號,5V對應數字量=32000,0V對應數字量=0;
這3種傳感変送器的轉換公式該如何推導的呢?這要借助與數學知識幫助,請看下圖:
上面推導出的(2-1)、(2-2)、(2-3)三式就是對應(1)、(2)、(3)三種溫度傳感變送器經過模塊轉換成數字量后再換算為被測量的轉換公式。編程者依據正確的轉換公式進行編程,就會獲得滿意的效果。
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原文標題:S7-200 PLC模擬量的A/D和D/A轉換以及編程的探討
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