西门子200模拟量模块

西门子S7-200模拟量编程PLC 2009-09-16 20:05 阅读77 评论0字号：大中小西门子S7-200模拟量编程韩耀旭本文以EM235为例讲解S7-200模拟量编程，主要包括以下内容：1、模拟量扩展模块接线图及模块设置2、模拟量扩展模块的寻址3、模拟量值和A/D转换值的转换4、编程实例模拟量扩展模块接线图及模块设置EM235是最常用的模拟量扩展模块，它实现了4路模拟量输入和1路模拟量输出功能。

下面以EM235为例讲解模拟量扩展模块接线图，如图1。

图1图1演示了模拟量扩展模块的接线方法，对于电压信号，按正、负极直接接入X＋和X－；对于电流信号，将RX和X＋短接后接入电流输入信号的“＋”端；未连接传感器的通道要将X＋和X－短接。

对于某一模块，只能将输入端同时设置为一种量程和格式，即相同的输入量程和分辨率。

（后面将详细介绍）量的单/双极性、增益和衰减。

模拟量输入为单极性输入，SW6为OFF时，模拟量输入为双极性输入。

SW4和SW5决定输入模拟量的增益选择，而SW1，SW2，SW3共同决定了模拟量的衰减选择。

6个DIP开关决定了所有的输入设置。

也就是说开关的设置应用于整个模块，开关设置也只有在重新上电后才能生效。

输入校准模拟量输入模块使用前应进行输入校准。

其实出厂前已经进行了输入校准，如果OFFSET和GAIN电位器已被重新调整，需要重新进行输入校准。

其步骤如下：A、切断模块电源，选择需要的输入范围。

B、接通CPU和模块电源，使模块稳定15分钟。

C、用一个变送器，一个电压源或一个电流源，将零值信号加到一个输入端。

D、读取适当的输入通道在CPU中的测量值。

E、调节OFFSET（偏置）电位计，直到读数为零，或所需要的数字数据值。

F、将一个满刻度值信号接到输入端子中的一个，读出送到CPU的值。

G、调节GAIN（增益）电位计，直到读数为32000或所需要的数字数据值。

H、必要时，重复偏置和增益校准过程。

EM235输入数据字格式下图给出了12位数据值在CPU的模拟量输入字中的位置图2可见，模拟量到数字量转换器（ADC）的12位读数是左对齐的。

最高有效位是符号位，0表示正值。

在单极性格式中，3个连续的0使得模拟量到数字量转换器（ADC）每变化1个单位，数据字则以8个单位变化。

在双极性格式中，4个连续的0使得模拟量到数字量转换器每变化1个单位，数据字则以16为单位变化。

EM235输出数据字格式图3给出了12位数据值在CPU的模拟量输出字中的位置：图3数字量到模拟量转换器（DAC）的12位读数在其输出格式中是左端对齐的，最高有效位是符号位，0表示正值。

模拟量扩展模块的寻址每个模拟量扩展模块，按扩展模块的先后顺序进行排序，其中，模拟量根据输入、输出不同分别排序。

模拟量的数据格式为一个字长，所以地址必须从偶数字节开始。

例如：AIW0，AIW2，AIW4……、AQW0，AQW2……。

每个模拟量扩展模块至少占两个通道，即使第一个模块只有一个输出AQW0,第二个模块模拟量输出地址也应从AQW4开始寻址，以此类推。

图4演示了CPU224后面依次排列一个4输入/4输出数字量模块，一个8输入数字量模块，一个4模拟输入/1模拟输出模块，一个8输出数字量模块，一个4模拟输入/1模拟输出模块的寻址情况，其中，灰色通道不能使用。

图4模拟量值和A/D转换值的转换假设模拟量的标准电信号是A0—Am（如：4—20mA），A/D转换后数值为D0—Dm（如：6400—32000），设模拟量的标准电信号是A，A/D转换后的相应数值为D，由于是线性关系，函数关系A＝f（D）可以表示为数学方程：A＝（D－D0）×（Am－A0）／（Dm－D0）＋A0。

根据该方程式，可以方便地根据D值计算出A值。

将该方程式逆变换，得出函数关系D＝f（A）可以表示为数学方程：D＝（A－A0）×（Dm－D0）／（Am－A0）＋D0。

具体举一个实例，以S7-200和4—20mA为例，经A/D转换后，我们得到的数值是6400—32000，即A0＝4，Am＝20，D0＝6400，Dm＝32000，代入公式，得出：A＝（D－6400）×（20－4）／（32000－6400）＋4假设该模拟量与AIW0对应，则当AIW0的值为12800时，相应的模拟电信号是6400×16／25600＋4＝8mA。

又如，某温度传感器，－10—60℃与4—20mA相对应，以T表示温度值，A IW0为PLC模拟量采样值，则根据上式直接代入得出：T=70×（AIW0－6400）／25600－10可以用T 直接显示温度值。

模拟量值和A/D转换值的转换理解起来比较困难，该段多读几遍，结合所举例子，就会理解。

为了让您方便地理解，我们再举一个例子：某压力变送器，当压力达到满量程5MPa时，压力变送器的输出电流是20mA，AIW0的数值是32000。

可见，每毫安对应的A/D值为32000/20，测得当压力为0.1MPa时，压力变送器的电流应为4mA，A/D值为（32000/20）×4＝6400。

由此得出，AIW0的数值转换为实际压力值（单位为KPa）的计算公式为：VW0的值＝(AIW0的值－6400)(5000－100)/(32000－6400)＋100（单位：KPa）编程实例您可以组建一个小的实例系统演示模拟量编程。

本实例的的CPU是CPU222，仅带一个模拟量扩展模块EM235，该模块的第一个通道连接一块带4—20mA变送输出的温度显示仪表，该仪表的量程设置为0—100度，即0度时输出4mA，100度时输出20mA。

温度显示仪表的铂电阻输入端接入一个220欧姆可调电位器，简单编程如下：温度显示值＝（AIW0-6400）/256编译并运行程序，观察程序状态，VW30即为显示的温度值，对照仪表显示值是否一致。

就写这些吧，希望能对您有所帮助，也欢迎您完整转载。

S7-200模拟量模块系列模拟信号是指在一定范围内连续的信号（如电压、电流），这个“一定范围”可以理解为模拟量的有效量程。

在使用S7-200模拟量时，需要注意信号量程范围，拨码开关设置，模块规范接线，指示灯状态等信息。

本文中，我们按照S7-200模拟量模块类型进行分类介绍：⌝AI 模拟量输入模块⌝ 1.⌝ 2. AO模拟量输出模块3. AI/AO模拟量输入输出模块4. 常见问题分析首先，请参见“S7-200模拟量全系列总览表”，初步了解S7-200模拟量系列的基本信息，具体内容请参见下文详细说明：AI 模拟量输入模块A. 普通模拟量输入模块：如果，传感器输出的模拟量是电压或电流信号（如±10V或0~20mA），可以选用普通的模拟量输入模块，通过拨码开关设置来选择输入信号量程。

注意：按照规范接线，尽量依据模块上的通道顺序使用（A->D），且未接信号的通道应短接。

具体请参看《S7-200可编程控制器系统手册》的附录A-模拟量模块介绍。

4AI EM231模块：首先，模拟量输入模块可以通过设置拨码开关来选择信号量程。

开关的设置应用于整个模块，一个模块只能设置为一种测量范围，且开关设置只有在重新上电后才能生效。

也就是说，拨码设置一经确定后，这4个通道的量程也就确定了。

如下表所示：注：表中0~5V和0~20mA（4~20mA）的拨码开关设置是一样的，也就是说，当拨码开关设置为这种时，输入通道的信号量程，可以是0~5V，也可以是0~20mA。

8AI EM231模块：8AI的EM231模块，第0->5通道只能用做电压输入，只有第6、7两通道可以用做电流输入，使用拨码开关1、2对其进行设置：当sw1=ON，通道6用做电流输入；sw2=ON 时，通道7用做电流输入。

反之，若选择为OFF，对应通道则为电压输入。

注：当第6、7道选择为电流输入时，第0->5通道只能输入0-5V的电压。

B. 测温模拟量输入模块（热电偶TC；热电阻RTD）：如果，传感器是热电阻或热电偶，直接输出信号接模拟量输入，需要选择特殊的测温模块。

测温模块分为热电阻模块EM231RTD和热电偶模块EM231TC。

注意：不同的信号应该连接至相对应的模块，如：热电阻信号应该使用EM231RTD，而不能使用EM231TC。

且同一模块的输入类型应该一致，如：Pt1000和Pt100不能同时应用在一个热电阻模块上。

热电偶模块TC：EM231 TC支持J、K、E、N、S、T和R型热电偶，不支持B型热电偶。

通过拨码设置，模块可以实现冷端补偿，但仍然需要补偿导线进行热电偶的自由端补偿。

另外，该模块具有断线检测功能，未用通道应当短接，或者并联到旁边的实际接线通道上。

热电阻模块RTD：热电阻的阻值能够随着温度的变化而变化，且阻值与温度具有一定的数学关系，这种关系是电阻变化率α。

RTD模块的拨码开关设置与α有关，如下图所示，就算同是Pt100，α值不同时拨码开关的设置也不同。

在选择热电阻时，请尽量弄清楚α参数，按照对应的拨码去设置。

具体请参看《S7-200可编程控制器系统手册》的附录A-热电偶和热电阻扩展模块介绍。

EM231 RTD模块具有断线检测功能，未用通道不能悬空，接法方式如下：（1）请将一个电阻按照与已用通道相同的接线方式连接到空的通道，注意：电阻的阻值必须和RTD的标称值相同；（2）将已经接好的那一路热电阻的所有引线，一一对应连接到空的通道上。

因为热电阻分2线制、3线制、4线制，所以RTD模块与热电阻的接线有3种方式，如图所示。

其中，精度最高的是4线连接，精度最低的是2线连接。

提示：（1）. 在STEP7 Micor/WIN软件中（S7-200的编程软件），对于模拟量输入通道设有软件滤波功能，如图所示，具体请参见《S7-200 • LOGO• SITOP 参考》->系统块-模拟量滤波。

但是，在系统块中设置模拟量通道滤波时，RTD和TC模块占用的模拟量通道，应禁止滤波功能。

（2）EM231 TC和RTD模块上，均有24V电源指示灯和SF故障指示灯。

如图所示：（a）若24V电源指示灯=OFF，则说明该模块没有24V工作电源；（b）若SF红灯闪烁，原因可能是：模块内部软件检测出外接断线，或者输入超出范围。

注：具体请参见：《S7-200 • LOGO• SITOP 参考》->EM231 RTD/EM231 TC。

To the top of the pageAO模拟量输出模块S7-200的扩展模块里，分别有2路、4路的模拟量输出模块EM232。

根据接线方式（M-V或M-I）选择输出信号类型，电压：±10V，电流：0~20mA（4~20mA）。

To the top of the pageAI/AO模拟量输入输出模块(A)CPU模块本体集成的2路AI和1路AOS7-200只有CPU 224XP和CPU224XPsi，本体集成有模拟量通道。