西门子工程师：S7-300、400 PLC 模拟量输入输出的量程转换控制

今天主要跟大家分享一个关于西门子S7-300、400PLC模拟量输入输出的量程转换控制，主要有一下内容：

一、模拟量输入、输出量程转换的概念

二、S7-300、400 PLC 模拟量输入、输出模板

1、需要使用的模板

2、涉及的信号类型

三、STEP 7 中模拟量输入、输出的编程

1、FC105、FC106 在哪里

2、FC105、FC106 功能描述

3、FC105、FC106 参数定义

4、FC105、 FC106例子程序

一、模拟量输入、输出量程转换的概念

实际的工程量，如压力、温度、流量、物位等要采用各种类型传感器进行测量。传感器将输出标准电压、电流、温度、或电阻信号供 PLC 采集，PLC 的模拟量输入模板将该电压、电流、温度、或电阻信号等模拟量转换成数字量——整形数(INTEGER)。在 PLC 程序内部要对相应的信号进行比较、运算时，常需将该信号转换成实际物理值（对应于传感器的量程）。而经程序运算后得到的结果要先转换成与实际工程量对应的整形数，再经模拟量输出模板转换成电压、电流信号去控制现场执行机构。这样就需要在程序中调用功能块完成量程转换。

如一个压力调节回路中，压力变送器输出 4-20mA DC 信号到 SM331 模拟量输入模板，

SM331 模板将该信号转换成 0-27648 的整形数，然后在程序中要调用 FC105 将该值转换成 0-10.0（MPa）的工程量（实数），经 PID 运算后得到的结果仍为实数，要用 FC106 转换为对应阀门开度 0-100%的整形数 0-27648 后，经 SM332 模拟量输出模板输出 4-20mA DC 信号到调节阀的执行机构。

二、S7-300、400 PLC 模拟量输入、输出模板

1、需要使用的模板

使用西门子 S7-300、400 PLC 进行模拟量输入、输出需要使用的模板：

S7-300系列 PLC：SM331 系列模拟量输入模板；SM332 系列模拟量输出模板；SM334、335系列模拟量输入、输出模板。

S7-400系列 PLC：SM431 系列模拟量输入模板；SM432 模拟量输出模板。

2、涉及的信号类型：电压，电流，温度，电阻。

三、STEP 7 中模拟量输入、输出的编程

1、FC105、FC106 在哪里

在编程界面下，在 Program elements 中的 Libraries 下的 Standard Library 下的 TI-S7

Converting Blocks 中就可以找到，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、FC106 功能描述

在编程界面下选中该功能块，按一下计算机键盘上的 F1 功能键，即可打开关于该功能块的在线帮助，包括该功能块的功能，管脚参数定义、例子程序等。建议用户使用STEP 7 在线帮助，可以提供全面的编程帮助。

FC105 功能描述

SCALE（FC105）功能将一个整形数 INTEGER（IN）转换成上限、下限之间的实际的工程值(LO_LIM and HI_LIM)，结果写到 OUT。公式如下：

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

常数 K1 和 K2 的值取决于输入值（IN）是双极性 BIPOLAR 还是单极性 UNIPOLAR。

双极性 BIPOLAR：即输入的整形数为 –27648 到 27648，此时 K1 = –27648.0 ， K2 = +27648.0

单极性 UNIPOLAR：即输入的整形数为 0 到 27648，此时 K1 = 0.0 ， K2 =+27648.0

如果输入的整形数大于 K2，输出 (OUT) 限位到 HI_LIM, 并返回错误代码。 如果输入的整形数小于 K1，输出限位到 LO_LIM，并返回错误代码。

反向定标的实现是通过定义 LO_LIM > HI_LIM 来实现的。反向定标后的输出值随着输入值的增大而减小。

FC106 功能描述

UNSCALE（FC106）功能将一个实数 REAL (IN) 转换成上限、下限之间的实际的工程值(LO_LIM and HI_LIM)，数据类型为整形数。结果写到 OUT。公式如下：

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

常数 K1 和 K2 的值取决于输入值（IN）是双极性 BIPOLAR 还是单极性 UNIPOLAR。

双极性 BIPOLAR：即输出的整形数为 –27648 到 27648，此时 K1 = –27648.0 ， K2 = +27648.0

单极性 UNIPOLAR：即输出的整形数为 0 到 27648，此时 K1 = 0.0 ， K2 =+27648.0

如果输入值在下限 LO_LIM 和上限 HI_LIM 的范围以外，输出 (OUT) 限位到与其相近的上限或下限值（视其单极性 UNIPOLAR 或双极性 BIPOLAR 而定），并返回错误代码。

3、FC105、FC106 参数定义

FC105 的参数定义

错误信息：

如输入的整形数大于 K2，则输出(OUT) 限位到 HI_LIM，并返回错误值。如输入的整形数小于K1，输出限位到 LO_LIM，并返回错误值。ENO 端的信号状态置为 0 且返回值 RET_VAL 为W#16#0008。

FC106 的参数定义

错误信息：

如果输入值在下限 LO_LIM 和上限 HI_LIM 的范围以外，输出 (OUT) 限位到与其相近的上限或下限值（视其单极性 UNIPOLAR 或双极性 BIPOLAR 而定），并返回错误代码。ENO 端的信号状态置为 0 且返回值 RET_VAL 为 W#16#0008。

4、FC105和FC106例子程序

FC105例子程序

如输入 I0.0 为 1，SCALE 功能被执行。下面的例子中，整形数 22 将被转换成 0.0 到 100.0 的实数并写到 OUT。输入是双极性 BIPOLAR，用 I2.0 来设置。

FC106例子程序

如输入 I0.0 为 1，UNSCALE 功能被执行。下面的例子中，实数 50.03978588 将被转换成 0.0到 100.0 的工程量，再转换成整形数并写到 OUT。输入是双极性 BIPOLAR，用 I2.0 来设置。

注意：通常在一个项目都有不只一个模拟量需要转换，FC105 和 FC106 在程序中都可多次调用，调用的方法同上述例子程序。

此次关于所要分享的内容就是这些啦！

以上，欢迎动动手分享及收藏！

三菱Q系列和FX2N系列进行CC-Link通讯（主站和智能设备站的通讯）

本例讲的是主站与智能设备站的通讯，也就是Q系列和FX系列的通讯。

原料：

Q系列PLC一套带（QJ61BT11N主站模块）

FX2n系列PLC一套带（FX2N-32CCL接口模块）

硬件部分已经配置好了，如图一。我的通讯模块并没有加终端电阻，终端电阻的作用是：防止当电缆长时，在信号在终端会信号反射，影响通讯信号。专业术语，我也记不太清了。

图一

然后是软件部分，配置一下主站吧，Q系列我是新建了一个简单的工程，还有一种形式是结构化工程，当然哪种都行的，如图二。

图二

分配一下I/O的地址如，如果在线的话，可以PLC数据读取，自动分配。然后点击设置结束，如图三。

图三

再然后设置CCLINK网络参数，如图四。因为只有两个站所以我，分配的随意点。

图四

在CCLINK设置界面（图四）找到站信息如图五。FX2N是智能设备站，占用4站，128点。设置结束。

图五

硬件配置完成，然后就是软件了，开始编程。

这里讲一下硬件配置完成并下载完后，当然，硬件拨码不能错，设备一上点就开始进行数据交互了，这也是我最喜欢的地方，你只要知道知道数据在哪个BFM区就是在程序里读写了。以下开始举例啦。下图为通讯架构（所以没有标号噢）

如图，主站写数据到W100，w100对应的主张缓冲BFM寄存器的1E0(16进制) 480（十进制），如图六图七。

图七（主站缓冲开始于480地址十进制）

不明白吗？好那就再上图清楚点，在线监控一下如图八。是不是很清晰了，w100的数据写到了主站模块的1E0（16进制）480（十进制）的BFM区。

图八

再下来该怎么搞了？该搞智能设备站了。（FX2n）数据写过去了，我要怎么读出来呢。。。。。

接下来我们来看看数据在智能设备站是怎样被读出来的。还是上图，如图九，就是通过一条指令（FROM K0 K8 D30 K1）读出来的。

问题又来了，这个指令什么意思，我来讲下：

1、FROM就是读缓存区的操作；

2、K0就是指的32CCL接口模块的位置标号，这个位置标号，就是cpu右侧第一个，从0开始，如果再有有一个模块，那新增的这个模块的位置标号就是1，以此类推。读我教程，你得语文好，不然就只能猜了，开玩笑的。

3、k8这个就有点意思了，继续上图吧，如图十；

4、D30就是你的数据放到哪里，就是说数据读出来了，那数放在了这（D30）可以自由设置。

5、k1就是点数，一般我理解为一个字，16个BIT位。如果是k2就是从BFM区读出了两天个字分别放在了D30，和D31中。然后以此类推。。。

来看看FX2n读出的数据也是250，这个数，看下图九。

图九

接上文，看下图十。看到没，#8缓冲区，这个就是32CCL的缓冲区，就是FX2n旁边的接口模块。

图十

监控一下FX的缓冲区第#8号位置是不是250啊，

清楚了吧，如图十一。

图十一

接下来捋下思路吧，主站CPU把通过MOV D100 W100 这条指令，把D100的数据（250）到了W100中，w100在配置中对应的是主站模块QJ61BT11N缓冲寄存器的BFM -1E0(16进制地址)然后这个数据被询到了FX2N的接口模块32ccl的缓冲寄存器BFM-#8中，再接力棒就交到了FX2nCPU，它通过指令FROM K0 K8 D30 K1 把数据读到了它内部寄存器D30中(数据250)

然后哩，FX如何写数据到Q主站呢？为了满足大家尽力做全套哈，上图，如图十二。通过T0 K0 K0 K4M0 K1把数据写到32ccl的缓冲存储器。

图十二

这里就TO K0 K0 K4M0 K1讲一下：

1、TO：就是写指令啦

3、K0：就是32ccl接口模块的缓冲寄存器BFM的#0（图）

4、k4m0就是m寄存器从M0开始K1就是四个BIT位，K2就是八个BIT位，K3就是十二个BIT位，这里是K4就是十六个BIT位，也就是一个字（D）的长度

5、K1为点数，上文讲过的

6、m8013为FX的秒脉冲特殊继电器

接下来监控一下32ccl的BFM-#0区，会看到0到1的变化，（由于M8013在变化所以M0也在变化，根据TO K0 K0 K4M0 K1是把m0到m15的状态写到了BFM#0 所以M0 变化BFM0 也在实时刷新）。

看图十三会发现32CCL的BFM#0区最低位在以一秒一赫兹的频率在变化。说明数据已经写到这个区，然后就是主站怎么读出来啦，简单吧！如图十三。

图十三

监控一下主站的通讯模块QJ61BT11，再然后。。。问题来了我要监控哪里呢，主站的哪个区呢？上法宝，搬手册！我觉得你又会问这个手册看哪里啊？

首先你要明白你的数据写到哪了了，是不是32CCL接口模块的BFM#0区，#0区的功能是什么呢？噢，我看了一眼是这么写的“远程输入RX00-RX0F(设定站)”，如图十四。

图十四

现在思路有了，从功能上来确认。所以32CCL的BFM#0对应的QJ61bt11的BFM的E0(16进制)，如图十五。

图十五

主站地址找到了，那监控验证一下，如图十七。当然了，我这里是捕捉截图，其实它是一直0-1变化的。

图十七

那么主站缓冲寄存器找到了，看看程序里怎么写的吧，如图十八。

图十八

监控看到X150一直在变化，驱动了实际输出Y0C1

这个X150就是由32cclBFM#0刷新到主站模块QJ61BT11的E0区（远程RX）

是不是有点疑惑，无法把X150和这联系起来，或许你忘了CC-Link设置界面啦。上图看看，如图十九。

图十九

看到了吧，其实QJ61BT11主站模块的E0区是和x150对应的，就是说E0区如果最低位刷新的话，x150也变化，E0区的第2位变化，x151也变化，以此类推，直达第F位，从0到F共16位，一个字的长度。。。是不是清晰点了。。。

Review一下：FX的cpu通过TO指令写32ccl的#0缓冲寄存器，(TO K0 K0 K4M0 K1), 32CCL的BFM#0区对应QJ61BT11主站模块的E0缓冲寄存器，通过链接扫描的方式，实时刷新，再然后Q系列CPU就能直接读出数据了。。。

其实前期铺垫那么多，是想大家多去看些手册，因为三菱系的资料特别的多，而却实用性很强，你学会了看一本手册就有了一些思路，这个思路我个人理解为学习方法，要懂得如何去看手册，才能更好更快地解决问题。

特别喜欢一句话，（不要轻易的去问别人问题，因为人家的时间是宝贵的，你不但占用了别人的时间，还失去了一次学习的机会）。

最后，祝大家技术更上一层楼啦，升值加薪哈哈哈。See you next time！

来源/中华工控网，转载请注明出处

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