PLC如何使用模拟量？接线加程序实例讲解，轻松学好PLC

首先我们了解一下什么是数字量和模拟量？为什么PLC需要使用模拟量？

数字量是物理量的一种。它们的变化在时间上是不连续的,总是发生在一系列离散的瞬间。这一类物理量叫做 数字量。也就是离散量，指得是分散开来的、不存在中间值的量。

模拟量

模拟量是指变量在一定范围连续变化的量；也就是在一定范围（定义域）内可以取任意值（在值域内）。

数字量是分立量，而不是连续变化量，只能取几个分立值，如二进制数字变量只能取两个值。

那么对于实际的工业应用而言，数字量和模拟量都是必不可少的。

因为在工厂的自动化控制中，我们需要对温度，压力，液位，深度等等数据进行监控并控制。

比如说一个锅炉的控制，我们需要水烧到一定温度，一般来说该温度是可调的，比如说50摄氏度，或者70摄氏度，而数字量则不能满足这些条件。

再举个例子，一些化工企业需要测量液体的酸碱度，那么酸碱度不可以用数字量的0或者1表示，只能使用模拟量，PH6.5,PH7.0等等才可以清晰的描绘出实际的数据。

那么学习模拟量其实应该学习两部分内容；

一硬件；

硬件包括选型和接线，选型就是针对不同的工况选择不同的模拟量以及PLC，比如说模拟量使用0-10V，4-20ma还是0-20ma还是特殊的热电偶信号等等。

其次就是接线，大家不要小瞧了接线，针对不同的PLC有不同的接线方法。

对于西门子S7-300系列来说，我们需要使用拓展模块，打开西门子STEP7,徐楠则合适的PLC和模拟量模块，并将模块添加进去。

对于PLC而言，每一个模拟量都有一个固定的地址，这个地址是可以在程序中进行识别并计算的，续智能则合适的地址并添加进去。

根据现场设备，选择合适的量程，如果是测量温度的话需要使用特定的温度模块，并选择合适的温度信号。对于温度的控制，我们以前文章有介绍过，需要的朋友可以去寻找。

对于电压信号，有多种可选类型，可根据实际设备的信号类型进行选择。比如说-10V—10V，-5V—5V，-1V—1V，1-5V。

当然，西门子系列的模拟量拓展模块有很多，除了文中所用到的，还有很多其他的电压信号应用在不同领域。如下图所示。

对于电流信号则分为二线制和四线制，需要按照实际仪表去选择。

如上图所示，选择好模拟量输入类型后需要将硬件的量程卡也切换到相应的位置。

记得拆模块前先断电，调整完以后上电并下载硬件组态。

而对于其他的PLC而言就没有更换量程卡这一步骤，只需要将线直接接到PLC模拟量输入模块即可。

二软件编程；

对于初学PLC编程的人来说，模拟量输入、输出模块的编程要比用位变量进行一般的程序控制难的多，因为它不仅仅是程序编程，而且还涉及到模拟量的转换公式推导与使用的问题。不同的传感变送器，通过不同的模拟量输入输出模块进行转换，其转换公式是不一样的，如果选用的转换公式不对，编出的程序肯定是错误的。

其实对于PLC而言，它可以接受的都是-32767-32767数据，我们需要对这个数据转换成为我们需要的实际数据。

我做了一张图去区分电流和电压信号的区分。

它的意思是将模拟量通道为304的数据转化为量程是0-500的实际数据，并将数据赋给MW104.

模拟量输出则相反，将数据从MW104转化为0-100%的模拟量数据，比如说如果外部信号PQW320是0-10V，则对应0V-10V。

改图是模拟量输出的表达形式，大家可以保存下来。方便查找。

最后给大家一个简单的实例讲解；

这时一个不太复杂的加料程序中的一部分，程序很容易理解，是一个在大料仓里面的雷达料位机，该项目中雷达料位计的特点是可以检测0.5-10米的原料料位，因为生产的原因该料仓需要保证一直有原料。

所以我们需要在该料仓低于大概2米的时候进行补料以保证该料仓的原料充足，并且在达到9米的时候停止避免原料堆积到外面。

好了，模拟量输入输出你看懂了吗？

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西门子PLC模拟量是如何编程的

在PLC编程中，模拟量是我们经常会用到的，比如压力传感器的模拟量反馈就要用到模拟量输入模块，给比例阀的设定就需要用到模拟量输出模块等等，模拟量编程的掌握也是PLC编程的必备技能，编程的基本思路其实也是非常简单，下面我们就先简单说说：

对于模拟量输入来说：只需要将反馈的电压或电流信号进行数字化处理，并对处理后的数字量进行标准化（也就是0~100%或-100%~100%）。然后就可以根据实际进行编程了。

对于弄你两输出来说：就需要将程序执行后的结果进行去标准化，比如就是将0~100%转化成0~27648（这里量程的范围主要看选择的模块支持的信号和范围），如下面这段程序：

下面我们就一步步看看到底是什么编程的，我们这里就以模拟量输出为例来进行编程：

需要在硬件组态中插入一个模拟量模块，本例中插入的是模拟量输出模块 SM 332； AO 8 x 12 位； (6ES7332-5HF00-0AB0) ，8个通道，每个通道可设置为电流或电压输出

也可以设置量程，如下图所示：

2、下面我们就要知道我们要用到模拟量精度及量程转换

模拟量转换的分辨率

分辨率是 A/D 模拟量转换芯片的转换精度，即用多少位的数值来表示模拟量。模拟量模块的转换分辨率用于反映模拟量变化的最小单位。精度 < 15 位时，将所有由"x"标识的位设置为"0"。

模拟量模块所支持的模拟值精度，如表1.1所示。

表1.1

单极性输入范围（例如，电压输入0~10V，对应值为0~27648），如表所示。

双极性输入范围（例如，电压输入-10~10V，对应值为-27648~27648），如表所示。

例如，下表中 12 位分辨率的模块，其数据从低字节的第四位（bit3）开始变化，其最小变化单位2的3次方= 8 ，bit0~bit2 则补" 0 "（红色图框为无效位）

设该模拟量通道类型为电压0~10V，满量程电压值10V对应数据27648，其能识别的最小电压值为：

3、STEP 7 V5.x中模拟量输入/输出的编程

1）FC105/FC106 在哪里？

在编程界面下，在 "程序元素"中的 "库——> Standard Library ——> TI-S7 Converting Blocks"中可以找到，见下图：

注意：请不要使用 "S5-S7 Converting Blocks"下的 FC105，FC106，该路径下的功能是用于 S5 输入输出模板的，在 S7 输入输出模板上无法使用。

2) FC105功能描述

SCALE(FC105)功能接受一个整型值(IN)，并将其转换为以工程单位表示的介于下限和上限(LO_LIM和HI_LIM)之间的实型值。将结果写入OUT。SCALE功能使用以下等式：

OUT = [ ((FLOAT (IN) - K1)/(K2 - K1)) * (HI_LIM - LO_LIM)] + LO_LIM

常数K1和K2根据输入值是BIPOLAR还是UNIPOLAR设置。

● BIPOLAR：假定输入整型值介于 -27648与27648之间，因此K1 = -27648.0，K2 = +27648.0

●UNIPOLAR：假定输入整型值介于0和27648之间，因此K1 = 0.0，K2 = +27648.0

如果输入整型值大于K2，输出(OUT)将钳位于HI_LIM，并返回一个错误。如果输入整型值小于K1，输出将钳位于LO_LIM，并返回一个错误。

通过设置LO_LIM > HI_LIM可获得反向标定。使用反向转换时，输出值将随输入值的增加而减小。

3) FC105的参数定义

故障信息：

如果输入整型值大于K2，输出(OUT)将钳位于HI_LIM，并返回一个错误。如果输入整型值小于K1，输出将钳位于LO_LIM，并返回一个错误。ENO的信号状态将设置为0，RET_VAL等于W#16#0008。

4) FC105例子程序

上图中用MW20作为模拟量输入地址（正常编程中在IN中模拟量输入地址比如PIW256，这个值根据前面规则来的，也就是单极性27648对应100）

5) FC106 功能描述

UNSCALE(FC106)功能接收一个以工程单位表示、且标定于下限和上限(LO_LIM和HI_LIM)之间的实型输入值(IN)，并将其转换为一个整型值。将结果写入OUT。UNSCALE功能使用以下等式：

OUT = [ ((IN - LO_LIM)/(HI_LIM - LO_LIM)) * (K2 - K1) ] + K1

并根据输入值是BIPOLAR还是UNIPOLAR设置常数K1和K2。

● BIPOLAR：假定输出整型值介于 -27648和27648之间，因此，K1 = -27648.0，K2 = +27648.0

● UNIPOLAR：假定输出整型值介于0和27648之间，因此，K1 = 0.0，K2 = +27648.0

如果输入值超出LO_LIM和HI_LIM范围，输出(OUT)将钳位于距其类型(BIPOLAR或UNIPOLAR)的指定范围的下限或上限较近的一方，并返回一个错误。

6) FC106 的参数定义

故障信息：

如果输入值超出LO_LIM和HI_LIM范围，输出(OUT)将钳位于距其类型(BIPOLAR或UNIPOLAR)的指定范围的下限或上限较近的一方，并返回一个错误。ENO的信号状态将设置为0，RET_VAL等于W#16#0008。

7) FC106 例子程序

上图中就是MD作为设定，本例设定50，对应的输出就是13824，并将MW16（13824送至PQW256，控制对应设备，例如比例阀的开口度）。

那么TIA Portal博途中模拟量输入/输出的编程

1）SCALE/UNSCALE在哪里？

在TIA Portal中指令SCALE/UNSCALE的功能和STEP7中的FC105/FC106功能相同，用于模拟量输入/输出的编程。

编程界面下，在 "指令" 中的"基本指令 ——> 转换操作"中可以找到，

电气相关知识和经验是用来分享，希望本文能对你有帮助。与人玫瑰，手留余香。

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