這一節(jié)講述4-20mA的模擬量信號進入西門子S7-200PLC以后，PLC怎樣通過程序把它變成我們想要的實際數(shù)值。雖然這節(jié)講的是西門子PLC的模擬量處理程序，但道理都是一樣的，你只要把程序的原理弄明白了，在其他品牌的PLC上應(yīng)用也是一樣的，不管是三菱的還是施耐德的都一樣。所以文章最后我會附上本節(jié)所講的程序的下載方法，有需要的朋友可以自己下載研究。
通過上一節(jié)的學習我們知道，模擬量其實就是一個在一定數(shù)字范圍內(nèi)連續(xù)變化的數(shù)值。這個數(shù)字范圍絕大多數(shù)都是用4-20mA這個電流信號作為標準范圍，至于為什么這樣用，上一節(jié)已經(jīng)講的很清楚了，這里不再重復。接下來看圖1。
圖1，的左邊是一個量程范圍為0-10kpa的壓力變送器，它的輸出電流就是0-10kpa對應(yīng)4-20mA，所以壓力在5kpa時對應(yīng)的電流就是12mA，我們只要在電路中串聯(lián)一個數(shù)字萬用表就能看到電流的讀數(shù)，然后我們通過這個讀數(shù)，拿一個計算器通過加減乘除就能算出實際的壓力是5kpa。這就是手動的算法，如果用這種算法去算實際壓力值，簡直就是太老土了。這些活只要交給PLC去干就行了，你只要把程序?qū)懞肞LC就會不知疲倦的去算還不會出錯，我們騰出時間看點自己想看的片片多好呢。那怎么讓PLC去算呢？很簡單，我們只要做兩件事就可以了。
第一，硬件部分，看圖1的右邊，我們只要在原來接數(shù)字萬用表的地方，接一個PLC的模擬量輸入模塊就行了，你沒看錯，原理就是這樣的。它實際的接線圖就是下面的圖2。
在圖2我們看到壓力變送器和PLC的模擬量模塊串聯(lián)在一起，模擬量模塊把接收到的4-20mA電流信號經(jīng)過處理傳送給PLC，這樣PLC就能通過程序計算出實際的壓力值了。它的內(nèi)部處理過程如下。
圖3，是模擬量信號在PLC內(nèi)部的處理過程和工作原理，只要能看明白這張圖，我下面講程序時你就能很容易理解了。
其實模擬量模塊內(nèi)部和壓力變送器內(nèi)部一樣，都是有一塊電路板。這塊電路板的主要作用就是實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換，A指的是模擬量，D指的是數(shù)字量。為什么要這樣轉(zhuǎn)換呢？沒辦法因為PLC不認識4-20mA模擬量只認識數(shù)字量。那么4-20mA模擬量信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量是多少了呢？西門子的PLC是0-20mA（注意是0-20mA）對應(yīng)的是0-32000，所以4-20mA對應(yīng)的是6400-32000。這句話要是不明白，可以自己算算就知道了。
這樣我們就得出了模擬量的處理過程是這樣的：壓力變送器接到PLC的模擬量模塊的第一組觸點AIW0(AIW0是模塊第一組觸點的地址，每一個模擬量PLC都會分配一個地址，這樣PLC才能分清誰接在了第一組觸點誰接在了第二組。其他的不用管，我們只要記住第一組是AIW0，第二組是AIW2就行了，以此類推)，然后AIW0把4-20mA模擬量信號送入模塊內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器再把4-20mA模擬量信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號6400-32000。然后模塊再把這個6400-32000傳送給PLC，PLC再通過程序對這個數(shù)字量進行處理，來把我們需要的壓力數(shù)值計算出來。程序怎么寫呢？下面就是我們要做的第二件事，程序部分。
看圖4，就是模擬量轉(zhuǎn)換計算程序。大家看一下一共才用了6個西門子PLC指令，就把實際的壓力值計算了出來，其中：
1，是整數(shù)轉(zhuǎn)雙整數(shù)指令。
2，是雙整數(shù)轉(zhuǎn)浮點數(shù)指令。
3，是減法指令。
4，是除法指令。
5，是減法指令。
6，是乘法指令。這些減法，乘法，除法指令和我們平時用的加減乘除的原理是一樣的。而整數(shù)轉(zhuǎn)雙整數(shù)和雙整數(shù)轉(zhuǎn)浮點數(shù)指令是為了將0-32000這個整數(shù)轉(zhuǎn)換為浮點數(shù)。因為我們的模擬量數(shù)據(jù)，壓力，溫度，流量等，多數(shù)都是帶小數(shù)點的數(shù)值，所以模擬量輸入以后，先把它轉(zhuǎn)換成帶小數(shù)點浮點數(shù)的數(shù)據(jù)類型。
為了便于大家理解，下面我們就以輸入壓力為：5kpa，壓力變送器量程為：0-10kpa為例進行講解。
看圖5，
第一個指令：整數(shù)轉(zhuǎn)雙整數(shù)：作用是把輸入地址AIW0的整數(shù)數(shù)據(jù)19200，轉(zhuǎn)換成雙整數(shù)數(shù)據(jù)19200，然后把數(shù)據(jù)放入通用寄存器MD0。至于為什么壓力是5kpa時，AIW0的數(shù)據(jù)是19200，看一下圖5下面的黑色方塊內(nèi)的轉(zhuǎn)換過程就知道了。
第二個指令：雙整數(shù)轉(zhuǎn)浮點數(shù)：作用是把通用寄存器MD0中的19200轉(zhuǎn)換成浮點數(shù)19200.0(大家看有小數(shù)點了，但數(shù)據(jù)大小并沒有改變。就好比你穿了件棉襖，但你還是你)，然后把19200.0放入通用寄存器MD4。大家如果看到AIWO,MD0,MD4等不知道是什么意思，就看看我以前的文章全都講過了。當時可能大家沒有足夠重視，現(xiàn)在用到了。不懂的趕緊去學學，這都是PLC處理模擬量的基礎(chǔ)，如果西門子PLC的模擬量處理你不明白，其他品牌的PLC模擬量處理你也不會看懂。
第三個指令：浮點數(shù)減法：作用是實現(xiàn)量程下限標準化（可以理解為，計算出壓力變送器的量程范圍0-10kpa中的最小值0kpa）。即讓MD4中的19200.0減去6400.0然后把結(jié)果放入MD8。
第四個指令：浮點數(shù)除法：作用是實現(xiàn)量程上限標準化，它和上面量程下限標準化的原理是一樣的。即讓MD8中的12800.0除以25600.0然后把結(jié)果放入MD12。
第五個指令：浮點數(shù)減法：作用是定義并計算出壓力變送器的量程范圍（壓力變送器量程范圍是0-10kpa就寫成0.0和10.0。如果量程范圍是0-0.6MP就寫成0.0和0.6。以此類推），然把數(shù)據(jù)放入MD16.
第六個指令：浮點數(shù)乘法：作用是計算出我們實際的壓力數(shù)值。讓量程上限標準化MD12中的值乘以量程范圍MD16中的值，就是我們實際的壓力數(shù)值5.0kpa，數(shù)據(jù)放在通用寄存器MD20中。
這就是西門子S7-200 PLC的模擬量的處理過程，上面的程序是一個標準的4-20mA模擬量信號的PLC計算程序，我們在實際項目應(yīng)用中可以直接拿來使用。自己也可以實驗一下當壓力是：8kpa時各個指令數(shù)值是怎樣變化的。
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