一文教你快速学会S7-200SMART模拟量输入输出设置

模拟量输入与输出

什么是模拟量：

在工业生产过程中，我们会遇到两种量，一种是开关量，开关量只有0 、1 两种状态，和位是对应的，开关断开，就表示为0，开关接通就表示为1。而有时候经常会对一些物理量如压力、温度、速度等连续变化的变量进行采集和控制，这些物理量都是随着时间进行变化的，在时间上或数值上都是连续的物理量称为模拟量。把表示模拟量的信号叫做模拟信号。把工作在模拟信号下的电子电路叫做模拟电路。

例如：

热电偶在工作时输出的电压信号就属于模拟信号，因为在任何情况下被测温度都不可能发生突变，所以测得的电压信号无论在时间上还是在数量上都是连续的。而且，这个电压信号在连续变化过程中的任何一个取值都是具有物理意义的，即表示一个相应的温度。

模拟量模块：

模拟量模块分为通用模块和特殊模块。

通用模拟量模块：

通用模拟量模块其通用性体现在输入 或者 输出 电压是0~5V 0~10V 或电流是4~20mA 0~20mA 。通用模拟量模块在实际工程中用的最多。

特殊模拟量模块：

特殊模拟量模块其输入或输出是特殊的模拟量，专用性比较强，

模拟量输入输出都会跟随扫描周期同步。

模拟量与数字量的转换：

在进行转换时，应考虑变送器的量程和模拟量模块的量程，找出被测模拟量和数字量直接的比例。单极性比例换算只有正的或者负的，经过A/D换算后输出模拟值范围为0~27648。

双极性比例换算的有正的和负的，经过A/D换算后输出模拟值范围为-27648~~27648。

A/D：指模拟数字转换器

D/A：指数字模拟转换器

通常简称为：模数转换和数模转换

S7-200 SMART PLC模拟量处理：

变送器：

是把传感器的输出信号转变为可被控制器识别的信号（或将传感器输入的非电量转换成电信号同时放大以便供远方测量和控制的信号源）的转换器。传感器和变送器一同构成自动控制的监测信号源。不同的物理量需要不同的传感器和相应的变送器。变送器的种类很多，用在工控仪表上的变送器主要有温度变送器,压力变送器,流量变送器,电流变送器,电压变送器等等。（一般情况下，传感器和变送器是集成在一起，购买的时候需要注意根据需要选择传感器的测量范围，变送器输出的电信号）

模拟量输入输出接线图：

传感器→变送器→PLC模拟量输入通道→PLC运算（或PID控制）→模拟量输出通道→执行器

①变送器输出信号分为：电压和电流

1.电流变送器又分为四线制和两线制（下图以200SMART通用型模拟量模块AM06为例）

变送器+接电源正极，信号由负极→PLC模拟量输入的正极，模拟量输入的负极接回电源负极构成回路。

四线制变送器电源对应电源，正信号输出到模拟量+，负对应模拟量-

2.电压型变送器一般有三根线，其中一根是电源的正极，一根是信号的正极，还有一根是电源正和信号正共用的负极，

信号正极接入模拟量输入的正极，负极为公共端

3.执行器（模拟量输出接线图

模拟量扩展模块的组态：

模拟量输入组态：

在200SMART编程软件中单击"系统快"，在弹出的系统快设置对话框中，根据实际模块的安装情况，添加模拟量模块，选择模拟量扩展模块对话框中的"模拟量输入"在其中进行设置

模拟量输入组态

模拟量输入通道设置：

模拟量输出通道设置：

模拟量类型组态

对于每条模拟量输出通道，都可将类型组态为电压或电流。

范围

然后组态通道的电压范围或电流范围。可选择以下取值范围之一：

· +/- 10 V（包括0-10v）

· 0 - 20 mA（包括4-20mA）

模拟量输入的转换：

模拟量的输入/输出都可以用以下通用公式换算：

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:换算结果的底限

Ish:换算对象的高限

Isl:换算对象的底限

他们之间的关系：

模拟量输出的转换：

将外界工程量（比如频率 压力等）转换成数字量，并且放入相应的模拟量输出信号点上输出。

INPUT（VD10）：是要输出的模拟量信号变量

ISH（50.0）：模拟量最大值和变频器电机对应50HZ

ISL（0）:模拟量最小值和变频器电机对应

OSH（27648）:数字量最大值(输出信号上限)

OSL（0）:数字量最小值(输出信号下限如果输出的是4—20AM，那下限就为5530)

OUTPUT:转换出的数字量当前值(转换为电压/电流信号)

TIA(博图）S7-1200实战篇：模拟量标定

在我们入门S7-1200时总会涉及到模数转换（AD转换）和数模转化。在这里先介绍如何在PLC中编写模数转化，俗称标定。

首先介绍下S7-1200系统中西门子自带的标定块---NORM_X（标准化）和SCALE_X（缩放）具体说明如下图所示

在程序中如何编写呢，接下来举个实例来说明下。已知：温度传感器量程0~50℃，输出信号4~20ma，目标：在PLC或触摸屏中读出0~50℃的温度。模拟量模块选6ES7 231-4HF32-0XB0 （8路模拟量输入）CPU选CPU 1214C DC/DC/DC 。如何编程：

1、在设备组态中组态PLC及相应模块，然后分配好对应地址 最后组态AI接入点的输入类型，如下图所示

2、在OB1或者FC块里编写程序，首先要用标准化指令将模拟量4~20ma和PLC接收的数字量 0~27648关联并有以0~100%形式标准化，然后在使用缩放指令将标准化指令结果转换成温度传感器的实际量程如此就完成模数转化了。这里模拟量AI输入IW100用DB数据块里INT类型代替，方便模拟数据。具体程序见下图

然后我们介绍另一种方法来标定传感器，也是西门子自带指令。CALCULATE：计算指令。具体如何使用就不多介绍了可以查看博图里帮助。

其实我们做传感器标定是有一个公式的，我们只要掌握了这个公式以后就不需要在求人或者去百度搜索或者去论坛里下载一个别人编辑好的块。别人的东西与自己的习惯终究不一样。接下来我们就介绍这个公式吧。 首先： 定义各变量名称传感器量程上限：HI 、下限： Lo ； PLC接收数字量： 上限 K1、下限 K2；模拟量输入：AI。 然后公式是：( AI-K2 )/(K1-K2)*(HI-Lo）+Lo。 最后让我们来验证下对不对。见下图模拟数据。

这期就介绍到这里，后续将介绍如何建一个通用模拟量标定块，可以反复调用。下期会以梯形图形式和SCL语言分别介绍。

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