模拟量原理

模拟接口电路的任务
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
信号处理（Signal Processing）
放大、整形、滤波
多路转换开关（Multiplexer）
多选一
采样保持电路（Sample Holder，S/H）
输入输出分别用AI/AO表示。 通常用通道表示一路输入信号。
模拟信号模块：输入模块SM331 输出模块SM332 输入输出SM334/SM335 数字信号模块: 输入模块SM321 输出模块SM322 输入输出SM323
模拟量输入模块 SM331
1).用于将模拟量信号转换为CPU内部处理的数字信号 主要成分是A/D转换器。 2).输入的信号一般是模拟量变送器输出的标准直流电 压、电流信号。（0~5V,4~20mA) 3).可以直接与温度传感器相连，但这次试验中为了显 示当前温度采用了AI818变送及显示功能。 4).外壳上有LED指示灯可以用于显示故障错误且前面 板有标签可以标注。
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模拟量的输入输出原理
概述
在实际控制系统和工业生产过程中，需要进行加工和处理 的信号可以分为模拟信号和数字信号两种类型。 通常，传感器所检测的信号如温度、压力、流量、速度、 湿度等物理量都是随着时间连续变化的模拟信号， 而现在广泛使用的微型计算机内部都是采用二进制表示的 数字量进行信号的输入、存储、传输、加工与输出。 为了能用计算机对模拟信号进行采集、加工和处理，就需 要把采集到的模拟信号转换成数字信号送入到计算机中， 同样经过计算机处理后的数字信号，要对外部设备实现控 制必须将数字信号转换成模拟信号。
模拟量I/O通道
输入通道
工 业 生 产 过 物理量 变换 传 感 器 变 送 器 放大 滤波 多路转换 & 采样保持
A/D 转换
输入 10101100 微 接口 型
计 信号 处理 信号 变换 I/O 接口
算 机 00101101
输出通道
执行 机构 放大 驱动 D/A 转换 输出 接口
程
模拟电路的任务
硬件属性
1).在SIMATIC STEP 7软件中对模块进行参数的设 定，且CPU工作在“停止”模式。 2).在输入选项卡空设定相应的参数。 3).通过系统模块SFC55可以修改当前用户程序中的 动态参数。 4).在硬件组态编辑器中，鼠标右键单击模拟量模块 选择属性，打开模拟量模块属性对话框，如书中 179页。
硬件设置
1).每个模拟量模块可以选着不同的测量类型和范围， 通过量程卡上的适配开关可以设定测量的类型和 范围。 2).没有量程卡的模块具有适应电压和电流测量的不 同接线端子，通过正确的连接可以设置测量的类 型。 3).设置类型：A(热电阻、热电偶) B(电压) C(四线制电流) D(二进制电流)
模拟量输出模块SM332
1).用于将CPU送给的数字信号转换为成比列的 电流信号或电压信号。 2).各通道均有模拟量输出都有故障指示灯，可 以读取诊断信息。 3).由负载和执行器提供器提供电流和电压。 4).额定负载电压均为DC24V,最大短路电流为 25mA,最大开路电压为18V。
模拟量输出模块接线图
保证变换时信号恒定不变
A/D变换器（A/D Converter）
模拟量转换为数字量
模拟量的输出通道
D/A变换器（D/A Converter）
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
PLC信号模块
模拟量: 在时间上或数值上都是连续的物理量称为，一般模拟量
1个通道的输出介绍
D A 转 换 器
背板总线
光 隔 离 器
放 大 器
电流电压输出
Q/C H0
MANA
硬件属性设置
1).模拟输出量的分析刚好与输入相反，PLC运 算后的一个数值，通过DA转换器变为连续的 电压电流信号。 2).模拟量输出量转换模块FC106是将模拟量输 出操作规范化。如书中183页图10-3. 3).输出模块的硬件属性同输入设置类似。
SM331的接线图
1个通道的介绍
内部开关
CH0
A/D转换器
光隔离
逻辑电路
MANA
（M-)
基准源
由背板总线 送到CPU
输入量的表达方式和测量值
1).根据分辨率的不同，模拟量写入累加器时的 对应位也不同，通常采用向左对齐，不用位 补“0”。(P181) 2).这种表达方式使得更换同类型的模块时不会 因为分辨率的不同导致转换值得不同无需调 整程序。 3).一个模拟量输入信号在PLC内部已经是转换 为一个数，但要进行数值转换既模拟量规格 化。(P182)