当前课程知识点：电气控制技术与PLC > 第8章 模拟量控制程序设计 > 8.2模拟量输入输出配置及数值的规范化 > 模拟量输入输出配置及数值的规范化
大家好
这一讲我们一起学习模拟量输入输出配置
及数值的规范化
主要内容包括模拟量输入输出模块的类型
模拟量输入输出配置
以及模拟量数值的规范化三部分
首先 来了解下模拟量输入输出模块的类型
西门子S7-200 SMART系列PLC的
模拟量扩展模块类型如表所示
第一大类是模拟量输入模块
有两种
分别为EM AE04和EM AE08
分别为4通道和8通道
可以采集-10V到+10V
-5V到+5V以及-2.5V到+2.5V的电压信号
也可以采集0到20mA的电流信号
第二类是模拟量输出模块
也有两种
分别是EM AQ02和EM AQ04
分别为2通道和4通道
可以输出的电压信号为-10V到+10V
电流信号为0到20mA
第三类是模拟量输入输出模块
有两种类型
第一种是EM AM03
具有2个模拟量输入通道
1个模拟量输出通道
另一种是EM AM06
具有4个模拟量输入通道
2个模拟量输出通道
这些模块都可以采集或输出电压 电流信号
注意 所有的这些模块
对应的PLC内部的数字量
如果是电压信号
对应的是-27648到+27648
电流信号对应的是0到27648
接下来
我们一起来学习一下模拟量输入输出配置
先来讨论模拟量输入模块
以EM AE04为例
该模块的电路如图所示
它有4个模拟量输入通道
其功能是将输入的模拟量信号转化为数字量
并将结果存入模拟量映像寄存器AI中
先来看看EM AE04的上半部分
该模块需要DC24V电源供电
可以外接开关电源
也可以由来自PLC的传感器电源提供
一般在扩展模块及外围元器件较多的时候
不建议使用PLC的传感器电源供电
右侧为2个输入通道0和1
每个通道占用两个端子
可以接受电压或电流信号
但其信号类型必须相同
也就是不能同时测量电压和电流信号
再来看看EM AE04的下半部分
同理 通道2和通道3也可以接受电压或电流信号
其信号类型必须相同
也就是不能同时测量电压和电流信号
了解了端子接线
我们再来看看EM AE04的组态
在编程软件中
双击项目树中的CPUST40
打开系统块设置界面
如图所示
先选中模拟量输入模块
再选中要设置的通道
模拟量类型有电压和电流两种
电压范围有-2.5V到+2.5V
-5V到+5V
-10V到+10V
电流范围只有0-20mA
注意 通道0和通道1类型相同
通道2和3的类型相同
说完了模拟量输入模块
下面我们来看看模拟量输出模块
以EM AQ02进行分析
该模块的电路如图所示
它有2个模拟量输出通道
其功能将模拟量输出映像寄存器AQ中的数字量
转换为可用于驱动执行元件的模拟量
先来看看EM AQ02的上半部分
同样的 该模块需要DC24V电源供电
其余4个端子为空端子
再来看看EM AQ02的下半部分
输出通道为通道0和通道1
每个通道占用两个端子
模拟量的类型有电压和电流两种
电压范围只有-10V～+10V
电流范围只有0～20mA
可通过编程软件选择模拟量输出的类型和量程
同样的 在编程软件中
双击项目树中的CPUST40
打开系统块设置界面
如图所示
先选中模拟量输出模块AQ02
再选中要设置的通道与模拟量类型
除了单独的模拟量输入 输出模块
还有模拟量输入/输出混合模块
以EM AM06进行分析
该模块的电路如图所示
它有4个模拟量输入通道
2个模拟量输出通道
模拟量输入功能同EM AE04模拟量输入模块
模拟量输出功能同EM AQ02模拟量输出模块
如图
在AM06模块上部有4组模拟量输入端子
每两个点为1组
每一组可作为1路模拟量输入通道
允许输入的电压信号包括-2.5V-2.5V
-5V到+5V
-10V到+10V三种信号
电流信号包括0-20mA一种信号
在AM06模块下部有2组模拟量输出端子
0和0M是一组
1和1M是另一组
EM AM06模块组态过程
与前面介绍的两个模块类似
我们不再赘述
这里特别说明一下AM06模拟量
输入通道滤波的设置
模拟量输入值的滤波过程
会产生稳定的模拟信号
通常对于变化缓慢的信号非常有用
例如温度测量
可以将滤波分为4个级别(无 弱 中 强)
滤波级别越高
经滤波处理的模拟值就越稳定
但无法反应快速变化的实际信号
同理 设置模拟量输出通道
最后 我们来讨论下模拟量数值的规范化
先来看看什么是规范化
我们知道
模拟量输入模块的输入信号
都与实际的物理量相对应
例如 用一个温度传感器测温
量程为0-100℃
对应的输出电压是0-10V
将该模拟量信号接入PLC模拟量输入模块
对应于0-10V的电压信号
其转换值为0-27648
如果对该数值直接进行处理
会有一些不便
比如对当前的数值指代的
实际物理量大小不够明确
或由于运算结果过大出现存储溢出的情况
这对于编程和操作人员来说
很不方便
因此 得到具体的物理量数值
或对应物理量占量程的百分比数值会更加方便
那么 进一步将0-27648的值转换为
实际的物理量值的这个过程称为规范化
通过推导
可以得到规范化换算公式
其中 Ov代表换算结果
Iv代表换算对象
Osh代表换算结果的高限
Osl代表换算结果的低限
Ish代表换算对象的高限
Isl代表换算对象的低限
它们之间的关系如图所示
为便于用户使用
西门子公司官网提供有量程转化库
我们可以下载这个模拟量
比例换算指令库到计算机中
添加到自己的Step7-Micro/WIN SMART
编程软件中应用
那么 如何添加库文件呢
将下载的库文件复制到
相应的目录下
然后在编程软件中的指令树下鼠标右击库
点击刷新库就可以看到了
Scale指令库（v1.2）中有三条指令
S_ITR S_RTR S_RTI
名称中的"S"代表"Scale"
表示"量程"
"I"代表"Integer"
即"整数"
"R"代表"Real"
即"实数"
"T"代表"To"
即"转换"的意思
这样就很好理解了
下面我们具体了解下这三个指令
先来看看S_ITR
该指令可以处理模拟量输入信号
并转换成相应的工程值
其初始添加到程序块中的状态如图所示
该指令有6个输入参数和1个输出参数
含义分别为
EN 布尔值 指令使能
Input 整数 要转换的变量
ISH 整数 输入量程的上限
ISL 整数 输入量程的下限
OSH 实数 输出量程的上限
OSL 实数 输出量程的下限
Output 实数 转换后的变量
举个例子
假设模拟量输入模块连接压力传感器
输入信号为0~20mA的电流信号
对应压力范围为0~1000Mpa
输入通道0的地址为
AIW16
转换后数据存放在VD0中
则代码如下
如果压力传感器的信号为4~20mA
则需要把ISL的值改为5530
代码如下
类似的 我们来看看S_RTI指令
该指令可以将工程值转换成模拟量值进行输出
它也有6个输入参数和1个输出参数
不同的地方是
要转换的变量 输入量程上下限
都是实数
而输出量程上下限
转换后的变量都是整数
最后 再来了解下S_RTR指令
该指令可以进行实数与实数的量程转换
它也有6个输入参数和1个输出参数
它的输入参数和输出参数都是实数
好 本讲到此结束
谢谢大家
-1.1 低压电器简介
--低压电器简介
-1.2 低压开关电器
--低压开关电器
-1.3 主令电器
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-1.4 接触器
--接触器
-1.5 熔断器
--熔断器
-1.6 继电器（一）热继电器和速度继电器
-1.7 继电器（二）时间继电器
-小测验
-2.1 三相异步电动机的直接起动控制
-2.2 三相异步电动机点动控制和长动控制
-2.3 三相异步电动机降压起动控制(一)
-2.4 三相异步电动机降压起动控制（二 ）
-2.5 三相异步电动机的多点控制和顺序控制
-2.6 三相异步电动机的调速控制
-2.7 三相异步电动机的制动控制（一）
-2.8 三相异步电动机的制动控制（二）
-2.9 三相异步电动机正反转控制（一）
-2.10 三相异步电动机正反转控制（二）
-2.11 电气控制线路的设计方法
-小测验
-3.1 电气控制电路图的绘制（一）
-3.2 电气控制电路图的绘制（二）
-3.3 电气控制电路图的绘制（三）
-3.4 电气控制电路的设计方法 （一）
-3.5 电气控制电路的设计方法 （二）
-小测验
-4.1 认识PLC
--认识PLC
-4.2 PLC组成及工作原理
-4.3 S7-200 SMART PLC硬件介绍（上）
-4.4 S7-200 SMART PLC硬件介绍（下）
-4.5 STEP 7-Micro/WIN SMART编程软件（上）
--STEP 7-MicroWIN SMART编程软件（上）
-4.6 STEP 7-Micro/WIN SMART编程软件（下）
--STEP 7-MicroWIN SMART编程软件（下）
-小测验
-5.1 PLC编程语言与程序结构
-5.2 指令基础
--指令基础
-5.3 位逻辑指令
--位逻辑指令
-5.4 PLC编程规则与技巧
-5.5 定时器指令的工作原理
-5.6 定时器指令应用举例
-5.7 计数器指令的工作原理
-5.8 计数器指令的应用
--计数器指令应用
-小测验
-6.1 功能指令概述
--功能指令概述
-6.2 数据处理指令（一）：比较指令与数据传送指令
-6.3 数据处理指令（二）：数据转换指令
--数据转换指令
-6.4 数据处理指令（三）：表格指令和时钟指令
-6.5 算术运算指令及其应用
-6.6 逻辑运算指令及其应用
-6.7 程序控制指令：跳转指令、循环指令
-6.8 子程序的编写与调用
-6.9 中断程序与中断指令
-6.10 高速计数器指令与高速脉冲输出指令(一）
-6.11 高速计数器指令与高速脉冲输出指令(二）
-小测验（一）
-小测验（二）
-小测验（三）
-7.1 梯形图的经验设计法
-7.2 顺序控制设计法与顺序功能图概述
-7.3 顺序功能图的基本结构和绘制方法
-7.4 使用SCR指令的顺序控制梯形图设计方法
-7.5 使用起保停电路的顺序控制梯形图设计方法
-7.6 使用置位复位指令的顺序控制梯形图设计法
-小测验
-8.1模拟量控制概述
--模拟量控制概述
-8.2模拟量输入输出配置及数值的规范化
-8.3PID控制指令
--PID控制指令
-8.4水箱水位PID控制程序举例
-小测验
