实验七：模拟量输入输出实验
S7-300 PLC模拟量输入输出量程转换教程
S7-300/400 PLC模拟量输入/输出的量程转换SLC A&D CSMarch, 20051模拟量输入/输出量程转换的概念 (3)2S7-300/400 PLC模拟量输入/输出模板 (3)2.1需要使用的模板 (3)2.2涉及的信号类型 (3)3STEP 7中模拟量输入/输出的编程 (3)3.1FC105/FC106在哪里 (3)3.2FC105/FC106功能描述 (5)3.2.1FC105功能描述 (5)3.2.2FC106功能描述 (5)3.3FC105/FC106参数定义 (6)3.3.1FC105 的参数定义 (6)3.3.2FC106的参数定义 (6)3.4例子程序 (7)3.4.1FC105例子程序 (7)3.4.2FC106例子程序 (8)1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。
本文主要讨论S7-300/400 PLC编程中模拟量的量程转换。
图文详解S7-200smart的模拟量输入输出
图⽂详解S7-200smart的模拟量输⼊输出⼀．模拟量模块接线1.普通模拟量模块接线模拟量类型的模块有三种：普通模拟量模块、RTD模块和TC模块。
普通模拟量模块可以采集标准电流和电压信号。
其中，电流包括：0-20mA、4-20mA两种信号，电压包括：+/-2.5V、+/-5V、+/-10V三种信号。
注意：S7-200 SMART CPU普通模拟量通道值范围是0~27648或-27648~27648。
普通模拟量模块接线端⼦分布如下图1 模拟量模块接线所⽰，每个模拟量通道都有两个接线端。
图1 模拟量模块接线模拟量电流、电压信号根据模拟量仪表或设备线缆个数分成四线制、三线制、两线制三种类型，不同类型的信号其接线⽅式不同。
四线制信号指的是模拟量仪表或设备上信号线和电源线加起来有4根线。
仪表或设备有单独的供电电源，除了两个电源线还有两个信号线。
四线制信号的接线⽅式如下图2模拟量电压/电流四线制接线所⽰。
(电话/微信：178********）图2 模拟量电压/电流四线制接线三线制信号是指仪表或设备上信号线和电源线加起来有3根线，负信号线与供电电源M线为公共线。
三线制信号的接线⽅式如下图3 模拟量电压/电流三线制接线所⽰。
图3 模拟量电压/电流三线制接线两线制信号指的是仪表或设备上信号线和电源线加起来只有两个接线端⼦。
由于S7-200 SMART CPU模拟量模块通道没有供电功能，仪表或设备需要外接24V直流电源。
两线制信号的接线⽅式如下图4 模拟量电压/电流两线制接线所⽰。
图4 模拟量电压/电流两线制接线不使⽤的模拟量通道要将通道的两个信号端短接，接线⽅式如下图5 不使⽤的通道需要短接所⽰。
图5 不使⽤的通道需要短接2. RTD模块接线RTD热电阻温度传感器有两线、三线和四线之分，其中四线传感器测温值是最准确的。
S7-200 SMART EM RTD模块⽀持两线制、三线制和四线制的RTD传感器信号，可以测量PT100、PT1000、Ni100、Ni1000、Cu100等常见的RTD温度传感器，具体型号请查阅《S7-200 SMART系统⼿册》。
模拟量的输入输出
传感器 控制信号 将各种现场的 物理量测量出来 放大驱动电路 受控对象 并转换成电信号 （模拟电压或电流）
模 拟 信 D/A 号 转 换 器
I/0 接 口
数 字 信 号
6
模拟量的输入通道
传感器（Transducer）
非电量→电压、电流
变送器（Transformer）
转换成标准的电信号
数字量转换为模拟量
低通滤波
平滑输出波形
放大驱动
提供足够的驱动电压，电流
8
二、数/模（D/A）变换器
9
1.D/A 转换器工作原理
典型的D/A 转换器芯片通常由模拟开关、电阻网络以及 缓冲电路组成。
D/A 转换的基本原理是利用电阻网络，将N 位二进制数 逐位转换成模拟量并求和，从而实现将数字量转化为模 Rf 拟量。
(1) 单缓冲方式。单缓冲工作方式是使输入寄存器或DAC 寄存器中的 任意一个工作在直通状态，另一个由CPU 控制。通常WR2和XFER 连 接数字地，使DAC 寄存器的输出能够跟随输入，即第二级寄存器工 作在直通状态，输入寄存器的控制端ILE 接＋5V， CS接端口地址译 码器输出， WR1连接系统总线的IOW信号，电路连接如图
VIN
VN
D/A转换器
VREF D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 OE
36
START 控制 逻辑 EOC N位寄存器
锁 存 缓 存 器
A/D 转换器的主要性能指标
1. 分辨率
反映了A/D 转换器对输入微小信号变化的响应能力，即能够分辨 的最小模拟量。例如，对于8 位A/D 转换器，输入电压满刻度为 5V 时，则对应输入的模拟电压的分辨率为5V/255＝19.5mV。
V20变频器如何使用模拟量输入、输出定标
V20变频器如何使用模拟量输入、输出定标V20变频器共有两个模拟量输入AI1，AI2和一个模拟量输出AO1。
模拟量输入有哪些类型？与AI相关的参数有哪些？如何实现AI定标？与AO相关的参数有哪些？如何实现AO定标？下面将分别介绍V20变频器的模拟量输入和模拟量输出功能，并通过举例来回答上述问题。
模拟量输入概述V20变频器共有两个模拟量输入：AI1和AI2。
AI1为单端双极性输入，可设置为0到10V电压输入、-10V到10V电压输入和0到20mA电流输入三种输入模式；AI2为单端单极性输入，可设置为0到10V电压输入和0到20mA电流输入两种输入模式。
模拟量输入相关参数如下表所示，从r0751到P0762的12个参数有in000和in001两个下标，其中下标0代表AI1，下标1代表AI2：说明参数号r0750 显示变频器具有的模拟量输入个数r0751 显示模拟量输入状态字，表示AI1、AI2信号是否丢失。
该参数为16位无符号数，可整体连接至CI参数或者按位连接至BI参数第0位为1：AI1信号丢失第1位为1：AI2信号丢失第8位为1：AI1信号未丢失第9位为1：AI2信号未丢失r0752 显示滤波之后、定标之前的模拟量输入实际值，单位为V 或mAP0753 模拟量输入的平滑滤波时间(ms)，增大该值可以平滑模拟量输入，减少信号抖动，但响应时间也会相应延长。
设置为0表示禁用滤波器r0754 以百分数形式显示滤波之后、定标之后的模拟量输入值r0755 以十进制数形式显示滤波之后、定标之后的模拟量输入值，最大为16384P0756 设置模拟量输入类型和是否使能AI信号丢失监控功能：0：0V到10V电压输入1：0V到10V电压输入，带监控功能2：0mA到20mA电流输入3：0mA到20mA电流输入，带监控功能4：-10V到10V电压输入P0757 模拟量输入定标的X1值(V/mA)，即定标直线第一个点的横坐标值P0758 模拟量输入定标的Y1值(%)，即定标直线第一个点的纵坐标值P0759 模拟量输入定标的X2值(V/mA)，即定标直线第二个点的横坐标值P0760 模拟量输入定标的Y2值(%)，即定标直线第二个点的纵坐标值P0761 模拟量输入死区的宽度(V/mA)P0762 定义从模拟量设定值信号丢失到故障代码F80出现的延迟时间(ms)P2000 基准频率(Hz)，百分数100%或十六进制数4000[Hex]对应的频率值模拟量输入定标模拟量输入定标的作用是生成一条直线，形成实际输入电压或电流与模拟量输入百分数之间的一一对应关系。
(完整版)S7-200模拟量输入输出实例
对输入、输出模拟量的PLC 编程的探讨及编程实例解析3134 人阅读| 4条评论发布于：2011-12-29 9:03:42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。
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。
一、转换公式的推导下面选用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，请见下图：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。
二、变送器与模块的连接通常输出4～20ma 电流信号的传感变送器，对外输出只有+、- 二根连线，它需要外接24V 电源电压才能工作，如将它的+ 、- 二根连线分别与24V 电源的正负极相连，在被测量正常变化范围内，此回路将产生4～20ma 电流，见下左图。
模拟量输入输出模块参数
模拟量输入输出模块是工业自动化系统中常见的一种设备，用于实现模拟信号的输入和输出。
以下是模拟量输入输出模块的一些主要参数：
1.输入范围：模块的输入范围是指其可以接收的模拟信号的最大和最小值。
这
个范围通常是根据模块的规格和设计要求来确定的。
2.分辨率：分辨率是指模块在模拟信号转换过程中能够分辨的最小变化量。
它
通常用位数来表示，例如12位或16位等。
分辨率越高，模块对模拟信号的精度就越高。
3.采样速率：采样速率是指模块在单位时间内对模拟信号进行采样的次数。
采
样速率越高，模块对模拟信号的响应速度就越快。
4.输出类型：模块的输出类型是指其能够输出的模拟信号的类型。
常见的输出
类型有电压输出和电流输出等。
5.输出范围：模块的输出范围是指其可以输出的模拟信号的最大和最小值。
这
个范围通常是根据模块的规格和设计要求来确定的。
6.线性度：线性度是指模块在输入和输出之间保持线性关系的能力。
线性度越
高，模块对模拟信号的响应就越准确。
7.噪声和漂移：噪声和漂移是指模块在输入和输出过程中引入的误差。
这些误
差会对模拟信号的精度产生影响，因此需要控制在一定的范围内。
总之，模拟量输入输出模块的参数需要根据实际应用需求进行选择和配置，以确保其能够准确、快速地实现模拟信号的输入和输出。
S7-200模拟量输入输出实例
对输入、输出模拟量的PLC编程的探讨及编程实例解析3134人阅读| 4条评论发布于：2011-12-29 9:03:42 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。
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。
一、转换公式的推导下面选用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，请见下图：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。
二、变送器与模块的连接通常输出4～20ma电流信号的传感变送器，对外输出只有+、- 二根连线，它需要外接24V电源电压才能工作，如将它的+、- 二根连线分别与24V电源的正负极相连，在被测量正常变化范围内，此回路将产生4～20ma电流，见下左图。
模拟量输入输出AD-DA使用教程
AD与DA功能说明一、关于AD所使用的寄存器功能：1）D8050：模拟量AD时钟分频（设定值：0~3，默认为：2），0－AD时钟为CPU时钟2分频；1－AD时钟为CPU时钟4分频；2－AD时钟为CPU时钟6分频；3－AD时钟为CPU时钟8分频；AD时钟不能大于14M；2）D8051：模拟量AD采样次数（设定值：3~50次，默认为：22）的设置数据在下次上电生效；二、关于上下量程设置与使用1、上下量程支持设置成负数，上量程必须大于下量程；2、如果上下量程均为0，则不进行对应量程的数据转换；3、当上下限量程均为0时，DA数据的输入范围：0~4095，反之，DA数据的输入范围：>=下限量程，<=上限量程；数据在上述数据外时，PLC报6712故障；三、RD3A与WR3A使用说明1、RD3A的使用M0m1m2s1（RD3A K0D0D10）指定保存AD数据的寄存器D10指定量程的寄存器D0上限D1下限指定需要读取的AD路数（0~14）说明：a)m1-指定需要读取的AD路数（最大数为设置软件开通的路数，超出报6711）；b)m2-指定上下限量程的寄存器，m2为量程上限，m2+1为量程下限，仅可指定D寄存器作为量程地址，其它数据报6711；c)上面的程序原理：当M0为ON时，读取第一路AD数据（上限量程在D0，下限量程在D1）到D10保存；例：按上述的程序，1)假如：D0=1000，D1=0，AD的输入是0~10V，现时输入是5V，那D10=500；2)假如：D0=0，D1=0，AD的输入是0~10V，现时输入是5V，那D10=2048；3)假如：D0=1000，D1=-1000，AD的输入是0~10V，现时输入是5V，那D10=0；2、WR3A的使用M0m1m2s1（WR3A K0D0D10）指定输出到DA的寄存器D10指定量程的寄存器D0上限D1下限指定需要读取的DA路数（0~1）说明：a)m1-指定需要输出的DA路数（最在数为设置软件开通的路数，超出报6712）；b)m2--指定上下限量程的寄存器，m2为量程上限，m2+1为量程下限，仅可指定D寄存器作为量程地址，其它数据报6712；c)上面的程序原理：当M0为ON时，将D10的数据（上限量程在D0，下限量程在D1）输出到DAC0；例：按上述的程序，1）假如：D0=1000，D1=0，DA的输出电压是0~10V，D10的数据是500，DA输出5V；2）假如：D0=0，D1=0，DA的输出电压是0~10V，D10的数据是2048，DA输出5V；3）假如：D0=1000，D1=-1000，DA的输出电压是0~10V，D10的数据是0，DA输出5V；。
2006-08-10 模拟量输入输出程序设计
2006-08-10模拟量输入输出程序设计一．模拟量输出模块FC106HELP 理解：在STEP7HELP 中，针对模拟量输出功能块FC106作了较为详细的描述。
在此，首先理解HELP 中的内容。
分析：在HELP 中，FC106被称为“Unscaling Value ”译成中文的意思是“非标定值功能模块”，或“非测量值功能模块”。
为什以起这么个名字呢？暂且不论！功能：图如下所示：IN UNSCALE ENENO REAL HI_LIM LO_LIM BIPOLARBOOLRET_VALWORD OUTINTFC106REAL REAL 输入上限输入下限输出极性输入输出返回值FC106参数说明：参数声明数据类型说明EN 输入BOOL 信号为1时启动FC106功能块ENO 输出BOOL 功能块FC106无错执行时，输出状态为1IN输入REAL 输入值非标定为一个整数值.HI_LIM 输入REAL 输入上限值.LO_LIM 输入REAL 输入下限值.BIPOLAR 输入BOOL 信号为1时，输出为双极性（BIPOLAR ）。
为0时输出为单极性（unipolar ）.OUT输出INT 非标定转换的结果。
RET_V AL 输出WORD若功能块FC106无错转换返回值为W#16#0000描述：非标定功能接受一个标定在上下限之间（LO_LIM 和HI_LIM ）的以工程单位表示的浮点输入值（IN ），并将其转换为整数值,结果送至输出(OUT)。
其计算公式如下：OUT =[((IN-LO_LIM)/(HI_LIM-LO_LIM))*(K2-K1)]+K 1…………⑴式中：常数K1和K2的设置取决于BIPOLAR 端是1还是0。
为1时为双极性BIPOLAR ，为0时为单极性UNIPOLAR 。
BIPOLAR （双极性）：输出整数设定为-27648和+27648，即K1=-27648，K2=+27648。
UNIPOLAR （单极性）：输出整数设定为0和+27648，即K1=0，K2=+27648超限：如果IN 输入值超限，会被限制在所设定的上下限值上，并在RET_V AL 输出出错值W#16#0008.。
PLC模拟量输入输出模块
1 引言可编程控制器(以下简称PLC)由于其高可靠性、编程简单、通用性强、体积小、结构紧凑、安装维护方便等特点，而在工业控制中得到了广泛应用。
PLC的模块一般分为以下几大类:开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块。
在工业控制中特别是过程控制领域中需要采集和控制的模拟量比较多，因而对PLC的模拟量输入、输出模块需要的较多，而模拟量输入、输出模块比较贵，增加模拟量输入、输出模块就增加了成本，降低了整个系统的性价比，限制了PLC的应用。
本文提出了一种基于通讯的模拟量输入、输出模块的扩展方法力图解决这一问题。
2 基于通讯的模拟量输入、输出模块的扩展方法(1) 模拟量输入模块扩展这里以一路12位模拟量输入为例，模拟信号以0～5V标准电压的形式送入信号输入端，应用12位A/D转换芯片MAX187实现模数转换。
MAX187是12位串行A/D，具有较高的转换速度，采样频率是75kHz，适用于较高精度的过程控制。
考虑到实际工业现场中的高频干扰，在采样信号送MAX187之前还使用了低通滤波器滤波，如图1所示。
图1 低通滤波、放大器及A/D转换MAX187具有内部参考电压，既4#管脚(REF)为4.096V，因此，A/D 转换的全量程为4.096V。
而输入信号是0～5V，因此，要加一级运放把0～5V转换成0～4.096V后送入MAX187。
AT89C52的P1.3和MAX187的片选端(CS)相连、AT89C52的P1.4和MAX187的串行时钟信号端(SCLK)相连、AT89C52的P1.5和MAX187的串行数据输出端(DOUT)相连。
模拟量采样的值存入单片机的内存中，再由单片机的串行口传送给PLC。
A/D转换的C51程序如下:#include#includesbit IC4_S = P1^4; /* AD输入端口设置*/sbit IC4_D = P1^5;sbit IC4_C = P1^3;void input(void ){ unsigned char idata i;unsigned int idata result=0x0000;IC4_C = 0; /* CS端为低电平*/for(i=0;i<12;i++){ result = result << 1;IC4_S = 0; /*时钟端产生时钟脉冲*/IC4_S = 1;if( IC4_D ) result++; /*从串行数据输出端读入A/D转换数据*/}IC4_C = 1; /* CS端为高电平*/pdat[1] = result;}MAX187的工作时序图见图2。
0-5v模拟量控制变频调速实验数据
0-5v模拟量控制变频调速
在许多应用中，需要通过控制电机的速度来实现各种功能。
其中，一种常见的方法是使用变频器（也称为变频驱动器或变频调速器）来改变电机的频率，从而改变电机的速度。
一般来说，你可以使用0-5V模拟量来控制变频器，从而控制电机速度。
以下是一个基本的步骤来实现0-5V模拟量控制变频调速：
1.硬件连接：首先，你需要将你的0-5V模拟量输入设备（例如，微控制器、PLC或者模拟电位计等）连接到你的变频器的模拟输入端口。
通常，这需要使用适当的电缆和接头，并且要确保连接是正确和安全的。
2.变频器设置：然后，你需要在变频器上进行一些设置。
这通常需要通过变频器的用户界面或者编程接口来完成。
你需要设置变频器接收0-5V模拟量输入，并且设置这个输入信号与电机速度的映射关系。
例如，你可能需要设置0V对应的是电机的最低速度，5V对应的是电机的最高速度。
3.模拟量控制：最后，你就可以通过改变你的模拟量输入设备输出的电压来控制电机的速度了。
例如，如果你使用的是微控制器，你可以编写程序来改变微控制器的模拟输出电压；如果你使用的是模拟电位计，你可以通过旋转电位计的旋钮来改变输出电压。
以上是一个基本的过程，具体实现可能会因为你使用的设备和需求的不同而有所不同。
在进行这些步骤时，一定要确保遵守所有的安全规定，尤其是在处理电气设备时。
PLC-300技术报告-模拟量采集与处理
电气与自动化工程学院PLC控制技术理论与实践课程研究型学习技术报告项目名称：基于PLC-300的模拟量采集与处理学生姓名：学号：项目序号：实验七专业：提交时间：指导老师：目录一、项目概述................................................. 错误!未定义书签。
项目任务................................................. 错误!未定义书签。
总体方案................................................. 错误!未定义书签。
工作流程图............................................... 错误!未定义书签。
项目分组................................................. 错误!未定义书签。
二、硬件设计................................................. 错误!未定义书签。
输入输出点数分析......................................... 错误!未定义书签。
输入点数：........................................... 错误!未定义书签。
输出点数：........................................... 错误!未定义书签。
I/O地址分配............................................. 错误!未定义书签。
外部硬件接线图........................................... 错误!未定义书签。
硬件组态................................................. 错误!未定义书签。
两种最常用的PLC输入输出方式：开关量和模拟量
两种最常用的PCL输入输出方式：开关量和模拟量开关量和模拟量是大家学习PLC初期使用最多的两种输入输出方式。
什么是开关量？什么是模拟量？这个问题必须弄清楚。
图1是一个典型能输出开关量信号的器件。
压力高时C和B两个触点闭合接通，输出压力高信号，压力低时C和A两个触点闭合接通输出压力低信号。
有了这样的信号就实现把就地的压力信号，远传到远处的电气控制柜去参与自动远程控制了，其中C和B是一个开关量，C和A也是一个开关量。
所以一个开关触点就是一个开关量，它的特性是同一时刻要么接通要么断开。
接通就是1，代表有有信号，断开就是0，代表没有信号。
这就是所谓的开关量信号。
压力表虽然能把压力信号传到远处，但它传输的只是有无压力这样的信号，无法知道实时压力值到底是多少。
图2中的器件叫压力变送器。
压力变送器的内部就是一块电路板，电路板连接着一个压力传感器F。
它的工作原理是压力传感器F把检测到的压力传到电路板的C，检测信号进入电路板后，通过电路板的转换与计算，把这个压力信号转换成一个电流信号由A和B这两个点输出。
图中右边就是转换过程的示意图，它可以把一个0-10kpa的压力信号转换成一个4-20mA的电流信号，由A和B这两个点输出。
这时我们就说A和B这两个点输出的就是一个模拟量信号。
模拟量信号的特点是它的值是在一个数值范围内是连续可变的。
下面看一下模拟量信号是如何进行远距传输的。
我们管道上安装一块量程为0-10kpa的压力变送器，电源正极接压力变送器的B点，负极串联一块万用表到压力变送器的A点，并将万用表打到电流档。
当压力变送器C点的压力是5kpa时，万用表的的电流读数是12mA。
正好是4-20mA的电流信号的中间值，而5kpa也正好是0-10kpa压力值的中间值。
当压力变送器C点的压力是10kpa时，万用表的的电流读数正好是20mA。
这样0-10kpa压力值就对应了4-20mA的电流信号值，我们只要在远方通过一个接受设备把这个4-20mA的电流信号值提取出来，再通过一定的计算，就能知道就地的压力值是多少了。
模拟量输入原理
模拟量输入原理
模拟量输入原理是指将连续变化的模拟信号转换成数字信号的过程。
在模拟量输入中，首先需要将模拟信号经过信号调理电路进行滤波、放大和线性化处理，以确保稳定和准确的测量。
然后，将经过处理的模拟信号传递给模数转换器（ADC），
将模拟信号转换为数字信号。
模数转换器通过对模拟信号进行采样和量化，将连续变化的模拟信号分成若干个离散的数值点。
采样是指在固定时间间隔内对模拟信号进行测量并记录，而量化则是将采样得到的模拟信号值转换为离散的数字值。
模数转换器通常会根据设定的精度进行量化操作，将模拟信号的幅度映射到一定数量的二进制位上。
量化的结果是数字信号，表示了模拟信号在给定时间点上的离散数值。
最后，将得到的数字信号通过数据接口传输给数据处理系统进行后续的计算和分析。
模拟量输入原理的关键在于信号调理电路的设计和模数转换器的精度和性能。
总的来说，模拟量输入原理是将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号的过程，通过信号调理电路和模数转换器的配合完成。
这种转换方法可以使得模拟信号在数字系统中进行准确的测量和处理。
模拟量实验
模拟量输入输出实验（一）
班级：2010级自动化
任务时间：2013.4.15-2013-4.29
实验目的：掌握模拟量输入输出的信号处理过程及PLC的硬件接线，熟练设计模拟量输入输出程序，为后续
PID控制奠定基础。
实验设备：S7-300(CPU314C-2PTP),外部电源，PC;
实验要求：
1、读取外界给定的可变电压值（0-5V）;
2、按照1:2的关系输出电压（如：输入2V,输出4V）；
3、程序中建议采用FC105、FC106；
4、实现PLC和组态王的连接；
5、组态王界面要求：能读取PIW、FC105的输出、FC106的输出、输入电压、输出电压的数值；利用实时曲线监控输入模拟量的变化；
6、自行接线；
7、附加功能（可选）：实现给定电压值的输出（如：在组态王利给定3V，在PLC的输出为3V），并可通过开关切换附加功能和原要求功能的切换；。
实验的七+DCS控制实验的系统地认识
实验七DCS 控制实验系统的认识一、 MACS DCS 控制系统简介MACS 是和利时公司集多年的开发、工程经验设计的大型综合控制系统。
该系统采用了目前世界上先进的现场总线技术 （ProfiBus-DP 总线），对控制 系统实现计算机监控，具有可靠性高，适用性强等优点，是一个完善、经济、可 靠的控制系统。
1.1 MACS DCS 简介MACS 系统的体系结构如图7.1所示。
—I1 1 || L”工程仔站HtpfiSL,呂I =戏兀 ^lOONhpsR双冗余眼务豁 e翟冗勲lowbps 网10川伽网G- 柜式安螯图7.1 MACS系统的体系结构和利时DCS系统FM系列硬件说明系统中DCS的硬件组成：主要由工程师站、操作员站、主控、端子模块和通讯网络组成。
1、工程师站工程师站是配有系统组态软件的计算机，工程师站能够对应用系统进行功能组态，包括操作员站组态和控制器组态，并进行在线下装和在线调试，是工程师对工程实施各种控制策略和人机交互方式的工作平台。
2、操作员站操作员站是配有实时监控软件和各种可配置的人机接口设备的计算机，完成对生产过程和现场参数的实时监视与操作。
操作员站可全面完成对现场工艺状况的显示、报警、打印、历史数据记录和再现及报表等功能。
工程师站和操作员站均运行在基于Windows NT/2000 构架的PC平台之上。
3、主控单元冗余主控模块是整个FM系列硬件系统的控制单元，采用双机冗余配置，内部具有硬件构成的冗余切换电路和故障自检电路，是实施各种控制策略的平台，也是系统网络和控制网络之间的枢纽。
本实验室组网模式为一台主控控制天煌设备，另一台控制华晟7套设备，上层工业以太网组网连接，在各个操作员界面控制，更多的利用了主控。
4、I/O单元FM系列硬件系统的智能I/O单元由置于主控机柜的I/O模块及对应端子模块共同构成，I/O模块与对应端子模块通过预制电缆连接，用于完成现场数据的采集、处理与驱动，实现现场数据的数字化。
plc实验原理
plc实验原理PLC实验原理。
PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业控制的数字计算机。
它能够自动化地控制机器设备，广泛应用于工业生产中。
PLC实验是学习和掌握PLC工作原理的重要环节，通过实验可以更加直观地理解PLC的工作原理和应用技术。
PLC实验的基本原理是通过输入模块采集外部信号，经过PLC 内部的逻辑运算和控制处理，再通过输出模块控制执行器完成相应的动作。
在实际的PLC实验中，通常会涉及到数字电路、传感器、执行器等多个方面的知识，下面将从几个方面介绍PLC实验的基本原理。
首先，PLC实验中常用的输入模块包括数字量输入模块和模拟量输入模块。
数字量输入模块主要用于采集开关信号、按钮信号等离散的输入信号，而模拟量输入模块则用于采集温度、压力等连续变化的模拟信号。
通过输入模块的采集，PLC可以获取外部设备的工作状态和参数信息，为后续的控制提供必要的数据支持。
其次，PLC实验中常用的输出模块包括数字量输出模块和模拟量输出模块。
数字量输出模块主要用于控制继电器、电磁阀等开关型执行器，而模拟量输出模块则用于控制变频器、伺服电机等连续调节型执行器。
通过输出模块的控制，PLC可以实现对外部设备的开关控制和调节控制，从而实现自动化的生产过程。
另外，PLC实验中需要了解PLC的编程和逻辑控制原理。
PLC的编程语言主要包括梯形图、指令表、功能块图等多种形式，通过编程可以实现对输入信号的逻辑运算和控制输出信号的逻辑判断。
在实验中，学习者需要掌握PLC编程的基本语法和逻辑规则，理解不同的逻辑控制指令和功能模块的作用，从而能够编写出符合实际控制需求的PLC程序。
最后，PLC实验还需要了解PLC的通信原理和网络控制技术。
随着工业自动化的发展，PLC系统通常需要与上位机、下位机、传感器、执行器等设备进行数据交换和控制通信，因此学习者需要了解PLC的通信接口、通信协议和网络配置等相关知识，以便能够实现PLC系统的远程监控和集中控制。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验七：模拟量输入输出实验
实验目的：
掌握EM235模块的使用方法
掌握S7-200模拟量输入输出的方法
实验环境：
THPFSM-1.2型实验台
PC机
Step7-Micro/Win软件
MCGS组态软件
实验原理：
1. EM235模块的接口连接，可参见EM235说明书（上网下载相关说明书，有相关毕业设计的同学会用到）
2. 模拟量输入输出原理：EM235的模拟量范围是0-5V（或0-10V，与设置有关），其对应的数字量是：单极性，全量程范围-32000～+32000
实验内容：
1. 实验任务：
（1）编写S7-MICRO/WIN程序，每隔1秒钟，VW0中的数值增加工厂100，将该值传送到VW2后向PLC的AQW0输出该数据，把EM235的模拟输出量接入直流电压表，
测量该值。
（2）编写上位机MCGS程序，读取下位机VW0中的数据并显示。
（3）编写上位机MCGS程序，对VW2中的数值进行处理，转化成其对应的模拟量后在MCGS中显示。
注意，该值应与直流电压表中测量的结果一致。
（4）完善下位机程序，将AIW0中的数据送入VW4，和VW6。
编写MCGS程序，在其中读取VW4中的数据并显示，注意该值是一个0-32000之间的数字量；在MCGS
中读取VW6中的数据并显示，注意该值是一个模拟电压值，其值可能在0-5或
0-10V之间。
2．编写下位机程序
参考代码如下（可参见有关资料）:
3.编写MCGS工程
（1）增加实时数据库变量
AO（输出的模拟电压值），ShowAO（AQW0寄存器中的值）；
AIA（输入的模拟电压值），AID（AIW0寄存器中的值）；
（2）增加PLC的数据通道，如下图示：
增加了WB0,WB2,WB4,WB6四个数据通道，并将这四个通道与ShowAO/AO/AID,AIA四个数据库变量进行绑定。
（3）通道的数据处理
将AO处理为AO=AO/3200（依据：根据数模转换的公式，把数字量转化为其对应的模拟量）。
将AIA处理为AIA=AIA/4800（依据，根据数模转换的公式，把数字量转化为其对应的模拟
量）。
（4）在MCGS用户窗口中增加四个标签控件，显示四个数据库变量，注意设置其小数位数。
（5）运行程序
a)连接PLC电源和地；
b)将实验面板上“直流可调电源”接入PLC的AI输入区中的A输入，将PLC的AO模
拟量输出区中的VO接“直流数字电压表”
c)同时运行PLC程序和MCGS程序，MCGS界面如下所示。
实验总结：（当EM235工作单极性模式，输入输出模拟量在0-10V之间，试写出此时的模拟量与对应的数字量之间的线性关系式。
并用梯形图实现这种关系）。