模拟量在PLC里怎么应用？5分钟后就学会模拟量接线和编程！

在工业应用中，最普遍的两个元素就是数字量和模拟量，今天我们聊一聊模拟量的编程，

模拟量作为工业控制中必不可少的一个元素，由模拟量传感器发出信号，最终由控制单元接收，可以表示温度，压力，流量，液位等等！在PLC控制系统中，最常见的模拟量信号为4-20ma，以前的文章我们也提到过，4-20ma作为行业标准有着得天独厚的优势。

那么除了4-20ma外，我们还可以用-10V~ +10V或者0-20ma等等，这些信号由传感器发送出来，最终进入到PLC模拟量输入通道，那么你知道PLC怎么识别和控制吗？

我们用实例来说明一下，看完本文后你也可以使用PLC编程控制模拟量！

一、 S7-200 模拟量使用简介

S7-200系列产品可以采集标准的电压、电流模拟量信号和热电偶、热电阻温度传感器信号。普通的电压和电流信号经过A/D转换成为0~32000 或者-32000~32000 之间的整数。温度传感器信号被直接转换为摄氏度（或华氏度）温度值，省去了复杂的温度值换算。

S7-200系列可以提供的模拟量输出信号有-10V~ +10V之间的电压和0~20mA 的电流信号，能够满足大多数模拟量负载的需求。

S7-200系列的模拟量扩展模块选型灵活，用户可以根据实际需要选择使用CPU224XP集成的模拟量通道，或者使用4通道输入、8通道输入、2通道输出、4通道输出和输入输出混合模块。

224 XP在CPU上集成了两个模拟量输入端口和一个模拟量输出端口。

224 XP 的模拟量输入/输出通道的精度为 12位。 224 XP上的模拟量输入转换速度比模拟量扩展模块慢，因此要求高的场合请使用模拟量扩展模块。

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。S7-200模拟量模块的转换分辨率是12位，能够反映模拟量变化的最小单位是满量程的1/4096。

模拟量转换的精度 除了取决于A/D转换的分辨率，还受到转换芯片的外围电路的影响。在实际应用中，输入的模拟量信号会有波动、噪声和干扰，内部模拟电路也会产生噪声、漂移，这些都会对转换的最后精度造成影响。这些因素造成的误差要大于A/D芯片的转换误差。

二、CPU 224 XP本体集成的模拟量I/O接线图如下：

图中：

a:此处表示A+和B+都可以接±10V信号

b:电流型负载接在I和M端子之间

c:电压型负载接在V和M端子之间

S7-224 XP 的两路模拟量输入通道被出厂设置为电压信号(0－10V)输入。为了能够输入电流信号，必须在 A+ 与 M 端 (或 B+ 与 M 端) 之间并入一个500 欧姆的电阻。并必须确保外接电流源具有短路保护以防损坏。因为没有充分隔离，外接电阻也可成为干扰源。

为了得到尽量精确的测量结果，推荐使用公差尽可能小的电阻。当在500欧电阻两端施加最大 28.8V 的电压时，电阻消耗功率为1.66W。要选择功率大于1.66瓦的500欧电阻。

三、模拟量比例换算

S7-200 CPU内部用数值表示外部的模拟量信号，两者之间有一定的数学关系。这个关系就是模拟量/数值量的换算关系。例如，使用一个0 - 20mA的模拟量信号输入，在S7-200 CPU内部，0 - 20mA对应于数值范围0 - 32000；对于4 - 20mA的信号，对应的内部数值为6400 - 32000。

模拟量转换的目的不是在S7-200 CPU中得到一个0 - 32000之类的数值；对于编程和操作人员来说，得到具体的物理量数值（如压力值、流量值），或者对应物理量占量程的百分比数值更重要，这是换算的最终目标。

1、通用比例换算公式

模拟量的输入/输出都可以用下列的通用换算公式换算：

Ov = [(Osh - Osl)*(Iv - Isl)/(Ish - Isl)] + Osl

其中：

Ov:换算结果，Iv:换算对象，Osh:换算结果的高限，Osl:换算结果的低限，

Ish:换算对象的高限，Ish:换算对象的低限。

它们之间的关系可以图示如下：

2、实用指令库

为便于用户使用，用户可以将“自定义指令库”添加到自己的Micro/WIN编程软件中应用。下载并添加模拟量比例换算指令库如下图中的scale_E(V1.0),或scaling（V1.2）。

在这个指令库中，子程序Scale_I_to_R可用来进行模拟量输入到S7-200内部数据的转换；子程序Scale_R_I可用于内部数据到模拟量输出的转换。

四、模拟量编程实例

1、模拟电路图及接线如下图，24V电源采用S7-224 XP自带的电源。调节电位器可以得到0—9V的直流电压输出。

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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

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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