模拟量输入输出讲解

对输入、输出模拟量的PLC 编程的探讨及编程实例解析

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勺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：

时，输出电流ITma,模块转AIW=C400H T 与AlWffi 关系曲线如上左图所示，恨 据三角形相粽定理可5lb LABM

屮

按可引h — = ..... (1-1)

由團外h 屮

CT DM AB=200 CI>=h BM=32000—6400 DM=AI^—6400 带入(1*1)式，可得；

十

“咤边….(…

(32000-6400)

|

(2；传感藩测温T=20€°时，输出电压V=5V,模块转换数字話f 『」U

AIW

T

AlWx

⑴传感鉄诜珞跆

T

戋糸图 (3満惑越7AIW 戋齐因

(1)偉感器测淳7-200°时，输出电療1-2Dim,模块转换数宇量AIW-3200Dj 测温T-D 0*

T 』时，输出电压TW 模块转换数宇S AIW-O. T 与MW 的关系曲统如上中图所示,

視据三阳形相说走理可知=KABO-ACDO 心

⑶传感器测温"5时时*输出电流TUg ・模块转换鐵宁篁阳WT 如叫测

温丁・加卩时，输出电流1-4换，模块特换数宇SAIW-640O fl F 与AIW 的关系曲绞如 上右图乐示，根据三角册^畑理可知：AABM-ACDM 』

故可列=空=空£

.. (1_对

由图知；*

CD DM

AB=500+100=600 CD=7；+10&

32000-6400 M=AIW K '64OO 带入 <1~3> 式:

可得：亠

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。 下右图粉色虚线框内为EM235模块第一路模拟输入的框图，它有 3个输入端， 其A+与 A-为A/D 转换器的+ -输入端，RA 与A-之间并接250Q 标准电阻。A/D 转换器是正逻辑电路，它的输入是 0〜5V 电压信号，A-为公共端，与PLC 的24V 电源的负极相连。

AB BO

DO

AE=200 CD=T K BM=3200CI

5喙

..... (1-R

由图知：4

BJrAIWz 带入(1-2)式，可最

..... <2-2)屮

&沁⑷齡-液Q

(32000^6400)

-100

CD

和ng

那么24V电源、传感变送器、模块的输入口三者应如何连接才是正确的？正确的连线是这样的：将左图电源负极与传感器输出的负极连线断开，将电源的负

极接模块的A-端，将传感器输出负极接RA端，RA端与A+端并接一起，这样由传感器负极输出的4〜20ma电流由RA流入250Q标准电阻产生0〜5V电压并加在A+与A-输入端。

切记：不可从左图的24V正极处断开，去接模块的信号输入端，如这样连接，模块是不会正常工作的。

对第(2)种电压输出的传感変送器，模块的输入应设置为0〜5V电压模式，连线时，变送器输出只连A+、A-，RA端空悬即可。

三、按转换公式编程：

根据转换后变量的精度要求，对转换公式编程有二种形式：1、整数运算，2、实数运算。

请见下面梯形图：

(A)、整数运算的梯形图：

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