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
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1路模擬量輸出功能。下面以EM235為例講解模擬量擴(kuò)展模塊接線圖，如圖1。
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、負(fù)極直接接入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)的“＋”端；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的常用技術(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）0～10V 0～5V 0～1V 0～500mV 0～100mV 0～50mV
電壓（雙極性）±10V ±5V ±2.5V ±1V ±500mV ±250mV ±100mV ±50mV ±25mV
電流0～20mA
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0～32000
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 ±10V
電流輸出0～20mA
數(shù)據(jù)字格式
電壓-32000～+32000
電流0～32000
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
SW1
SW2
SW3
SW4
SW5
SW6
ON
單極性
OFF
雙極性
OFF
OFF
X1
OFF
ON
X10
ON
OFF
X100
ON
ON
無(wú)效
ON
OFF
OFF
0.8
OFF
ON
OFF
0.4
OFF
OFF
ON
0.2
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ON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，SW3共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：
單極性
滿量程輸入
分辨率
SW1
SW2
SW3
SW4
SW5
SW6
ON
OFF
OFF
ON
OFF
ON
0到50mV
12.5μV
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
0到100mV
25μV
ON
OFF
OFF
OFF
ON
ON
0到500mV
125uA
OFF
ON
OFF
OFF
ON
ON
0到1V
250μV
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
ON
0到5V
1.25mV
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
ON
0到20mA
5μA
OFF
ON
OFF
OFF
OFF
ON
0到10V
2.5mV
雙極性
滿量程輸入
分辨率
SW1
SW2
SW3
SW4
SW5
SW6
ON
OFF
OFF
ON
OFF
OFF
±25mV
12.5μV
OFF
ON
OFF
ON
OFF
OFF
±50mV
25μV
OFF
OFF
ON
ON
OFF
OFF
±100mV
50μV
ON
OFF
OFF
OFF
ON
OFF
±250mV
125μV
OFF
ON
OFF
OFF
ON
OFF
±500
250μV
OFF
OFF
ON
OFF
ON
OFF
±1V
500μV
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
±2.5V
1.25mV
OFF
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
±5V
2.5mV
OFF
OFF
ON
OFF
OFF
OFF
±10V
5mV
6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CPU和模塊電源，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涝贑PU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的值。
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輸入數(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
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輸出數(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：
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。
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：AIW0，AIW2，AIW4……、AQW0，AQW2……。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AQW4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。
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(chǔ)＝f（D）可以表示為數(shù)學(xué)方程：
A＝（D－D0）×（Am－A0）／（Dm－D0）＋A0。
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）×（Dm－D0）／（Am－A0）＋D0。
具體舉一個(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，D0＝6400，Dm＝32000，代入公式，得出：
A＝（D－6400）×（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6400×16／25600＋4＝8mA。
又如，某溫度傳感器，－10—60℃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=70×（AIW0－6400）／25600－10
可以用T 直接顯示溫度值。
模擬量值和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?，每毫安對(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）×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的值＝(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)模擬量擴(kuò)展模塊EM235，該模塊的第一個(gè)通道連接一塊帶4—20mA變送輸出的溫度顯示儀表，該儀表的量程設(shè)置為0—100度，即0度時(shí)輸出4mA，100度時(shí)輸出20mA。溫度顯示儀表的鉑電阻輸入端接入一個(gè)220歐姆可調(diào)電位器，簡(jiǎn)單編程如下：
溫度顯示值＝（AIW0-6400）/256
編譯并運(yùn)行程序，觀察程序狀態(tài)，VW30即為顯示的溫度值，對(duì)照儀表顯示值是否一致。
就寫這些吧，希望能對(duì)您有所幫助，也歡迎您完整轉(zhuǎn)載。
(轉(zhuǎn)自：PLC技術(shù)學(xué)院)
為了和大家更好的交流儀表相關(guān)知識(shí)，
組建 儀表之家-技術(shù)交流群
你幫我，我?guī)退?，大家?guī)痛蠹遥?div style="height:15px;">
