西门子S7-300 PLC基础与应用最新课件-第8章 模拟量控制
S7-300模拟量处理及闭环控制
PLCS7-300Date:2011-12-12File:Analog.3SIMATIC ®S7Siem ens AG 2003. All rights reserved.SITRAIN Training for Automation and Drives• • • • •p界： • •±500mV ±1V ±5V ±10V ±20mA 4...20mADACPQW ...PQW ...:::PQW ...MRADCPIW ...PIW ...:::PIW ...CPU ::::::L PIW 304T PQW 320:......................................pH PLC: ± 500mV, ± 10V, ± 20mA,CPU ADC“L PIW…” “T PQW...” DACDate:2011-12-12File:Analog.4SIMATIC ®S7Siemens AG 2003. All rights reserved.SITRAIN Training for Automation and Drives“A” “B” “C” “D”Date:2011-12-12File:Analog.5SIMATIC ®S7Siemens AG 2003. All rights reserved.SITRAIN Training for Automation and DrivesS7-300 CPU CPUCPU RUN ( ) SFC RUN STOP STOP RUN CPU CPU OB82 (OB40OB47) ( ) CPU OB40 47 :Date:2011-12-12File:Analog.6SIMATIC ®S7Siemens AG 2003. All rights reserved.SITRAIN Training for Automation and DrivesSM335 ( )SM331：：：：A/D …：：/“ ” “deactivated”Date:2011-12-12File:Analog.7SIMATIC ®S7Siemens AG 2003. All rights reserved.SITRAIN Training for Automation and DrivesSM335 ( )SM332CPU STOP ：： CPU STOP (SV) - ”0”; “ ” (KLV) - CPU STOP (OCV) CPU STOP (V/I = 0 V/mA)Date:2011-12-12File:Analog.8SIMATIC ®S7Siemens AG 2003. All rights reserved.SITRAIN Training for Automation and Drives20212223242526272829210211212213214VZ 度接 .0123456789101112131415+： 111***************15*= 0 18000000001128********8402010840000000000000000000002164132116181412*********************************************************************9101112131415 =0 15 =115 “0”8 15S7-300SM334 4 5 msDate:2011-12-12File:Analog.9SIMATIC ®S7Siemens AG 2003. All rights reserved.SITRAIN Training for Automation and Drives±10V>= 11.75911.7589:10.000410.007.500-7.50-10.00-10.0004:-11.759<= -11.763276732511:2764927648207360-20736-27648-27649:-32512-327684 .. 20mA>= 22.81522.810:20.000520.00016.000::4.0003.9995:1.1852<= 1.18453276732511:276492764820736::0-1:-4864-32768-200...+850ºCPt1003276710000:85018500:::-2000-2001:-2430-32768>= 1000.11000.0:850.1850.0:::-200.0-200.1:-243.0<= -243.10...300Ohm>=352.778352.767:300.011300.000225.000::0.0003276732511:276492764820736::0-32768-1:-4864•±80mV •±2.5 V •±3.2 mA •±250 mV •±5V •±10 mA •±500 mV •±10V •±20 mA•±1 V-27648 +27648•0 to 2 V •0 to 20 mA • 1 to 5 V • 4 to 20 mA 0 +27648•0 to 150 Ohm •0 to 300 Ohm •0 to 600 Ohm0 +27648•Pt 100-200 to + 850 ºC -2000 to + 8500•Ni 100-60 to + 250 ºC -600 to + 2500•K -270 to + 1372 ºC -2700 to + 13720•N -270 to + 1300 ºC -2700 to + 13000•J -210 to + 1200 ºC -2100 to + 12000•E -270 to + 1000 ºC -2700 to + 10000.Date:2011-12-12File:Analog.10SIMATIC ®S7Siemens AG 2003. All rights reserved.SITRAIN Training for Automation and Drives>=3276732511:2764927648:0:-6912-6913:::-27648-27649:-32512<=-32513011.7589:10.000410.0000:00 to 10V1 to 5V 05.8794:5.00025.0000:1.0000011.7589:10.000410.0000:0:::::::-10.0000-10.0004:-11.75890±10V0.999900023.515:20.000720.000:00 to 20mA 4 to 20mA 022.81:20.00520.000:4.000023.515:20.000720.000:0:::::::-20.000-20.007:-23.5150±20mA3.999500-27648 +27648•±10V •±20mA0 +27648•0 10V • 1 5V •0 20mA •420mA(0V, 0mA)Date:2011-12-12File:Analog.11SIMATIC ®S7Siemens AG 2003. All rights reserved.SITRAIN Training for Automation and DrivesS7-300IM256to 270336to 350352to 366368to 382304to 318320to 334272to 286288to 302响 器：：2 3 4 5 6 7 8 9 10 11384to 398400to 414432to 446448to 462464to 478480to 494496to 510416to 430 1IM响 器CPU512to 526528to 542544to 558560to 574576to 590592to 606608to 622624to 638 2IM响 器3640to 654656to 670672to 686688to 702704to 718720to 734736to 750752to 766IM响 器S7-300 (PII) (PIQ)256 767 216L PIW322 0 8Date:2011-12-12File:Analog.12SIMATIC ®S7Siemens AG 2003. All rights reserved.SITRAIN Training for Automation and DrivesHI_LIM = 500.0LO_LIM = 0.027648-27648(M 0.0 = 1 )( )B27648HI_LIM = 500.0LO_LIM = 0.0(M 0.0 = 0 )( )AOUTININOUTx x+1Δx x+1Δ500A 0V 10VB -10V 10VB -27648 +27648-10V +10V -27648 +27648FC 105 STEP 7 Standard Library TI-S7 Converting Blocks S7 FC 105ININ INT LO_LIM, HI_LIM LO_LIM ( ) HI_LIM ( ) , 0 500OUT OUT (LO_LIM <= OUT <= HI_LIM)BIPOLARBIPOLAR “0” 0 +27648 “1” -27648 +27648 RET_VALRET_VAL 0Date:2011-12-12File:Analog.13SIMATIC ®S7Siemens AG 2003. All rights reserved.SITRAIN Training for Automation and Drives276480 0.0(LO_LIM)100.0(HI_LIM)IN OUT0.0(LO_LIM)100.0(HI_LIM)IN OUT 27648-27648AB(M 0.0 = 0 )( )(M 0.0 = 1 )( )0.0 100.0% FC106 0 27648 -27648 +27648 0V +10V -10V +10VA 0% 0 (0V 0mA) 100% ( +10V 20mA)B 0% (-10V -20mA) 100% ( +10V 20mA)– – FC106 STEP 7 Standard Library TI-S7 Converting Blocks S7 FC 106INREALLO_LIM, HI_LIM LO_LIM ( ) HI_LIM ( ) , 0.0% 100.0%OUT INT OUTBIPOLARBIPOLAR “0” 0 +27648 “1” -27648 +27648 RET_VALRET_VAL 0Date:2011-12-12File:Analog.14SIMATIC ®S7Siemens AG 2003. All rights reserved.SITRAIN Training for Automation and Drives: SM3351. HW Config “My_Station“SIMATIC®Manager ->2.Edit -> Object Properties3.4. /HW Config -> Station -> Save and compile5. CPUHW Config -> PLC -> Download...Date:2011-12-12File:Analog.15SIMATIC ®S7Siemens AG 2003. All rights reserved.SITRAIN Training for Automation and Drives: SM3311. HW Config “My_Station“SIMATIC®Manager ->2.Edit -> Object Properties3.4. /HW Config -> Station -> Save and compile5. CPUHW Config -> PLC -> Download...Date:2011-12-12File:Analog.16SIMATIC ®S7Siemens AG 2003. All rights reserved.SITRAIN Training for Automation and Drives架：架：架：CPU STOP “ ” “ ”SIMATIC ®ManagerSIMATIC ®Manager -> Options -> Customize -> View 1)SIMATIC ®Manager -> PLC -> Hardware DignosticsCPU Module InformationModule InformationDate:2011-12-12File:Analog.17SIMATIC ®S7Siemens AG 2003. All rights reserved.SITRAIN Training for Autom ation and Drives:AI2AI10 500kg-15V...+15VAI1AI2AO1AO2V 0100 (10V)PIW 304AI0 (27648)QW 6DO0 500 kgBCD1230 I 0.6 = 1BCD 18 AUTO 10V) ( 0 500kg B CD OB 35 )FC (0“S_ weight/quantity” (I 0.6) (0 500kg) 250ms1. 2. 3.S7 CPU“Error32”OB 35 TI-S7 Converting BlockOB 35 FC 105. M 35.0 “1” I 0.6 OB 35 ( CPU -> Cyclic Interrupt FC 18“0” BCD ) 250ms I 0.6 M 35.0CPU HW Config -> S7“Error32” BCD FC 18 CPU4.:: < 100Kg0 V AI1 10Bay 3 "BAY3"> 400KgAI2 AO1 -15V...+15V AO2AI1AI20500kgBCD 0 1 2 3 2 Hz Bay 3 "L_BAY3"I 0.6 = 1Bay 3 "T_PB3"SIMATIC® S7Siemens AG 2003. All rights reserved.Date: File:2011-12-13 Analog.18SITRAIN Training for Automation and DrivesAUTO BCDBay 1 )Bay 2 “S_ weight/quantity” (I 0.6) (0 500kg) - with errors 400kg(:OB 35:100kg : "M_weight_ok" (M 35.0) = 0 -> “M_weight_ok” (M 35.0) = 1 -> FC 16: ‘reject at Bay 3‘ ( FC 17) FC 17: Bay 3 LED 2Hz FC 18: 1. “Error32” 2. S7 S7 “Error32” “Extensions32” CPUBay 3 Bay 3 ( FC 16)S7响器:FB9 HL LIMIT ACTV HI_LIM LO_LIM LL HYS HL LL t HYS QH QLHYSQH QLSIMATIC® S7Siemens AG 2003. All rights reserved.Date: File:2011-12-13 Analog.19SITRAIN Training for Automation and Drives环激´暂 - 温点膨范 留种 - 经留 留的调种的立 留Y胀 始种粘调种的立种种留种 留种-留Y胀 经留 种种 种种填留Y胀 经留经留- 经种经种度 温点膨范 必 情 粘激度 环激´暂环激´暂环激´暂环点度0抗W累胀´粘ff障那釐Make Presentation much more fun@WPS @kingsoftwps。
西门子S7-300 PLC基础与应用最新课件-第8章 模拟量控制
可使用模拟量输入模块 SM331, AI8x12Bit（订货 号：6ES7 331-7KF02-0AB0）。该模块具有诊断和 硬件中断功能，且最多可处理 8 个模拟量输入（4～ 20mA；PT 100；热电偶）。
日期：2020/10/20
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8.模拟量的规范化输出
日期：2020/10/20
页码： 5
西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量的处理
1. 模拟量输入通道的量程调节
每个模拟量输入模块（AI）都有2～8模拟量输入通道， 在使用之前必须对所使用的模拟量输入模块进行相关设 置：
➢ 通过模拟量输入模块内部的跳线，同一个模拟量输入 模块每个通道组间可以连接不同类型的传感器；
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西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量输入模块的接线
问题2：如何连接PT100电阻温度计？ 4/12 电压测量变送器的连接
采用隔离连接
电压变 送器
背板 总线
如果要在EMC干扰极强的地区使用SM331模块，则应将M-与 Mana连接起来。这样，输入和Mana参考电位之间的电位差就不 会超出允许值。
物理量
模拟 执行器
模拟量输入模板
MR 模块
ADC
结果 存储器
PIW ... PIW ... ::: PIW ...
模拟量输出模板
DAC
PQW ... PQW ... ::: PQW ...
CPU
: : : : : : L PIW 304
......................................
西门子PLCs7-300教程
PLC的功能 通信、联网功能
PROFIBUS DP
PROFIBUS PA (Ex)
PROFIBUS PA
PLC的功能 人机界面功能
PLC的功能 编程、调试等
使用复杂程度不同的手持、便携和桌面式编程器、工作站和操作屏，进行编程、调试、监视、试验和记录，并通过打印机打印出程序文件。
4.户外型CPU CPU 312 IFM：具有紧凑式结构的户外型产品。内部带有集成的数字量I/O，具有特殊功能和特殊功能的特殊输入。比较适用于恶劣环境下的小系统。 CPU 314 IFM：具有紧凑式结构的户外型产品。内部带有集成的数字量I/O，并具有扩展的特殊功能，具有特殊功能和特殊功能的特殊输入。比较适用于恶劣环境下且对响应时间和特殊功能有较高要求的系统。 CPU 314（户外型）：具有高速处理时间和中等规模I/O配置的CPU。比较适用于恶劣环境下，要 求中等规模的程序量和中等规模的指令 执行时间的系统。
PS 电源模块
CPU
IM 接口
SM: AI
SM: AO
FM: - 计数 - 定位 - 闭环控制
CP: - 点-到-点 - PROFIBUS - 工业以太网
系统背版总线
导轨（机架）
S7-300模块
电源模块 （选项）
后备电池 （CPU313以上）
3.革新型CPU(1/2) CPU 312（新型）：是一款全集成自动化（TIA）的CPU，比较适用于对处理速度中等要求的小规模应用。CPU运行时需 要微存储卡MMC。 CPU 314（新型）：对二进制和浮点数运算具有较高的处理性能，比较适用于对程序量中等要求的应用。CPU运行时需 要微存储卡MMC。 CPU 315-2DP（新型）：具有中、大规模的程序存储容量和数据结构，如果需要可以使用SIMATIC功能工具；对二进制和浮点数运算具有较高的处理性能；具有PROFIBUS DP主/从 接口。可用于大规模的I/O配置或建立分布 式I/O结构。CPU运行时需要微存储卡MMC。
西门子S7-300PLC模拟量编程
西门子S7-300PLC模拟量编程西门子S7-300PLC模拟量方面的实例，包含了以下几个方面的要点：1、对变送器进行取值，并进行控制2、对模数功能块FC105 进行调用3、对AI 模块进行设置4、对AI 量程块进行选择这个实例，调试的是一个流量调节回路中，流量变送器输出2-2-MA DC信号到SM331 模拟输入模块，模块将该信号转换成浮点数，然后在程序中调用FC105将该值转换成工程量，我们就可以监视实际工程中的流量值了。
模拟量AI 采用SM311 模块是8x12Bit（8 通道12 位）对应货号是6ES7 331-7KF02-OABO，在模数转化上利用传感器或变送器的，电压或电流取出的值，到AI 模块上进行转换，然后把值传给西门子的CPU 进行处理，从而检测控制传感器的值，如图：模拟量输入模块模拟量输入用于连接电压和电流传感器、热电耦、电阻和热电阻，用来实现PLC 与模拟量过程信号的连接。
模拟量输入模块将从过程发送来的模拟信号转换成供PLC 内部处理用的数字信号。
本次工程用的是SM311 输入模块如下图所示。
该模块具有如下特点：分辨率为9 到15 位+符号位（用于不同的转换时间），可设置不同的测量范围。
通过量程模块可以机械调整电流/电压的基本测量范围。
用STEP 7硬件组态工具可进行微调。
模块把诊断和超限中断发送到可编程控制器的CPU 中。
模块向CPU 发送详细的诊断信息。
模拟量输入模块的接线方式两线制电流和四线制电流都只有两根信号线，它们之间的主要区别在于：两线制电流的两根信号线既要给传感器或者变送器供电，又要提供电流信号；而四线制电流的两根信号线只提供电流信号。
因此，通常提供两线制电流信号的传感器或者变送器是无源的；而提供四线制电流信号的传感器或者变送器是有源的。
因此，当PLC 的模板输入通道设定为连接四线制传感器时，PLC 只从模板通道的端子上采集模拟信号，如图2-3，而当PLC 的模板输入通道设定为连接二线制传感器时，如图2-2，PLC 的模拟输入模板的通道上还要向外输出一个直流24V的电源，以驱动两线制传感器工作。
西门子s7300模拟量处理(共19张PPT)
模拟量模板的参数
SIMATIC® S7
Siemens AG 2003. All rights reserved.
双击
Date: File:
2022/4/19 Analog.5
SITRAIN Training for
Automation and Drives
SM335 (输入)
模拟输入模板
SM331
双向(M 0.0 = ´1´) (提供正负电压给执行器)
OUT
27648
B
0
0.0 (LO_LIM)
IN
100.0 (HI_LIM)
-27648
SITRAIN Training for
Automation and Drives
练习: 配置模拟量模板SM335
SIMATIC® S7
Siemens AG 2003. All rights reserved.
: : 4.000
27648 20736
: : 0
3.9995 :
1.1852
<= 1.1845
-1 :
- 4864
- 32768
>=352.778 32767
352.767 :
300.011
32511 :
27649
300.000 225.000
: : 0.000
27648 20736
: : 0
不允许 负值
Siemens AG 2003. All rights reserved.
Date: File:
2022/4/19 Analog.7
SITRAIN Training for
Automation and Drives
西门子PLCs7-300教程
输入处理（输入传送、远程I/O）
通信服务（外设、CPU、总线服务）
更新时钟、特殊寄存器
STOP
CPU运行方式？ RUN
执行程序
扫描 过程
处理程序
执行自诊断
PLC正常？
Y
N 存放自诊断错误结果
致命错误？
N
Y CPU强制为STOP
扫描 过程
出错 处理
信号
PLC的扫描过程
输
输
入
I0.0
I0.1
Q4.1
出
✓数学运算功能 ✓数据处理 ✓模拟数据处理
PLC的功能
➢ 输入/输出接口调理功能
具有A/D、D/A转换功 能，通过I/O模块完成对 模拟量的控制和调节。
PLC的功能
➢ 通信、联网功能
PROFIBUS DP
PROFIBUS PA (Ex)
PROFIBUS PA
PLC的功能
➢ 人机界面功能
PLC的功能
➢紧凑型CPU（6种） ➢标准型CPU（5种） ➢革新型CPU（5种） ➢户外型CPU（3种） ➢故障安全型CPU（3种） ➢特种型CPU（2种）
1.紧凑型CPU(1/2)
CPU 312C：带有集成的数字量输入和输出，并具有与过程 相关的功能，比较适用于具有较高要求的小型应用。CPU运 行时需要微存储卡（MMC）。
西门子PLC培训教程
第一章 西门子PLC简单概述 第二章 PLC系统特性及硬件介绍 第三章 使用STEP7创建一个工程 第四章 西门子编程语言学习 第五章 西门子的程序设计 第六章 利用WinCC flexible软件创建工程系统
第1章 PLC概述
§1.1 PLC的产生 §1.2 PLC的定义和分类 §1.3 PLC的功能和特点 §1.4 PLC的结构与工作过程
西门子s7-300PLC课程
第一节概述1电器是一种能根据外界的信号和要求，手动或自动地接通或断开电路，断续或连续地改变电路参数，以实现电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节用的电气设备。
简言之，电器就是一种能控制电的工具，最基本、最典型的功能就是“开”和“关” 。
2电器在电力输配电系统和电力拖动自动控制系统中被广泛应用。
一、电器的分类（一）按工作电压等级分： 1. 高压电器用于1200V AC、1500VDC及以上电路中的电器。
（例如高压断路器、高压隔离开关、高压熔断器等）2. 低压电器用于1200V AC（50Hz或60Hz）、1500VDC及以下电路中起通断、保护、控制和调节作用的电器（简称电器）。
（例如接触器、继电器等）（二）按动作原理分1.手动电器人手操作发出动作指令的电器。
（例如刀开关、按钮等）2.自动电器产生电磁吸力而自动完成动作指令的电器。
（例如接触器、继电器、电磁阀等）（三）按用途分：1.控制电器用于各种控制电路和控制系统的电器。
（例如接触器、继电器、电动机起动器等）2.配电电器用于电能的输送和分配的电器。
（例如高压断路器、低压断路器）3.主令电器用于自动控制系统中发送动作指令的电器。
（例如按钮、转换开关等）4.保护电器用于保护电路及用电设备的电器。
（例如熔断器、热继电器等）5.执行电器用于完成某种动作或传送功能的电器。
（例如电磁铁、电磁离合器等）(四)、低压电器的分类0；按电器的动作性质分：手动电器和自动电器；按电器的性能和用途分：控制电器和保护电器按有无触点分：有触点电器和无触点电器按工作原理分：电磁式电器和非电量控制电器•接触器：交流接触器直流接触器•继电器：电磁式继电器：电压继电器电流继电器中间继电器时间继电器：空气阻尼式、电动式电子式热继电器速度继电器主令电器：按钮行程开关开关接近开关光电开关凸轮控制器与主令控制器万能转换开关第二节接触器接触器分交流、直流两种，是用来自动接通和分断大电流电路的电器。
S7-300PLC的应用(西门子s7-300授课资料,拿来大家共享!)
监控系统MPI网络拓扑结构图
控制系统硬件设计
• 监控系统由位于水厂区的上位PC机、主站PLC、变频恒
压控制站和水源地的三个从站PLC组成。上位PC机通过 CP5611网卡与主站PLC完成整个系统的现场数据检测、 数据处理及计算等工作。主站PLC完成两方面的工作，一 是水厂区现场数据的采集及变频恒压供水的控制；二是与 水源地的三个从站进行远距离通信和控制，完成水源地现 场数据的采集与深井泵的控制。 根据现场实际情况，数据回路有7路模拟量，选择模拟 量输入输出模块SM334，该模块包括4路模拟量输入和2 路模拟量输出。同时另选用2片CD4066模拟开关进行扩展， 构成8路模拟量输入。主站PLC的组成如图所示。
变频器参数设置
MM440与主站PLC的PROFIBUS通信参数
S7-300 PLC在恒压供水控制系统中的应用
•本系统是一个液位控制系统，通过变频器带动水泵将储水罐中 的水打入上位水箱；通过调节管道上阀门的开度来控制流量。 要实现阀门开度与阀门实际输出流量成线性关系，其
•必须保证的前提条件是阀门入口处的水压应为恒定值，也就是
• SIEMENS公司S7系列PLC的 MPI网络速度可达 187.5Mbps；通过一级中继器传输距离可达1km。根据水 厂的具体情况，确定以MPI方式组成网络，主站PLC为 S7-300系列的CPU312IFM；从站为S7-200系列的 CPU222.这样既满足了系统要求，又节省了成本，这种分 布式监控系统具有较高性能价格比。系统中PLC的物理层 采用RS485接口，网络延伸选用带防雷保护的中继器，使 系统的安全运行得到了保证，MPI网络的拓扑结构如图所 示。
• 某特种钢铁公司钢管厂新增1台ф133 Accu-roll轧机。考虑到 钢管生产工艺特点及轧机的控制要求，系统采用西门子公司S7300 PLC。 • 控制系统具有自动、半自动、手动3种工作方式，轧机主要包 括以下几部分： • (1)主机架调整系统。主要包括左右侧压进调整控制、上下导 盘垂直调整控制、上下导盘轴向调整控制。
西门子PLCS7-300培训教材ppt课件
网络详细信息
西门子 PLC教程S7-300
块结构和块编辑
OB 1
FB
FB
FC
FB
FB
FB
FB
FC
FC
西门子 PLC教程S7-300
操作系统
循环
定时
过程
故障
图例:
OB = 组织块 FB = 功能块 FC = 功能 SFB = 系统功能块 SFC = 系统功能 DB = 数据块
DB OB
用OPN DI打开 位, 字节, 字, 双字
缩写
I/Q I / QB IW / QW ID / QD
M MB MW MD PIB / PQB PIW/PQW PID/PQD T C DB
加在一起的最大区域
0.0 --- 65,535.7 0 --- 65,535 0 --- 65,534 0 --- 65,532
- 带参数 / 数据保持 - 不带参数 / 数据保持
功能 (FC) 数据块 (DB)
- 只传递一个返回值 (调用时必须分配参数)
- 数据不保持 - 可带参数
- 结构化，局部存储 (背景 DB) - 结构化，全局数据存储
(在整个程序中均有效)
西门子 PLC教程S7-300
系统块
块类型
特点
系统功能 (SFC)
使用格式 十进制数值 十六进制值
二进制值 ‘ASCII码文本’
举例 20 16#4E4F 2#100 1110 0100 1111 ‘How are you?’
无符号整数 十进制 0或1 0～255 0～65535
0～ 4 294 967 295
十六进制
0～FF 0～FFFF 0～FFFFFFFF
S7-300PLC模拟量模块编程与应用
摘 要 ： 文 介 绍 了 Ｓ ３ ０Ｐ Ｃ模 拟 量 模 块 特 点 、 能 和 功 能 ， 出 了 模 拟 量 模 块 的 量 程 转 换 原 理 ， 后 以实 例 本 ７— ０ Ｌ 性 给 最 说 明 ｓ ３ ０Ｐ Ｃ模 拟 量 模 块 编 程 和应 用 。 ７— ０ Ｌ 关 键 词 ：７— ０ Ｐ Ｃ； 拟 量 模 块 ； ／ Ｄ Ａ ｓ ３０ Ｌ 模 Ａ Ｄ；／ 中图 分 类 号 ：Ｐ７ ． ；Ｔ ３ １ １ Ｔ ２ １ ４ Ｐ １ ．１ 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ４— ４ ０ ２ １ ）２— ００— ３ １０ ０ ２ （０ １ ０ ０ ３ ０
槽 决定 ； ｄ 电压 、 ． 电流传感 器 、 电偶 、 热 电阻和 电阻式 温度
中， 模拟量处 理模块 是用来处理模拟量信号 的 ， 其主要
功能是 ： 把生 产过 程 中送来 的模 拟信 号转换 成数 字信 号（ ／ Ａ Ｄ转换 ） 或将 经过 Ｃ Ｕ的 内部 程 序处理 ， ； Ｐ 以数
机构 。这样就需要在程序 中调用模 拟量功能块完 成量
模块连线选定 ， 调 由 ｓ 微 ７—３０ Ｌ ０ Ｐ Ｃ的 Ｓ Ｅ ７ 硬 件组 ＴＰ “
态” 功能进行设定 ；
ｇ 中断能力 ： 块 将诊 断 和超 限 中断传送 到 Ｐ Ｃ ． 模 Ｌ
的 Ｃ Ｕ中 ； Ｐ
ｈ 诊 断 ： 块将 大 量 的诊 断信 息传 送 到 Ｃ Ｕ 中 ， ． 模 Ｐ
机 床 电器 ２ １． ０ １２
Ｐ Ｃ ・ 频 器 ・ 算 机 — — ｓ ３０ Ｌ Ｌ 变 计 ７— ０ Ｐ Ｃ模 拟 量模 块 编程 与 拟 量 模 块 编 程 与 应 用
孙淑 惠 ， 王 辰 （ 秦皇 岛燕大 汽车零 部件制 造有 限公 司 ，６ ０ ４ ０６０ ）
西门子S7-200 SMART PLC原理及应用教程课件第八章
图8-13 PLC与步进驱动器的连接
驱动器个接口的含义如表8-4所示，平时用到的小型比步进电机多为 两相，上图为四线接法。
表8-4 驱动器引脚
信号名
说明
信号名
说明
PUL+
脉冲信号(+)输入 ENABLE+
使能信号(+)输入
随着步进电动机在各方面的广泛应用，步进电动机的驱动装置也从分立元件电路 发展到集成元件电路，目前已发展到系列化、模块化的步进电动机驱动器。这些对 于步进电动机控制系统的设计，不仅提供了模块化的选择，而且简化了设计过程， 提高了效率与系统运行能可靠性。
不同生产厂家的步进电动机驱动器虽然标准不统一，但其接口定义基本相同，只 要了解接口中接线端子、标准接口及拨动开关的定义和使用，即可利用驱动器构成 步进电动机控制
式中f为控制脉冲的频率；转速取决于脉 冲频率、转子齿数和拍数，与电压、负载、 温度等因素无关。
(4)步进电动机具有自锁能力。当控制电 脉冲停止输入，让最后一个脉冲控制的绕组 继续通直流电时，电动机保持在最后一个脉 冲控制的角位移的终点位置。步进电动机可 以实现停车时转子定位。
S7-200 SMART PLC与步进电机的连接
Q0.3 SM567.0 SM567.1 SM567.2 SM567.3 SM567.4 SM567.5 SM567.6 SM567.7 SMW568 SMW570
PWM刷新周期值 0：不刷新；
1：刷新
PWM刷新脉冲宽度值
0：不刷新；
1：刷新
保留
PWM时基选择 保留
0：1ms； 1：1ms
保留
第八章 S7-300模拟量处理
MR 模块
ADC
变送器
± 500mV ± 1V ± 5V ± 10V ± 20mA 4...20mA 等
模拟量输出模块
物理量
模拟 执行器
DAC
PQW ... PQW ... ::: PQW ...
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
QH QL
Date: File:
2018/1/22 SSP2_03C.20
FC105功能的编程实现：
公式：
OUT = [ (FLOAT (IN) /K) * (HI_LIM - LO_LIM)] + LO_LIM 其中 IN 为某一AI模块的一个通道值，例如PIW256，WORD类型
y = [ (FLOAT (IN) /27648.0) * (max-min)] + min
720 to 734 592 to 606 464 to 478 336 to 350 9
736 to 750 608 to 622 480 to 494 352 to 366 10
752 to 766 624 to 638 496 to 510 368 to 382 11
机架 2
电源 模块
IM
(接收)
0 11.7589 : 10.0004 10.0000 : 0 0
0 5.8794 : 5.0002 5.0000 : 1.0000 0.9999 0 0
0 11.7589 : 10.0004 10.0000 : 0 : : : : : : : -10.0000 - 10.0004 : - 11.7589 0
S7-300-PLC模拟量处理
10.00 7.50 :
-7.5 -10.00
27648 20736
: -20736 -27648
- 10.0004 - 27649
:
:
- 11.759 - 32512
<= - 11.76 - 32768
20.000 16.000
: : 4.000
27648 20736
: : 0
3.9995 :
1.1852
11.7589 32511
:
:
10.0004 27649
>= 22.815 32767
22.810 32511
:
:
20.0005 27649
>=352.778 32767
352.767 32511
:
:
300.011 27649
>= 1000.1
1000.0 :
850.1
32767
10000 :
8501
0
0
0
11.7589 :
10.0004
10.0000 : 0 : : : : : : :
-10.0000
- 10.0004 :
- 11.7589
0
0
23.515 :
20.0007
20.000 : 0 0
0
22.81 :
20.005
20.000 :
4.000
3.9995
0
0
0
23.515 :
20.0007
20.000 : 0 : : : : : : :
-20.000
- 20.007 :
- 23.515
0
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日期：2020/10/20
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西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量输入模块的接线
问题2：如何连接PT100电阻温度计？ 6/12
在 M+ 和 M- 的 连 接 处 ， 可 以 L+ 测量电阻温度 M 计产生的电压。
分析：需要故障诊断功能，并希望两个传感器可以 触发硬件中断。
可使用模拟量输入模块 SM331, AI8x12Bit（订货 号：6ES7 331-7KF02-0AB0）。该模块具有诊断和 硬件中断功能，且最多可处理 8 个模拟量输入（4～ 20mA；PT 100；热电偶）。
日期：2020/10/20
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8.模拟量的规范化输出
日期：2020/10/20
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西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量的处理
1. 模拟量输入通道的量程调节
每个模拟量输入模块（AI）都有2～8模拟量输入通道， 在使用之前必须对所使用的模拟量输入模块进行相关设 置：
➢ 通过模拟量输入模块内部的跳线，同一个模拟量输入 模块每个通道组间可以连接不同类型的传感器；
示例：连接一个压力传感器，已连接到电压测量变 送器 (±5V)； 三个电阻温度计，PT100 型。
分析：这些传感器启动故障诊断和硬件中断。 可使用模拟量输入模块 SM331, AI8x12Bit（订货 号：6ES7 331-7KF02-0AB0）。该模块具有诊断和 硬件中断功能，且最多可处理 8 个模拟量输入（4～ 20mA；PT 100；热电偶）。
日期：2020/10/20
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西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量的处理
1.模拟量输入通道的量程调节
2.模拟量输入模块的接线
3.模拟量输出模块的接线
4.模拟量模块的系统默认地址
5.模拟量的表达方式及测量值的分辨率
6.在不同测量范围下模拟量的表达方式
7.模拟量的规范化读入
西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量的处理
问题：如何调节量程卡？ 5/5
•对于一些模块，几个通道组合在一起构成一个通道组 共用一套A/D转换电路，此时量程卡的设置是针对整 个通道组的设置。
•在STEP7中，对模拟量模块进行参数化设置时，所选 测量传感器类型必须与模块上量程卡设定的类型相匹 配，否则，模块上的SF指示灯将指示模块故障。
压力传感器 P 压力传感器 P
L+ M
+ -
4线制 变送器 +
-
L+ M
光电隔离
M+ M-
ADC M+ M-
光电隔离 逻辑 背板总线
M ANA
这种类型变送器直接由电源供电。
日期：2020/10/20
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西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量输入模块的接线
问题1：如何连接4~20mA传感器？ 7/8 为模拟量输入模块接线
日期：2020/10/20
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西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量的处理
问题2 PLC如何调节、控制物理量？
经PLC运算程序加工处理后二进制电平信号需送入模 拟量输出模块（AO）进行D/A转换，将二进制电平信号 变换为模拟量电信号，然后用模拟量电信号再驱动相应 的执行器（如：加热器、电磁调节阀等），最终实现对 物理量的调节与控制。
端子8：M+ 4线制电流变送器3
端子9：M- 4线制电流变送器3
端子10：Comp 连接到M
端子11：Mana 连接到M
端子12
与端子19短路并与Mana连
接
端子20：M
日期：2020/10/20
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西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量输入模块的接线
问题2：如何连接PT100电阻温度计？ 1/12
➢ 可编程诊断中断；
➢ 带有限制报警的两个通道（仅通道 0
和通道 2 可组态）；
➢ 与背板总线电隔离；
➢ 与负载电压电隔离（至少将一个模块
设置到位置 D）。
日期：2020/10/20
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西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量输入模块的接线
问题1：如何连接4~20mA传感器？ 3/8
日期：2020/10/20
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西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量输入模块的接线
问题2：如何连接PT100电阻温度计？ 5/12
可以有3种方法连接电阻温度计： ➢4线制连接 ➢3线制连接 ➢2线制连接
对于4线制连接和3线制连接，模块通过端子Ic+和 Ic-提供恒定电流，这样可以在测量电路的电压突降时 给予补偿。此时必须将恒定电流电缆直接连接到电阻 温度计上。
物理量
模拟 执行器
模拟量输入模板
MR 模块
ADC
结果 存储器
PIW ... PIW ... ::: PIW ...
模拟量输出模板
DAC
PQW ... PQW ... ::: PQW ...
CPU
: : : : : : L PIW 304
......................................
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模拟量的处理
西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量的处理
问题：如何调节量程卡？ 2/5
“A”→热电阻、热电偶测量，测量值通常为毫伏信号， 测量范围为±1000mV；
“B”→电压测量，测量范围为±10V； “C”→四线制变送器测量，传感器电源线与信号线 分开，测量范围为4～20mA； “D”→二线制变送器测量，传感器电源线与信号线 共用，传感器的电源通过模拟量输入模块供给，测量 范围为4～20mA。
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西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量输入模块的接线
问题2：如何连接PT100电阻温度计？ 4/12 电压测量变送器的连接
采用隔离连接
电压变 送器
背板 总线
如果要在EMC干扰极强的地区使用SM331模块，则应将M-与 Mana连接起来。这样，输入和Mana参考电位之间的电位差就不 会超出允许值。
西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量输入模块的接线
问题1：如何连接4~20mA传感器？ 2/8
➢ 4个通道组中8个输入（每个组具有2个 同类型的输入）；
SM331 AI8x12Bit模拟模 块的特性
➢ 每个通道组的测量精度均可调整；
➢ 每个通道组的用户定义测量模式：电
压、电流、电阻、温度；
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西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
问题：如何调节量程卡？ 3/5
模拟量的处理
日期：2020/10/20
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西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
问题：如何调节量程卡？ 4/5
模拟量的处理
日期：2020/10/20
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注意：当使用 2 线制变送器时，模块（至少一个量程 卡被设置到位置 D）中所有通道都将失去与负载电压 的电隔离。
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西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量输入模块的接线
问题1：如何连接4~20mA传感器？ 5/8
2线制电流变送器的接线
压力传感器 P 压力传感器 P
日期：2020/10/20
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西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量输入模块的接线
在使用模拟量输入模块时，根据测量方法的不同， 可以将电压、电流或电阻等不同类型的传感器连接 到模拟量输入模块。为了减少电子干扰，对于模拟 信号应使用屏蔽双绞电缆。模拟信号电缆的屏蔽层 应该两端接地。如果电缆两端存在电位差，将会在 屏蔽层中产生等电势耦合电流，造成对模拟信号的 干扰，在这种情况下，应该让电缆的屏蔽层一点接 地。
日期：2020/10/20
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西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量输入模块的接线
日期：2020/10/20
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西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量输入模块的接线
问题1：如何连接4~20mA传感器？ 1/8
示例：将三个模拟量输入连接到PLC工作站。其中一 个模拟量输入具有 2 线制电流变送器，另外两个共享 一个 4 线制电流变送器。
➢ 通过使用STEP7软件或量程卡可以设置模拟量模块的 测量方法和测量范围。
日期：2020/10/20
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西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
问题：如何调节量程卡？ 1/5
一般模拟量输入模 块的每个通道组有1 个量程卡，每个量程 卡 可 设 置 为 “ A” 、 “ B” 、 “ C” 、 “D”4个位置，缺省 位置为“B”，即电压 测量位置。
L+ M
2线制 + 变送器 -
2线制 + 变送器 -
光电隔离
M+ M-