PLC模拟量编程实例

1、对输入、输出棋叔童的PLC鎬程矣钢解析对于初学PLC编程的人来说，棋拟量输入、输出核块的编程要比用佞变量进 行一般的程序控制难的多，因为它不仅仪是程序輪程，而且还涉及到模枚量的转 換公式推导与使用的问題。不同的传感变送各，通过不同的模拟量输入输出棋块 进行转换，其转换公式是不一样的，如果选用的转換公式不对，编出的程序肯主 是错谋的。比如有3个沒度传感变送麥：(1) .测温禽为0-200 ,变送麥输出信号为420ma(2) .测温国为0200 ,变送丢输出信号为05V(3) .测温團为一 100500 ,变送务输出信号为420ma(1J和(2)二个温度传感变送麥，测温阖一样，但输出信号不同，()

2、和 G)传感变送器输出信号一样，但测温国不同，这3个传感变送器既使选用相同的 栈拟量输入栈块，其转换公无也是各不和同。、转换公式4的推导下面选用S7-200的栈拟量输入输出模块EM235的参救为依据对上述.的3个温 度传感彖进行转换公式的推导：对于(1)和(3J传威变送容所用的栈块，其栈拟量输入设置为020ma电流 信号,20ma对应数孑量二32000, 4 ma对应救字量二6400；对于(2)传感变送麥用的核块，其栈拟量输入役置为05V电庄信号，5V 对应数字量二32000, 0V对应数字量=0；这3种传感変送甕的转换公式该如何推导的呢？这要倍助与数学知帜奉助，请 见下图：资料T传感器IWW

3、关系图T(1)传感器测溟T=200a时，输出电流I=20tm，模块转换数字蜃AIW=32000；测泡T=0%时，输出电流Zma,模块转换教字量AIWN4血T右AIW的关系曲线如上左图所示，根据三角形相似定理可知：KABM-CDM “故可列;AB _ BMCD DM由图知；*AB=200 CD=Tx BM= 32000-6400 DM=AIVx6400 带入（1-1）式，可得；卩 200%（找瞰-$400）（32000-6400）(2-1)卩(2)传感器测温T=200时，输出电压V=5V,模块转换数字勻 Q丄!2总丿蛊汀匸|T=Q时，输出电压=QV，模块转换数字量盒IW=IL T与MW的关系曲绽

4、如上中图所示,根据三筠形相似定理可知：30CDO a(1-2)由图知三QDM=AIWx带入(1-2)式，可得2 P(2-2)牢.AB BO 故可列三二 CD DOAB 二 200 CD 二 Tx 射匚=32000 丁二200 x凹空 32000(3)传感器测温T=5时时，输出电流I=20ma,模块转换数字AIW=32000?测T=-100,输出电流I=4ma,模块转换?fiAIW=6400D T与AIW的关系曲线如上右图所示，根据三角形相似宦理可知：MBM-CDM屮故可列s = (1-3)由图知：2CD DM起=500+100=600 CD=7；+100 BM=32000-6400 DM：二A

5、TWh-6400 带入（i-3式,次竺竺土哩“00（32000- 6400）上面推导出的 21人C2-2A C2-3)三式就是对应(1). (2). (3)三科温度传感变送器经过栈块转换成数字量后再换算为彼测量的转换公式。编程者依据正确的转换公式进行编程，就会荻得满盘的赦果。二. 变送彖与栈块的连棲通常输出420ma电浇信号的传威变送容，对外输岀只有+.-二根连统， 它密要外接24V电源电压才能工作，如将它的+、-二根连统分别24V电源的 正负圾相连，在彼测量正常变化谢，此呵路将尹生420ma电流，见下左图。 下右图粉色虚线框为EM235模块笫一路槐拟输入的権图，它有3个输入端,其A+与A为A

6、/D桔换器的+输入端,RA与A-之间并接250Q标准电阻。A/D 转换器是正良辑色路，它的输入是05V电庄信号，A 为公共端，与PLC的24V色源的负极和连。那么24V色源.传感芟送器、栈块的输入d三者应如何连接才是正确的？正g确的连线是这样的：将左图电源负圾与传感麥输出的负圾连线斯开，将色嫄的负 极接栈块的 2,将传感容输出负极接RA端，RA端与A+羯并接一起，这样 由传威器负极输出的420ma色浇由RA流入250Q标准色阻产生05V电压 并加淮.A+与A输入端。切诃：不可从左图的24V正圾处断开，去接模块的信号输入踹，如这样连接, 栈块是不会正常工作的。对笫(2)种电压输出的传感変送器，模

7、块的输入应设置为05V色庄核式, 连线肘，变送器输出负极只连A+, RA端空悬即可。三. 按转换公无编程：根据转換后变量的精度要求，对转换公式编程右二种形式：1、整教运算，2. 卖数运算。请见下面梯形图：CAA整数运算的梯形图：该梯形国是笫()种 温度传感变送器(测沒：0-200 ,输出：420maJ 按公式C2-1J以整数运算编写的转换程序，它可作为一个子程序进行调用。CBJ实数运算的湍形图:该梯形图是对一个真空庄力变送器（量程：0O.IMp比输出：420maJ按公式C2-1J以卖数运算编写的转换程序，可作为一个孑程序进行调用。四. 编程实例及解析芷役备嶷有4种传感赛：1、真咗压力传威器，量

8、程为：00.IMpa；输出给PLC的信号为420ma。2、蒸汽庄力传感甕，量程为：0LOMpa；输出给PLC的信号为420mao3、温度传感环 量程为：0200度；输出给PLC的信号为420mao4、电机转速，量程为：050转/秒；输出给PLC的信号为420mao该设备用蒸汽对其魏体加热，并对温度要求按设定的温度值进行温度控制。控制方式釆用勺动调整色动阀开门角度的丸小来改变加热管道的蒸九的浇量。削 动阀的控制信号为420ma,p输入4ma肘，色动阀关门，输入20ma肘，电动 阀门全开。为此选用了含有4路栈拟输入和一路栈拟输出的栈块EM235。其4路栈拟量输 入信号皆设定为020ma电流输入栈式

9、，一路楼拟量输出信号役岌为420ma 电浇输出栈无。要求用紐拱屛显示这4种信号的肘肘状态值，并在紘拱屛上设置控制的温度参数, 传给PLC使PLC按此值进行温度控制。由于本丈重6是讲述.有关栈妆量的输入 与输岀的编程设计，对紘撰屛的编程设计不予讲述，只提供紘撰屛与PLC的通 诡变量：VDO：为真空压力显示区，由PLC传送给牡栈屛。VD4：为蒸九庄力值显示区，由PLC传送给触換屛。VW8：为蒸九温度值显示区，由PLC传送给紘携屛。VW10：为电机转速值显示因，由PLC传送给紐换屛。VW12：设是温度值区，由触摂屛传送给PLC.一、硬件电路的配置：(-).硬件设置除上述4种传感赛外，选用：1、S7-

10、200PLC台，型号为：CPU222 CN。2、选用EM235棋拟量输入棋块一块(输入设置：020ma工作楼式；输出设置:4 20majo3. 变频麥一台，型号为PI8100,由PLC控制启停，手动调速。4、西门孑触換屛一块。型号：Smart 700硬件电路图4 2 局门电动装這5 3开机-22OVF鑿蠶1支頻器输出SVis*址複屛mg： k显示滉度、压:力.艮空圧:力、电机转速（二人对传感翠输出的420ma转换为显示量程的公式推导：EM235栈拟量输入输岀栈块，生输入信号为20ma肘，对应的救字=32000, 故：输入=4m8肘，对应的数字量=6400,对应显示量程值=0。输入20ma肘,

11、对应的数字量二32000,对应显示量程值最大值二Hm,其输出量与栈块的数字 量的变化关糸曲线如图一所示：AIW冷中国工桎网wsimyongkong根据三角形相似定理 A ABC- A ADE故一二一4 DE AD整理得，加二竺空屮ABDE =禺 C山恥二已丿这是一个通式，将4个鎌的最大值带入式中,(32000- 6400)可得以下4个公式：，1s真空压力转换公式：戸二01 x (应漱_ 640。) 单位，Mpai (32000一 6400)2、蒸汽压力转换公式：Pzx=1.0x(247-64QQ) 单位：MPa i (32000- 6400)3x蒸汽溫度转换公式:Tzx = 150 x(找 -

12、 $400)(32000-6400)单位:度44.电机转速转换公式;ra=50x这4个转換公式，前二种为实数运算，后二种为整数运算，为简化程序，自定 义二个功能块分别用于卖数与整数运算，而毎个功能块柱程序运行中又都调用二 次，分别计算不同的扬理量。为此功能块设有二个救字输入与一个计算结果输出 三个D,以适用于多次调用去计算不同杨理量的值。请见下面编程:(三儿卖数运算功能块fSBR_OJ： 3 4 5 6 7 8 9 $ 10-11 i 1213 丨14丨 16* -17- 18* I201符号I克量尖型T数is尖型注釋ENINBOOLLW0SHLinININT输入由樓拟块转换的数字量信号LD2

13、SHfinINREAL辐入最犬呈程佰ININ.OUTLDGSHI.OUTREAL运宜结果（实数形式）扁岀SM0.0ENLDIENO1 1OSHI m:LW0-INOUTVD40DLR ENENOVD40- INOUT -VD100同路1将输入左数转第为实数冃络2实数运算|VD0：AIWx讥U：星大量程（阪1匡200压力1.0MFR VD12:中间运算数 VD8：求岀的阴帝SM0.0CM$UB Rc ki nXJtiNtnllPIVDIOO-1M1OUT-VD1126400.0-1M?ngkongongkong（四儿整数运算功能快fSBR 1）：吏量兖型I数馬尖型|注释1ENINBOOLLWOZ

14、HEIJnININT输入由模拟块转换的数宇捷信LD2ZHE2JnIHDINT输入是犬星程值INIH.OU736ZHE_aOUTINT廷算结黑 整数形式）辂出岡貉1将输入整数转换为双型数SM0.0LD1ENEN0nZHE1Jn:LW0-INQUTVD200IWHQO : AIWx VW104：最丈呈程如锻度20。）V112中问疋篡数V“108：求出/疑程摘SM0.0J1SU8.DIPKJURIC1 1c;incruiAVD2O0-INIOUT-VD21264G0IN2n g JeongMUL_DIENENOttZHE2_mLD2VD212-INIIN2OUT5212ENENOINIOUTIN2D

15、IV DIS208VD212-VtnOO,将蒸汽压力爰大值（L0）W1M运算结果ND姦汽压力值显示区）运籤龛乗送貉VD4WS8ENMBO=BM1 0AIW2-1.0-SHI SHI.otSH2 in-VD4岡第450MEO2.将AIW4C蒸汽瀝度値）ZQOh将菜汽溫度量大佰曲104运算结篥沁&惡汽瀝度值更示区） ，运策结果送入VW8 MBO=B2整数运复CBJItriAIW4 -ZHEIJrt ZHE.ot200-ZHE2 inM1.Q _( G、W81冋絡5$QMB0-3将AIW6C电机转速）NWiOO.将电机理逵握犬值tWHCM.运算结麋210（电机转逢值昱示区）|gongkongM1.0

16、 R : 1ENOTM80M0V B匚NcuntIMtNU0-INOUTMBO-M80OUT分析以上梯形图可知，该程序编写的特点：1、选用勺定义功能块编写转换公式的子程序，2.对多个转換变量的调用采用每个扫描周期对MBO加1的依次循 环调用的方无，这样的编程处理会使编写的程序，简短易读易慢。（豪）、对栈拟量输出的编程处理对罐体温度控制是采用漸近比较的控制方式进行编程。役计思路是这样的：当銭体的温度低于设定温度10度肘，控制加热煞汽的电动阀门全杠开，当龜 体的温度低于设定温度7度肘，电动阀门村开3/4,生礒体的温度低于设岌温度4 度肘，电动阀门林开1/2,生龜体的温度低于役定温度2度对，电动阀门

17、杠开1/4, 当踐体的温度低于设定温度1度肘，电动阀门林开1/8,当龜体的温度二役岌温度 肘，色动闻门关诃。电动阀门的控制信号为420皿即输入4呃时，阀门关闭，当输入20呃时，阀门全打开。如设电动阀门全开时，门打开度则阀门打开“昭即： Ix=4nia时，a =0 （全关）衣二20觸时，a =1 （全开）口温度传感变送器的被测温度与输出电流的关系式为;厶=4十竺虽200（3-2）温度转换公式郑蠢/曲器鵲（2-1）式又可变换为2AIWx 二 128 Tnn 十 6400-tjfigKon将E式带入（3-2）式，得：丄2化-如0）（32000- 6400）（3-3）丄将X式带入I式，得篇券（3-4）

18、 4将此式转换为：皿叭=（32000 6400）.CUS40J 0曲 纱也OfCJ（2-1a）式为温度与数字量的关糸式.用它可将段是温度值磁换为对应的数字量。如役定温度Tz=12O度，带入C2-la） 可得对应数字量AIW=21760（3-5）式为数字量与色动阀门村开度a的关糸式，可用它输送给栈块不同 的数字量，来改变栈块的栈拟量输出值，进而达刊改变色动阀门的打开角度。如：a=1代入（35丿可AIWx=32OOO将32000送入给模块的AQWO,核 块的栈拟量输出将产生20ms削流输入给电动阀的信号输入端，使阀门全杠开。a=1/2代入（3-5丿式可得：AIWx=19200将19200送入给模块

19、的AQWO,栈 块的栈拟量输岀将尹生12ma勒流输入给电动阀的信号输入羯，使阀门林开1/2。下面是利用渐近比较法进行温度控制的樟形图：程序解释见网络上的说朗AM 11VW12：设走温度值.VW50：为控制点盘厦对应裁字蛍値（公式为：AIW4XT28派T* * 6400）QO.OCMMULJchin1ADDJchinIENUENt NUAW/12-IN1OUT-MV/8MW8-IN1OUTW60124IN2$400iN2冋络12VW鬼巌回團S数寧量（VW50） 实测恵度度遨序量（AIW4 ） QO.OSUBJI ICMENO1 1u nAW50-IN1OUT-W/52ATW4 -IN2RSS 13当VW52（设定温股-卖瞬度）1280（ 1QK鑒）,AQWO= 32000圖门全打幵 八 当；乍|/r .AQWO-19200（阀门打开 3/4）,当 VW52 512（镀菱）AQW0-19200（阀门打开2 迦IC.M J.JAQWg9200l阀门打开3