主題：S7-200模擬量EM235編程實(shí)例

1、主題：S7-200模擬量EM235編程實(shí)例西門子S7-200模擬量編程本文以EM235為例講解S7-200模擬量編程，主要包括以下內(nèi)容：1、模擬量擴(kuò)展模塊接線圖及模塊設(shè)置2、模擬量擴(kuò)展模塊的尋址3、模擬量值和A/D 轉(zhuǎn)換值的轉(zhuǎn)換4、編程實(shí)例模擬量擴(kuò)展模塊接線圖及模塊設(shè)置EM235是最常用的模擬量擴(kuò)展模塊，它實(shí)現(xiàn)了 4路模擬量輸入和1路模擬量輸 出功能。下面以EM235為例講解模擬量擴(kuò)展模塊接線圖，如圖1。圖1圖 1 演示了模擬量擴(kuò)展模塊的接線方法，對(duì)于電壓信號(hào)，按正、負(fù)極直接接入X十和X;對(duì)于電流信號(hào)，將RX和X+短接后接入電流輸入信號(hào)的 ?”端；未連 接傳感器的通道要將X+和X短接。對(duì)于某一

2、模塊，只能將輸入端同時(shí)設(shè)置為一種量程和格式，即相同的輸入量程和分辨率。（后面將詳細(xì)介紹）EM235的常用技術(shù)參數(shù)：模擬量輸入特性模擬量輸入點(diǎn)數(shù)4輸入范圍 電壓（單極性）010V05V01V0500mV0100mV050mV?電壓（雙極性）± 10V± 5V±±1V± 500mV± 250mV± 100mV± 50mV± 25mV電流020mA數(shù)據(jù)字格式雙極性全量程范圍-32000+32000單極性全量程范圍032000分辨率 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換器模擬量輸出特性模擬量輸出點(diǎn)數(shù)1信號(hào)范圍電壓輸出 

3、7; 10V電流輸出020mA數(shù)據(jù)字格式 電壓-32000+32000電流032000分辨率電流電壓 12 位電流 11 位下表說明如何用DIP開關(guān)設(shè)置EM235擴(kuò)展模塊，開關(guān)1到6可選擇輸入模擬量的單 /雙極性、增益和衰減。EM235開關(guān)單/雙極性選擇增益選擇衰減選擇SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6ON 單極性 ？OFF 雙極性？OFF OFF X1 ？OFF ON X10 ？ON OFF X100 ？ON ON 無效 ？ON OFF OFFOFF ON OFFOFF OFF ON由上表可知，DIP開關(guān)SW6決定模擬量輸入的單雙極性，當(dāng) SW6為ON時(shí)，模 擬量輸入為單極性輸入

4、，SW6為OFF時(shí)，模擬量輸入為雙極性輸入。SW4和SW5決定輸入模擬量的增益選擇，而 SW1, SW2, SW3共同決定了模擬 量的衰減選擇。根據(jù)上表6個(gè)DIP開關(guān)的功能進(jìn)行排列組合，所有的輸入設(shè)置如下表：?jiǎn)螛O性 滿量程輸入分辨率SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6ON OFF OFF ON OFF ON0 50mV V?OFF ON OFF ON OFF ON0100mV 25 V?ON OFF OFF OFF ON ONi0 500mV 125uA?OFF ON OFF OFF ON ONi0 1V 250 VON OFF OFF OFF OFF OlS心5V ?ON OFF

5、OFF OFF OFF OS心20mA 5 AOFF ON OFF OFF OFF OS010V ?雙極性 滿量程輸入分辨率SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6ON OFF (FF ON OFF OFF ± 25mM VOFF ON OFF ON OFF OFF ± 50mV 25 VOFF OFfON ON OFF OFF ± 100mV 5沖 VON OFFOFF OFF ON OFF ± 250mV 125 VOFF ON OFF OFF ON OFF ± 500 250 VOFF OT ON OFF ON OFF ±

6、 1V 500 VON OFF OFF OFF OFF OFF？ ±OFF ON OFF OFF OFF OFF ± ？ 5VOFF OFF ON OFF OFF OFF ± 10V？ 5mV6 個(gè) DIP 開關(guān)決定了所有的輸入設(shè)置。也就是說開關(guān)的設(shè)置應(yīng)用于整個(gè)模塊，開關(guān)設(shè)置也只有在重新上電后才能生效。輸入校準(zhǔn)模擬量輸入模塊使用前應(yīng)進(jìn)行輸入校準(zhǔn)。其實(shí)出廠前已經(jīng)進(jìn)行了輸入校準(zhǔn)，如果OFFSET口 GAIN電位器已被重新調(diào)整，需要重新進(jìn)行輸入校準(zhǔn)。其步驟如下：A、 切斷模塊電源，選擇需要的輸入范圍。B、接通CPU和模塊電源，使模塊穩(wěn)定15分鐘。C、 用一個(gè)變送器，一個(gè)

7、電壓源或一個(gè)電流源，將零值信號(hào)加到一個(gè)輸入端。D、讀取適當(dāng)?shù)妮斎胪ǖ涝?CPU中的測(cè)量值。E、調(diào)節(jié)OFFSET（偏置）電位計(jì)，直到讀數(shù)為零，或所需要的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值。F、將一個(gè)滿刻度值信號(hào)接到輸入端子中的一個(gè)，讀出送到 CPU的值。G、調(diào)節(jié)GAIN （增益）電位計(jì)，直到讀數(shù)為32000或所需要的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值。H、 必要時(shí)，重復(fù)偏置和增益校準(zhǔn)過程。EM235輸入數(shù)據(jù)字格式下圖給出了 12位數(shù)據(jù)值在CPU的模擬量輸入字中的位置圖2可見，模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)換器（ADQ的12位讀數(shù)是左對(duì)齊的。最高有效位是符號(hào)位，0 表示正值。在單極性格式中，3 個(gè)連續(xù)的0 使得模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)換器（AD。每變化1個(gè)單位，數(shù)據(jù)

8、字則以8個(gè)單位變化。在雙極性格式中，4個(gè)連續(xù)的 0 使得模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)換器每變化1 個(gè)單位，數(shù)據(jù)字則以16 為單位變化。EM235輸出數(shù)據(jù)字格式圖3給出了 12位數(shù)據(jù)值在CPU的模擬量輸出字中的位置：圖3數(shù)字量到模擬量轉(zhuǎn)換器（DA。的12位讀數(shù)在其輸出格式中是左端對(duì)齊的，最高有效位是符號(hào)位，0 表示正值。模擬量擴(kuò)展模塊的尋址每個(gè)模擬量擴(kuò)展模塊，按擴(kuò)展模塊的先后順序進(jìn)行排序，其中， 模擬量根據(jù)輸入、輸出不同分別排序。模擬量的數(shù)據(jù)格式為一個(gè)字長(zhǎng)，所以地址必須從偶數(shù)字節(jié)開始。例如：AIW0, AIW2, AIW4、AQW0, AQW2。每個(gè)模擬量擴(kuò)展模塊至少占兩個(gè)通道，即使第一個(gè)模塊只有一個(gè)輸出A

9、QW0,第二個(gè)模塊模擬量輸出地址也應(yīng)從AQW4開始尋址，以此類推。圖4演示了 CPU224后面依次排列一個(gè)4輸入/4輸出數(shù)字量模塊，一個(gè)8輸入數(shù)字量模塊，一個(gè)4 模擬輸入 /1 模擬輸出模塊，一個(gè)8 輸出數(shù)字量模塊，一個(gè)4模擬輸入 /1 模擬輸出模塊的尋址情況，其中，灰色通道不能使用。圖4模擬量值和A/D 轉(zhuǎn)換值的轉(zhuǎn)換假設(shè)模擬量的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)是 A0Am (如：4-20mA) , A/D轉(zhuǎn)換后數(shù)值為D0Dm(如：6400 32000) ， 設(shè)模擬量的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)是A， A/D 轉(zhuǎn)換后的相應(yīng)數(shù)值為D，由于是線性關(guān)系，函數(shù)關(guān)系 A=f (D)可以表示為數(shù)學(xué)方程：A= (D- D0) X (Am-A0)

10、 / (DmD0) +A0。根據(jù)該方程式，可以方便地根據(jù)D 值計(jì)算出A 值。將該方程式逆變換，得出函數(shù)關(guān)系D= f (A)可以表示為數(shù)學(xué)方程：D= (A A0) X (Dm D0) / (Am A0) + D0。具體舉一個(gè)實(shí)例，以S7-200和420mA為例，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，我們得到的數(shù)值是 640032000,即 A0=4, Am = 20, D0=6400, Dm =32000,代入公式，得出：A= (D 6400) X (20 4) / ( 32000 6400) +4假設(shè)該模擬量與AIW0對(duì)應(yīng)，則當(dāng)AIW0的值為12800時(shí)，相應(yīng)的模擬電信號(hào)是 6400 X 1625600 +4 =

11、8mA。又如，某溫度傳感器，1060 C與420mA相對(duì)應(yīng)，以T表示溫度值，AIW0 為PLC真擬量采樣值，則根據(jù)上式直接代入得出：T=70X (AIW0-6400) /25600-10可以用 T 直接顯示溫度值。模擬量值和A/D 轉(zhuǎn)換值的轉(zhuǎn)換理解起來比較困難，該段多讀幾遍，結(jié)合所舉例子，就會(huì)理解。為了讓您方便地理解，我們?cè)倥e一個(gè)例子：某壓力變送器，當(dāng)壓力達(dá)到滿量程 5MPa時(shí)，壓力變送器的輸出電流是 20mA, AIW0的數(shù)值是320000可見，每毫安對(duì)應(yīng)的 A/D值為32000/20,測(cè)得當(dāng)壓力為 時(shí)，壓力變送器的電流應(yīng)為 4mA, A/D值為(32000/20) X仁6400。由此得出，AIW0的數(shù)值轉(zhuǎn)換為實(shí)際壓力值(單位為 KPaj)的計(jì)算公式為：VW0 的值=(AIW0 的值一6400)(5000- 100)/(32000 6400)+100 (單位：KP0編程實(shí)例 您可以組建一個(gè)小的實(shí)例系統(tǒng)演示模擬量編程。本實(shí)例的的 CPU是CPU222僅 帶一個(gè)模擬量擴(kuò)展模塊