S7-200 PLC模拟量的AD和DA转换以及编程的探讨

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。因为A/D、D/A转换之间的对应关系，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/数字量的换算关系。

例如，当输入模拟量设定为电流信号的输入，在S7-200 CPU内部，电流信号0-20mA对应于数值范围0-32000；但是对于4-20mA的信号，对应的内部数值为6400-32000。那可能有学员不知道这个6400是怎么算来的？ 其实这里的数字量和电流是成正比的，只需要按比例去算就可以了。因为电流信号0-20mA对应于数值范围0-32000，那么1mA对应的数字量就是32000/20=1600，而4mA对应的数字量就等于4*1600，等于6400。（这里是以S7-200 PLC来作为举例，对于S7-200 SMART S7-300 400等等PLC也是同理的，只是对应的数字量不同而已）

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。比如有3个温度传感变送器：

（1）、测温范围为 0~200 ，变送器输出信号为4～20ma

（2）、测温范围为 0~200 ，变送器输出信号为0～5V

（3）、测温范围为 －100 ~500 ，变送器输出信号为4～20ma

（1）和（2）二个温度传感变送器，测温范围一样，但输出信号不同，（1）和(3)传感变送器输出信号一样，但测温范围不同，这3个传感变送器既使选用相同的模拟量输入模块，其转换公式也是各不相同。

下面选用S7-200的模拟量输入输出模块EM235的参数为依据对上述的3个温度传感器进行转换公式的推导：

对于(1)和（3）传感变送器所用的模块，其模拟量输入设置为0～20ma电流信号 ,20ma

对应数子量=32000，4 ma对应数字量=6400；

对于（2）传感变送器用的模块，其模拟量输入设置为0～5V电压信号，5V对应数字量=32000，0V对应数字量=0；

这3种传感変送器的转换公式该如何推导的呢？这要借助与数学知识帮助，请看下图：

上面推导出的（2-1）、（2-2）、（2-3）三式就是对应（1）、（2）、（3）三种温度传感变送器经过模块转换成数字量后再换算为被测量的转换公式。编程者依据正确的转换公式进行编程，就会获得满意的效果。

本文由技成培训网蔡慧荥老师原创，未经授权不得转载

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「案例」手把手教你200SMART端子与模拟量控制变频器

在实际的工业控制应用中，使用PLC的模拟量功能，实现对电机运行速度的调节也较为常见。

今天给大家分享一个简单的案例：通过PLC的输出端子实现对变频器的运行命令控制，通过PLC的模拟量输出信号来实现对变频器运行频率的调节，这里选择西门子S7-200SMART系列的PLC和台达VFD-M系列的变频。

下面我们从接线、变频器参数设置、PLC控制程序的设计等几个方面详细为大家介绍

一、 PLC和变频器的接线

01 下图是VFD-M变频器的配线说明：

（1） 首先是变频器的电源端子R、S、T分别表示380V交流电的L1、L2、L3

（2） U、V、W分别表示三相异步电动机的接线端子

（3） M0-M5多功能端子表示正反转及多段速的控制，在本例中我们仅使用M0、M1对电动机的正反转控制

（4） 模拟量输入部分中的AVI与GND连接表示输入信号为+10V;ACI和GND表示输入信号为4-20MA的电流信号。本例中我们使用的是电压信号输入控制电动机

（5） 模拟量输出部分AFM和GND端子表示输出信号为0-10V直流电压，可接入模拟量模块的输入端用于检测运行频率的反馈

需要注意的是：实际变频器的电源端和接电机的端子均在一起，接线过程中务必一定要看清楚

02 PLC和模拟量模块及变频器的配线说明

（1）200smart系列PLC分继电器型和晶体管型两类

（2）在下面的接线图中，由于台达VFM_D系列变频器中的多功能端子为无源点，所以我们采用中间继电器转接，利用中间继电器的辅助常开点进行控制

(3)本例需要使用模拟量做输出反馈，所以选用的模拟量混合模块EMAM03（2AI/1AQ）

（4）在模拟量模块组态时输入信号为两路为同一组信号类型

下图是PLC和模拟量模块及变频器的接线

如无法接入380V交流电时可接入220交流电

二、变频器的参数设置

首先我们先对变频器恢复出厂设置，再根据控制方式找到对应的参数进行设置，设置完成后对变频器可进行断电再送电操作。

下面是针对本例子端子与模拟量控制需要设定的相关参数

1、 先把变频恢复出厂设置，P76参数设为09

2、 P00 参数设为：01

3、 P01 设为:02

4、 P24 设为:00

5、 P36 频率上限设为50HZ

6、 P37 频率下限设为0 HZ

7、 P38 设为00

8、 P43模拟输出根据需要设定对应的编号,本例默认设为00

9、 P64开机画面显示 可根据实际需要设定对应的编号

下面是详细的参数概览表

三、程序设计

01 系统块的组态

（1） 打开STEP 7-MicroWIN SMART编程软件，新建项目并打开系统块添加CPU及模拟量模块

(2)对系统块的启动项设置为RUN模式；主要是因为默认为STOP模式，防止重新送电后CPU不能自动运行

（3）对模拟量模块进行组态 通道类型根据设置的信号类型选择，本例涉及到的模拟量输入输出均为电压信号，所以组态为电压信号.

组态如下图所示：

02 程序的编写

（1）在编写程序之前，因为涉及到模拟量的库文件，首先需要下载并添加模拟量库文件；

（2） 本例子使用的是库文件的形式编写的；库指令内部是根据下图的公式编写后生成的子程序进行调用；也可以根据公式自行编写换算程序，换算公式及符号含义如下：

（3） 模拟量的库指令分别有模拟量输入和输出两条

（4）编写PLC控制程序

详细的参考程序如下：

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