s7200模擬量編程詳解

1、www.pS7-200模擬量編程本文以EM235為例講解S7-200模擬量編程，主要包括以下內(nèi)容:1模擬量擴(kuò)展模塊接線圖及模塊設(shè)置2、模擬量擴(kuò)展模塊的尋址3、模擬量值和A/D轉(zhuǎn)換值的轉(zhuǎn)換4、編程實(shí)例模擬量擴(kuò)展模塊接線圖及模塊設(shè)置1路模擬量EM235是最常用的模擬量擴(kuò)展模塊，它實(shí)現(xiàn)了 4路模擬量輸入和 輸出功能。下面以EM235為例講解模擬量擴(kuò)展模塊接線圖，如圖1。EM 235模擬組合卻輸入門輸岀(6ES7 235-0KD22-0XA0)www.pwww.pPS PS L+ MI RA A+ A- RB B+ B- RC S C- RD 6 6Im l+丄II冰)vo io |増氐|偏皚訓(xùn) 配時(shí)

2、I000000rmmn+fLj1Lwww.p負(fù)極直接接“ + ” 端;24 VDC電源圖1圖1演示了模擬量擴(kuò)展模塊的接線方法， 對(duì)于電壓信號(hào)，按正、 入X+和X-;對(duì)于電流信號(hào)，將RX和X+短接后接入電流輸入信號(hào)白未連接傳感器的通道要將 X+和X-短接對(duì)于某一模塊，只能將輸入端同時(shí)設(shè)置為一種量程和格式， 即相同的輸入量 程和分辨率。（后面將詳細(xì)介紹）EM235勺常用技術(shù)參數(shù)：模擬量輸入特性模擬量輸入點(diǎn)數(shù)4輸入范圍電壓（單極性）010V 05V 01V0 500m V0 100mV 0 50mV電壓（雙極性）土 10V ± 5V ± 2.5V ±1V ±

3、500mV ± 250mV ± 100mV ± 50mV ± 25mV電流020mA數(shù)據(jù)字格式雙極性 全量程范圍-32000+32000單極性全量程范圍032000分辨率12位A/D轉(zhuǎn)換器模擬量輸出特性模擬量輸出點(diǎn)數(shù)1信號(hào)范圍電壓輸出土 10V 電流輸出020mA數(shù)據(jù)字格式電壓-32000 +32000電流032000分辨率電流電壓12位電流11位下表說(shuō)明如何用DIP開關(guān)設(shè)置EM235擴(kuò)展模塊，開關(guān)1到6可選擇輸入模擬 量的單/雙極性、增益和衰減。EM235開關(guān)單/雙極性選擇增益選擇衰減選擇SW1SW2 SW3 SW4SW5 SW6單極性雙極性O(shè)FFON

4、OFFONOFFOFFOFFONOFFOFFOFFON由上表可知，DIP開關(guān)SW6決定模擬量輸入的單雙極性，當(dāng) SW6為0N時(shí), 模擬量輸入為單極性輸入，SW6為OFF時(shí)，模擬量輸入為雙極性輸入。SW4和SW5決定輸入模擬量的增益選擇，而 SW1 SW2 SW洪同決定了模擬 量的衰減選擇。根據(jù)上表6個(gè)DIP開關(guān)的功能進(jìn)行排列組合，所有的輸入設(shè)置如下表：?jiǎn)螛O性滿量程俞入分辨率SW1SW2 SW3SW4SW5 SW6ONOFFOFFONOFFON0 到 50mV12.5 叮OFFONOFFONOFFON0 到 100mV25叮ONOFFOFFOFFONON0 到 500mV125uAOFFONOF

5、FOFFONON0到1V250叮ONOFFOFFOFFOFFON0到5V1.25mVONOFFOFFOFFOFFON0 到 20mA5 AOFFONOFFOFFOFFON0 到 10V2.5mV雙極性滿量程俞入分辨率SW1SW2SW3SW4SW5 SW6ONOFFOFFONOFFOFF± 25mV12.5 叮OFFONOFFONOFFOFF± 50mV25叮OFFOFFONONOFFOFF± 100mV50叮ONOFFOFFOFFONOFF± 250mV125叮OFFONOFFOFFONOFF± 500250叮OFFOFFONOFFONOFF&

6、#177; 1V500叮ONOFFOFFOFFOFFOFF± 2.5V1.25mVOFFONOFFOFFOFFOFF± 5V2.5mVOFFOFFONOFFOFFOFF± 10V5mV6個(gè)DIP開關(guān)決定了所有的輸入設(shè)置。也就是說(shuō)開關(guān)的設(shè)置應(yīng)用于整個(gè)模塊， 開關(guān)設(shè)置也只有在重新上電后才能生效。輸入校準(zhǔn)模擬量輸入模塊使用前應(yīng)進(jìn)行輸入校準(zhǔn)。其實(shí)出廠前已經(jīng)進(jìn)行了輸入校準(zhǔn)， 如果OFFSET和GAIN電位器已被重新調(diào)整，需要重新進(jìn)行輸入校準(zhǔn)。其步驟如下： A、切斷模塊電源，選擇需要的輸入范圍。B接通CPUffi模塊電源，使模塊穩(wěn)定15分鐘。C用一個(gè)變送器，一個(gè)電壓源或一個(gè)電

7、流源，將零值信號(hào)加到一個(gè)輸入端。D讀取適當(dāng)?shù)妮斎胪ǖ涝?CPU中的測(cè)量值。E、調(diào)節(jié)OFFSET偏置）電位計(jì)，直到讀數(shù)為零，或所需要的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值。F、 將一個(gè)滿刻度值信號(hào)接到輸入端子中的一個(gè)，讀出送到CPU勺值。G調(diào)節(jié)GAIN（增益）電位計(jì)，直到讀數(shù)為 32000或所需要的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值。H必要時(shí)，重復(fù)偏置和增益校準(zhǔn)過(guò)程。EM235俞入數(shù)據(jù)字格式下圖給出了 12位數(shù)據(jù)值在CPU的模擬量輸入字中的位置MSBLSB15 14320AIW XX0數(shù)據(jù)值也位000單扱數(shù)據(jù)MSBLSB15430AIW XX數(shù)據(jù)值12位0000雙極數(shù)據(jù)圖2可見，模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)換器（ADC的12位讀數(shù)是左對(duì)齊的。最高有效位 是

8、符號(hào)位，0表示正值。在單極性格式中，3個(gè)連續(xù)的0使得模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn) 換器（ADC每變化1個(gè)單位，數(shù)據(jù)字則以8個(gè)單位變化。在雙極性格式中，4 個(gè)連續(xù)的0使得模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)換器每變化 1個(gè)單位，數(shù)據(jù)字則以16為單位 變化。EM235俞出數(shù)據(jù)字格式圖3給出了 12位數(shù)據(jù)值在CPU的模擬量輸出字中的位置：MSBT.弓 14-4 3LSB0AQW XXol數(shù)據(jù)值11t£0 I0 0 I 0 IMSB電流輸出數(shù)據(jù)格式LSB154 30AQW XX數(shù)據(jù)值12位00 0 I 0電壓輸出數(shù)據(jù)格式圖3數(shù)字量到模擬量轉(zhuǎn)換器（DAC的12位讀數(shù)在其輸出格式中是左端對(duì)齊的， 最高有效位是符號(hào)位，0表示正值

9、。模擬量擴(kuò)展模塊的尋址每個(gè)模擬量擴(kuò)展模塊，按擴(kuò)展模塊的先后順序進(jìn)行排序， 其中，模擬量根據(jù) 輸入、輸出不同分別排序。模擬量的數(shù)據(jù)格式為一個(gè)字長(zhǎng)，所以地址必須從偶數(shù) 字節(jié)開始。例如：AIWQ AIW2 AIW4、AQW0AQW2。每個(gè)模擬量擴(kuò)展模 塊至少占兩個(gè)通道，即使第一個(gè)模塊只有一個(gè)輸出 AQW0第二個(gè)模塊模擬量輸出 地址也應(yīng)從AQW開始尋址，以此類推。圖4演示了 CPU224后面依次排列一個(gè)4輸入/4輸出數(shù)字量模塊，一個(gè)8輸 入數(shù)字量模塊，一個(gè)4模擬輸入/1模擬輸出模塊，一個(gè)8輸出數(shù)字量模塊，一 個(gè)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。wwwPESHCHO1複無(wú)複陽(yáng)

10、IZ.0Q2.Q13 0AlWQA 10AlWSAIW2A0W2anAIW10A0/W512.202丸13.2AIW4AJW1212.3Q2.313.3AIW6Q3.3AJW14iS.4Q2.413.4Q3.4也弓C&S13$1如0?寸聯(lián)Q3 &Q17t2.7Q2.7137擴(kuò)展I/OX 6 s o o o G o- 11HJT TT A QCQCQCQCcxacaQQQaQGQarq12.3h.5g7qj.2!p34 5 6-7-Io.ID.I01 0.1 也|D.101 1 .ml 1 .I-L利I 1r 1/rCPU 2244輸人/斕r岀晡入4橫坦精

11、入1榛猷輸出隔出4摸擬輸入 =模擬輸出wwwPESHCHwwwPESHCH圖4模擬量值和A/D轉(zhuǎn)換值的轉(zhuǎn)換假設(shè)模擬量的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)是 A0-Am(如：4-20mA , A/D轉(zhuǎn)換后數(shù)值為D0 Dm(如: 6400-32000)，設(shè)模擬量的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)是 A, A/D轉(zhuǎn)換后的相應(yīng)數(shù)值 為D,由于是線性關(guān)系，函數(shù)關(guān)系 A= f (D)可以表示為數(shù)學(xué)方程：A=( D- D0)X( Am- A0)/( Dm- D0+ AO。根據(jù)該方程式，可以方便地根據(jù)D值計(jì)算出A值。將該方程式逆變換，得出 函數(shù)關(guān)系D= f (A)可以表示為數(shù)學(xué)方程：D-( A- A0)X( Dm- D0)/( Ar A0)+ Dd具體舉

12、一個(gè)實(shí)例，以S7-200和4-20mA為例，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，我們得到的 數(shù)值是 6400-32000,即 A0= 4, Am= 20，Dg6400, Dm= 32000,代入公式，得 出：A=( D- 6400)X( 20-4)/( 32000- 6400)+4假設(shè)該模擬量與AIW0對(duì)應(yīng)，則當(dāng)AIW0的值為12800時(shí)，相應(yīng)的模擬電信號(hào) 是 6400X 16/25600+ 4= 8mA又如，某溫度傳感器，10 60r與4 20mA相對(duì)應(yīng)，以T表示溫度值，AIW0 為PLC模擬量采樣值，則根據(jù)上式直接代入得出：T=70X( AIW0- 6400)/ 25600- 10可以用T直接顯示溫度值。模擬

13、量值和A/D轉(zhuǎn)換值的轉(zhuǎn)換理解起來(lái)比較困難，該段多讀幾遍，結(jié)合所舉 例子，就會(huì)理解。為了讓您方便地理解，我們?cè)倥e一個(gè)例子：某壓力變送器，當(dāng)壓力達(dá)到滿量程 5MPa時(shí)，壓力變送器的輸出電流是20mA AIW0的數(shù)值是32000?？梢姡亢涟矊?duì)應(yīng)的 A/D值為32000/20，測(cè)得當(dāng)壓力為 0.1MPa時(shí)，壓力變送器的電流應(yīng)為 4mA A/D值為(32000/20)X 4= 6400。由 此得出，AIW0的數(shù)值轉(zhuǎn)換為實(shí)際壓力值(單位為 KPa的計(jì)算公式為：VW0勺值=(AIW0 的值6400)(5000 - 100)/(32000 - 6400) + 100 (單位：KPa編程實(shí)例您可以組建一個(gè)小的實(shí)例系統(tǒng)演示模擬量編程。本實(shí)例的的 CPU是 CPU222僅 帶一個(gè)模擬