SIEMENS S7 PLC模拟量

1、S7-300/400S7-300/400的模拟量的模拟量 主讲：王主讲：王 兵兵E_Mail:E_Mail:变送器简介工业上普遍需要测量各类非电物理量，例如温度、压力、速度、角度等，都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。工业上最广泛采用的是用420mA电流来传输模拟量。采用电流信号的原因是不容易受干扰。并且电流源内阻无穷大，导线电阻串联在回路中不影响精度，在普通双绞线上可以传输数百米。上限取20mA是因为防爆的要求：20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯。下限没有取0mA的原因是为了能检测断线：正常工作时不会低于4mA

2、，当传输线因故障断路，环路电流降为0。常取2mA作为断线报警值。变送器简介电流型变送器将物理量转换成420mA电流输出，必然要有外电源为其供电。最典型的是变送器需要两根电源线，加上两根电流输出线，总共要接4根线，称之为四线制变送器（图A）。当然，电流输出可以与电源公用一根线（公用VCC或者GND），可节省一根线，称之为三线制变送器（图B）。变送器简介图图A图图B4-20mA电流本身就可以为变送器供电，如图1C所示。变送器在电路中相当于一个特殊的负载，特殊之处在于变送器的耗电电流在420mA之间根据传感器输出而变化。显示仪表只需要串在电路中即可。这种变送器只需外接2根线，因而被称为两线制变送器（

3、图B）。变送器简介图图C 在工业应用中，测量点一般在现场，而显示设在工业应用中，测量点一般在现场，而显示设备或者控制设备一般都在控制室或控制柜上。两者备或者控制设备一般都在控制室或控制柜上。两者之间距离可能数十至数百米。按一百米距离计算，之间距离可能数十至数百米。按一百米距离计算，省去省去2根导线意味着成本降低近百元，因此在应用根导线意味着成本降低近百元，因此在应用中两线制传感器必然是首选。中两线制传感器必然是首选。变送器简介模拟量模板的用途生产过程生产过程物理量标准的模拟信号传感器变送器 压力 温度 流量 速度 pH 值 粘性 等 500mV 1V 5V 10V 20mA4.20mA等DAC

4、PQW .PQW .:PQW .模拟量输出模板模拟量输出模板MR模块ADC结果存储器PIW .PIW .:PIW .模拟量输入模板模拟量输入模板CPU:L PIW 304T PQW 320:模拟执行器 物理量.量程卡模拟量模板的参数双击双击模拟输入模板SM335 (输入输入)SM331模拟输出模板SM335 (输出输出)SM332模拟量的表达方式和测量值的分辨率20212223242526272829210211212213214VZ16进制.位值十进制0123456789101112131415位的序号单位位的分辨率+ 符号1*1*15*= 0 或 1800000000*128*840201

5、0840000000000000000000002*64*32*16*8*4*2*91011121314在不同测量范围下模拟量的表达方式范围超上限超上界额定范围超下界超下限测量范围 10V电压例如：= 11.75911.7589 :10.000410.00 7.50 0 -7.50-10.00- 10.0004 :- 11.759= 22.81522.810 :20.000520.00016.000 : :4.0003.9995 :1.1852= 1000.11000.0 :850.1850.0 : : :-200.0- 200.1 :- 243.0=352.778352.767 :300.0

6、11300.000225.000 : :0.000不允许负值单位3276732511 :276492764820736 : :0- 32768- 1 :- 4864模拟输出量的表达形式范围超上限超上界额定范围超下界超下限单位=3276732511 :2764927648 :0 :- 6912- 6913 : : :- 27648- 27649 :- 32512=- 32513 输出范围：电压011.7589 :10.000410.0000 : 00 to 10V1 to 5V05.8794 :5.00025.0000 :1.0000011.7589 :10.000410.0000 : 0 :

7、: : : : : :-10.0000- 10.0004 :- 11.75890 10V 00.99990 0 输出范围： 电流023.515 :20.000720.000 : 00 to 20mA4 to 20mA022.81 :20.00520.000 :4.000023.515 :20.000720.000 : 0 : : : : : : :-20.000- 20.007 :- 23.5150 20mA 03.99950 0S7-300模拟量模板的寻址IM256 to270336 to350352 to366368 to382304 to318320 to334272 to286288

8、to302 (发送) 槽口号 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 384 to398400 to414432 to446448 to462464 to478480 to494496 to510416 to430机架机架 1机架机架0电源模板IM(接收) 电源模板CPU512 to526528 to542544 to558560 to574576 to590592 to606608 to622624 to638机架机架 2IM(接收) 电源模板机架机架 3640to654656to670672to686688 to702704 to718720 to734736 to750752 to7

9、66IM(接收) 电源模板例:被传送的零件的记录和重量显示AI2AI1重量重量0 至至 500kg-15V.+15VAI1AI2 AO1AO2V010模拟器模拟器0.10VPIW 304AI 模板模板0.27648QW 6DO模板模板0至 500 kgBCD显示显示1230重量显示重量显示当I 0.6 = 1模拟量数值表示方法单向的电流、电压（0-10V，4-20mA等），A/D转换后的数值表示为0-27648双向的电流、电压（-10V-+10V，-20mA-+20mA），A/D转换后的数值表示为-27648-27648热电偶、热电阻，A/D转换后的数值表示为实际温度乘10FC105讲解变换公

10、式：OUT=(FLOAT(IN)-K1)/(K2-K1)*(HI_LIM-LO_LIM)+LO_LIM其中：K1，K2取决于输入的双极性（BIPOLAR）和单极性（UNBIPOLAR）：BIPOLAR：K1=-27648，K2=+27648 UNBIPOLAR：K1=0，K2=+27648HI_LIM：带工程单位的量程上限LO_LIM：带工程单位的量程下限IN：输入值FC105讲解FC105讲解实例：有一个控制系统，控制器是CPU314C-2DP，压力传感器测量油压力，油压力的范围是040MPa，当油压力高于30MPa时报警，请设计此系统。【解】 CPU314C-2DP集成了有模拟量输入/输出

11、和数字量输入/输出，其接线图如图所示，模拟量输入的端子2和4分别与传感器的电压信号+和电压信号相连，传感器的电源在图中未表示。*BIPOLAR: The input integer value is assumed to be between -27648 and 27648, therefore, K1 = -27648.0 and K2 = +27648.0*UNIPOLAR: The input integer value is assumed to be between 0 and 27648, therefore, K1 = 0.0 and K2 = +27648.0FC106讲解变换公式：OUT=(IN- LO_LIM)/(HI_LIM-LO_LIM)*(K2-K1)+ K1 其中：K1，K2取决于输入的双极性（BIPOLAR）和单极性（UNBIPOLAR）： BIPOLAR：K1=-27648，K2=+27648 UNBIPOLAR：K1=0，K2=+27648HI_LIM：带工程单位的量程上限LO_LIM：带工程单位的量程下限IN：输入值FC106讲解FC106讲解例：压力