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。

西门子PLC的模拟量功能，图文实例讲解硬件和软件！

在自动化控制中，除了按钮，开关等数字量信号外，还有模拟量信号也很常见，比如说测量压力，流量，温度等信号，使用模拟量可以得到较为精确的数值，所以需要对模拟量信号进行处理，包括模拟量输入信号，模拟量输出信号、电阻、电偶信号等，由于模拟量信号类型较多，很多初学者不是很熟悉，经常搞错，这里结合西门子STEP7软件讲解如何使用模拟量以及有哪些注意事项。

1 对于西门子S7-300/400系列，PLC本身不带模拟量，需要使用PLC的拓展模块进行连接，打开软件STEP7，按照实际使用的拓展模块，将软件里的拓展模块放在机架上，如图所示

2 对模拟量的地址进行更改，这个地址对应程序里的地址，比如说图中地址为256，在程序里编程也需要使用256，程序才能识别出正确的模拟量通道。

3 模拟量也有很多类型，比如说电压型，四线制电流型，二线制电流型。

对于电压信号，由多种可选类型，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

二线制信号是指；信号的两根线既是电源线又同时是信号线。二线制的优点是接线简单，只适用一般功率小的一次传感器，如：压变、差压变、温变、电容式液位计、射频导纳、电磁流量计、涡街流量计等。传感器本身用电由二线制中得到，是必影响其带载能力。

四线制信号是指；电源两根线，信号两根线。电源和信号是分开工作的。四线制的优点是由于是将电源和功率分开，所以本机的功率与信号是没有功率上的关联的，适用于大功率的的传感器，如超声波（由于其为了加大抗干扰能力，所以发射的功率会很大，所以此款产品选型时要尽量四线的，二线的一般抗干扰能力较弱），就不能作成2线的，只能是4线，分别是工作电源2个，输出2个。

除此之外对于传感器等设备来说还有三线制。三线制是指；一根线为电源正线，一根线为信号正线，一根线为电源负线和信号负线的公共线。

但对于PLC来说，无论两线制还是四线制信号，拓展模块的接线端子只有两根。那么对于应用有什么区别？

区别就在于，将模块设置为两线制后，两个端子会有24V的电压。

而将模块设置为四线制后，这两个端子就没有了电压，那么给大家留个问题。

在使用三线制传感器的时候，需要将PLC模块设置成几线制模式？

我们继续学习，

对于二线制电流号，我们同样有多个选择。

有-20—20ma，0-20ma以及4-20ma。

我们需要按照所使用的设备来决定信号类型。

但对于2线制电流信号，模块的选择则少了很多，只有一个4-20ma，大家知道那是为什么吗？

因为4-20电流信号是最优的信号标准。行业内一般把4-20ma电流信号作为行业标准。

那么为什么4~20mA是行业标准呢？

采用电流信号的原因是不容易受干扰。并且电流源内阻无穷大，导线电阻串联在回路中不影响精度，在普通双绞线上可以传输数百米。上限取20mA是因为防爆的要求：20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯。下限没有取0mA的原因是为了能检测断线：正常工作时不会低于4mA，当传输线因故障断路，环路电流降为0。常取2mA作为断线报警值。

对于西门子300/400系列PLC，在使用模拟量的时候需要在程序里选择信号类型，除此之外还应该在拓展模块上更改模块种类，

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。

当然正常操作应该是先有设计，先在硬件上修改，然后在程序里设置，我为了大家理解才这样讲解的。

硬件讲解完了，软件也需要编程，STEP7对于模拟量的处理很方便。

需要使用FC105，将模拟量的值转换为0-100的数，对应量程中的0%-100%。

文中的程序较为简单，是一个在大料仓里面的雷达料位机，只要料仓里面的原料低于某个位置，机器就会发出一个报警，使用该报警可以提示操作人员进行手动或者自动补料。

好了， 你看懂了吗？

还有个问题哦！

在使用三线制传感器的时候，需要将PLC模块设置成几线制模式？

大家要踊跃发言啊！

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