S7-200模擬量輸入輸出實例(DOC)

1、對輸入、輸出模擬量的PLC編程的探討及編程實例解析3134人閱讀|4條評論發(fā)布于：2011-12-299:03:42對于初學(xué)PLC編程的人來說，模擬量輸入、輸出模塊的編程要比用位變量進(jìn)行一般的程序控制難的多，因為它不僅僅是程序編程，而且還涉及到模擬量的轉(zhuǎn)換公式推導(dǎo)與使用的問題。不同的傳感變送器，通過不同的模擬量輸入輸出模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換公式是不一樣的，如果選用的轉(zhuǎn)換公式不對，編出的程序肯定是錯誤的。比如有3個溫度傳感變送器：(1) 、測溫范圍為0200，變送器輸出信號為420ma(2) 、測溫范圍為0200，變送器輸出信號為05V(3) 、測溫范圍為一100500，變送器輸出信號為420ma

2、(1)和(2)二個溫度傳感變送器，測溫范圍一樣，但輸出信號不同，(1)和(3)傳感變送器輸出信號一樣，但測溫范圍不同，這3個傳感變送器既使選用相同的模擬量輸入模塊,其轉(zhuǎn)換公式也是各不相同。一、轉(zhuǎn)換公式的推導(dǎo)下面選用S7-200的模擬量輸入輸出模塊EM235的參數(shù)為依據(jù)對上述的3個溫度傳感器進(jìn)行轉(zhuǎn)換公式的推導(dǎo)：對于(1)和(3)傳感變送器所用的模塊，其模擬量輸入設(shè)置為020ma電流信號,20ma對應(yīng)數(shù)子量=32000，4ma對應(yīng)數(shù)字量=6400；對于(2)傳感變送器用的模塊，其模擬量輸入設(shè)置為05V電壓信號，5V對應(yīng)數(shù)字量=32000，0V對應(yīng)數(shù)字量=0；卩)感器口星叩光糸圖£400A

3、EW.3M00傳感爲(wèi)血rv詵杲盡嗎辺傳國器T仏網(wǎng)黃糸圖這3種傳感変送器的轉(zhuǎn)換公式該如何推導(dǎo)的呢？這要借助與數(shù)學(xué)知識幫助，請見下圖：JlW_ldJaTi3W磋咸傳感器測泡*加於時,輸出電流I=20nn,模塊轉(zhuǎn)換數(shù)字童AIW=52000;測溟T=0%時，輸出電流I皿詛模塊轉(zhuǎn)換數(shù)字量AIW=64叩.T與AIW的關(guān)系曲趺如上左圖所示，根據(jù)三角形相似定理可知：*故可列；z(1-1)由圖知；心CDDMCD=TzBM=320OQ-64OODM=AIWk-64OQ帶如門-1)式,可得；4迸型忙如撫432CJOcr-Mao>(2)傳感器測溫TT咄時，輸出電壓V=5V,模塊轉(zhuǎn)換數(shù)字匐黨初®器樹JT

4、T=U時，輸出電壓=0譏模塊轉(zhuǎn)換數(shù)字星AIW的關(guān)系曲鏡如上中圉所示,根據(jù)三角形相似定理可珮AAEQ2DQ故刊列=-.-='（1-2）'CDDO期毛QOCDTkBM=32QOa7=200x11AIWx3S000DM=AIk帶入（1-第）式，可得F4C2-2）屮傳感器測®T=500°時，輸出電流I=20ma5欖塊轉(zhuǎn)換數(shù)字SAIW=32000；測混T1時時，輸出電流ITim,模塊轉(zhuǎn)換數(shù)字AIW=6400dT與加W的關(guān)系曲線如上右圖所示，根據(jù)三角形相似宦理可知應(yīng)UEM故可列竺二空空，（i-3i由圖知：*CDDMAB=50G+10.Q=600；CD=兀+100BM=3

5、200Q-e400DK=AIWK-640d帶式,可得：屮，巒凹匕些''''35000-6400)-100上面推導(dǎo)出的（2-1）、（2-2）、（2-3）三式就是對應(yīng)（1）、（2）、（3）三種溫度傳感變送器經(jīng)過模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后再換算為被測量的轉(zhuǎn)換公式。編程者依據(jù)正確的轉(zhuǎn)換公式進(jìn)行編程，就會獲得滿意的效果。二、變送器與模塊的連接通常輸出420ma電流信號的傳感變送器，對外輸出只有+、-二根連線，它需要外接24V電源電壓才能工作，如將它的+、-二根連線分別與24V電源的正負(fù)極相連，在被測量正常變化范圍內(nèi)，此回路將產(chǎn)生420ma電流，見下左圖。下右圖粉色虛線框內(nèi)為EM2

6、35模塊第一路模擬輸入的框圖，它有3個輸入端，其A+與A-為A/D轉(zhuǎn)換器的+-輸入端，RA與A-之間并接250Q標(biāo)準(zhǔn)電阻。A/D轉(zhuǎn)換器是正邏輯電路，它的輸入是05V電壓信號，A-為公共端，與PLC的24V電源的負(fù)極相連。420uaa'd"Ir0n>L_|A+釆輸入*1A：D轉(zhuǎn)換器輸入-RAaO0那么24V電源、傳感變送器、模塊的輸入口三者應(yīng)如何連接才是正確的？正確的連線是這樣的：將左圖電源負(fù)極與傳感器輸出的負(fù)極連線斷開，將電源的負(fù)極接模塊的A-端，將傳感器輸出負(fù)極接RA端，RA端與A+端并接一起，這樣由傳感器負(fù)極輸出的420ma電流由RA流入250Q標(biāo)準(zhǔn)電阻產(chǎn)生05V電

7、壓并加在A+與A-輸入端。切記：不可從左圖的24V正極處斷開，去接模塊的信號輸入端，如這樣連接，模塊是不會正常工作的。對第(2)種電壓輸出的傳感変送器，模塊的輸入應(yīng)設(shè)置為05V電壓模式，連線時，變送器輸出負(fù)極只連A+，RA端空懸即可。三、按轉(zhuǎn)換公式編程：根據(jù)轉(zhuǎn)換后變量的精度要求，對轉(zhuǎn)換公式編程有二種形式：1、整數(shù)運(yùn)算，2、實數(shù)運(yùn)算。請見下面梯形圖：(A)、整數(shù)運(yùn)算的梯形圖：該梯形圖是第(1)種溫度傳感變送器(測溫：0200，輸出：420ma)按公式(2-1)以整數(shù)運(yùn)算編寫的轉(zhuǎn)換程序，它可作為一個子程序進(jìn)行調(diào)用。(B)實數(shù)運(yùn)算的梯形圖：岡緒1實蟹送亙巒I亦耳至壓力備、轉(zhuǎn)換尙冥邈官-NDRQIh搐

8、至醫(yī)力疑大晅21>-艸的04運(yùn)直結(jié)果TWCK具空壓力顯示區(qū)SMJOMlA*C£1申耐DVENAUT-VD101IN1nur-V0112&4M.0-IN2MUL_REKENO1111OUTIM2DIV_RENENOIH1ourIH2SJVD112-W1T2VDH2-2測卜A-VDOMDjJdkDfJCl'Jjf該梯形圖是對一個真空壓力變送器(量程：0O.IMpa,輸出：420ma)按公式(2-1)以實數(shù)運(yùn)算編寫的轉(zhuǎn)換程序，可作為一個子程序進(jìn)行調(diào)用。四、編程實例及解析某設(shè)備裝有4種傳感器：1、真空壓力傳感器，量程為：0O.IMpa；輸出給PLC的信號為420ma。2

9、、蒸汽壓力傳感器，量程為：0I.OMpa；輸出給PLC的信號為420ma。3、溫度傳感器，量程為：0200度；輸出給PLC的信號為420ma。4、電機(jī)轉(zhuǎn)速，量程為：050轉(zhuǎn)/秒；輸出給PLC的信號為420ma。該設(shè)備用蒸汽對其罐體加熱，并對溫度要求按設(shè)定的溫度值進(jìn)行溫度控制。控制方式采用自動調(diào)整電動閥開門角度的大小來改變加熱管道的蒸汽的流量。電動閥的控制信號為420ma,即輸入4ma時，電動閥關(guān)門，輸入20ma時，電動閥門全開。為此選用了含有4路模擬輸入和一路模擬輸出的模塊EM235。其4路模擬量輸入信號皆設(shè)定為020ma電流輸入模式，一路模擬量輸出信號設(shè)定為420ma電流輸出模式。要求用觸摸

10、屏顯示這4種信號的時時狀態(tài)值，并在觸摸屏上設(shè)置控制的溫度參數(shù)，傳給PLC使PLC按此值進(jìn)行溫度控制。由于本文重點是講述有關(guān)模擬量的輸入與輸出的編程設(shè)計，對觸摸屏的編程設(shè)計不予講述，只提供觸摸屏與PLC的通訊變量：VD0：為真空壓力顯示區(qū)，由PLC傳送給觸摸屏。VD4：為蒸汽壓力值顯示區(qū)，由PLC傳送給觸摸屏。VW8：為蒸汽溫度值顯示區(qū)，由PLC傳送給觸摸屏。VW10:為電機(jī)轉(zhuǎn)速值顯示區(qū)，由PLC傳送給觸摸屏。VW12:設(shè)定溫度值區(qū)，由觸摸屏傳送給PLC.、硬件電路的配置:（一）、硬件設(shè)置除上述4種傳感器外，選用：1、S7-200PLC臺，型號為：CPU222CN。2、選用EM235模擬量輸入模

11、塊一塊（輸入設(shè)置：020ma工作模式；輸出設(shè)置：420ma）。手動調(diào)速。3、變頻器一臺，型號為PI8100,由PLC控制啟停,4、西門子觸摸屏一塊。型號：Smart700硬件電路圖開機(jī)爼孺屏劭壷：L顯示溫度.壓力.真空IE力、甩楓轉(zhuǎn)速Z點豔卄丄PL射（二）、對傳感器輸出的420ma轉(zhuǎn)換為顯示量程的公式推導(dǎo)：EM235模擬量輸入輸出模塊，當(dāng)輸入信號為20ma時，對應(yīng)的數(shù)字=32000，故：輸入=4ma時，對應(yīng)的數(shù)字量=6400，對應(yīng)顯示量程值=0。輸入20ma時，對應(yīng)的數(shù)字量=32000，對應(yīng)顯示量程值最大值=Hm，其輸出量與模塊的數(shù)字量的變化關(guān)系曲線如圖一所示：m、IXAIW根據(jù)三角舷相蟻宦星

12、AARG-AADE故EBCAB-“二DEADBO-AD這是一平通式，將4個翅的最大值帶尺式中,可得以下4'牛公式;r1、真空壓力轉(zhuǎn)換茲式：F七工二0.1減竺陛二里型迫位：MPai（32000-6400'r'N蒸汽壓力轉(zhuǎn)換公式：壓航_圉則單位：MPa.-i（32000-.640Q）罠蒸汽溫度轉(zhuǎn)沁“叫謊二囂）單協(xié)鈦4.電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換公式;Vd=50(Aim-64()()(32000-6400)這4個轉(zhuǎn)換公式，前二種為實數(shù)運(yùn)算，后二種為整數(shù)運(yùn)算，為簡化程序，自定義二個功能塊分別用于實數(shù)與整數(shù)運(yùn)算，而每個功能塊在程序運(yùn)行中又都調(diào)用二次，分別計算不同的物理量。為此功能塊設(shè)有二個數(shù)字

13、輸入與一個計算結(jié)果輸出三個口，以適用于多次調(diào)用去計算不同物理量的值。請見下面編程：（三）實數(shù)運(yùn)算功能塊（SBR_0）：113-1-4"i51a!G-*u7bip5-a19*1p11pi*-12b*13*t-14u'IS*'16ss-V-i»i_2Ch'ENM9L_fiENO*yi(ISH2_inL)2-INIUT-V0112VD112-IN2ENplV_FtcunELf<U|INIOUTIN2）：ns.Nifitwsvcii;-25£O0*（四）整數(shù)運(yùn)算功能快（SBR_1yonyJiony（五）、將模塊的數(shù)字量，按對應(yīng)公式轉(zhuǎn)換為量程顯

14、示值的編程s»2»23HZ2弓HZM*L3HZMlpo廠2SI(果鬪IMnJsflga圮廉)8?人；咪撫劉唄wvg迴*瞬鏗奧覽鍛竺l8Lg?(迪也哽址鍛活.3遠(yuǎn)軟亦呂8IZ盡i2155:H£JS5>0C>了L/2sImnH雖E/V鬍芻lg§?(m)廻I-K瞬譽(yù)忙釐|8§血食拇吟鑑環(huán)帥爐一衆(zhòng)遷代霧帥8SAW丄8t08W-(兇Ills國lg!媲|&冷|»Iwlgg,嚎撫樹妁扌2多個迪*矚變|&忌譽(yù)幹l§MVW【悄奉鬼IgljgyISEIV08ISI昱g黴K一.a23工z2主耳3HZ=!HZs-禺蠢l&

15、#187;l（2-1）式乂可變換為2曲陂二128Tzx十6400gngKong分析以上梯形圖可知，該程序編寫的特點：1、選用自定義功能塊編寫轉(zhuǎn)換公式的子程序，2、對多個轉(zhuǎn)換變量的調(diào)用采用每個掃描周期對MBO加1的依次循環(huán)調(diào)用的方式，這樣的編程處理會使編寫的程序，簡短易讀易懂。（六）對模擬量輸出的編程處理對罐體溫度控制是采用漸近比較的控制方式進(jìn)行編程。設(shè)計思路是這樣的：當(dāng)罐體的溫度低于設(shè)定溫度10度時，控制加熱蒸汽的電動閥門全打開，當(dāng)罐體的溫度低于設(shè)定溫度7度時，電動閥門打開3/4,當(dāng)罐體的溫度低于設(shè)定溫度4度時，電動閥門打開1/2,當(dāng)罐體的溫度低于設(shè)定溫度2度時，電動閥門打開1/4,當(dāng)罐體的溫

16、度低于設(shè)定溫度1度時，電動閥門打開1/8,當(dāng)罐體的溫度=設(shè)定溫度時，電動閥門關(guān)閉。電動閥門的控制信號為4技皿即輸2V4葩時藥閥門關(guān)閉，當(dāng)輸處;2彷玄惑閥門全即:曲如設(shè)電郵門全耐門打開卻則閥門打開環(huán)看Ik=4his時，a=0（全關(guān)）lK=20ma時ia=1（全開）4溫就感變送器的祓測溫屢與輸出也養(yǎng)的關(guān)系式為;167乙屮十亦7溫度轉(zhuǎn)換公式舟”込育鵲佗-1）4C：3-3）屮將I式帶A.g式；得：厶“上宀°0）皐c000-400）將3式帶入S）応得：叫眾二爲(wèi)將此式轉(zhuǎn)換為；AIW?:=(32000-640Q)-a+MO/.|-<'.12巾厶9/2（2-1a）式為溫度與數(shù)字量的關(guān)系

17、式，用它可將設(shè)定溫度值轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)字量。如設(shè)定溫度Tz=120度，帶入（2-1a）,可得對應(yīng)數(shù)字量AIW=21760（3-5）式為數(shù)字量與電動閥門打開度a的關(guān)系式，可用它輸送給模塊不同的數(shù)字量，來改變模塊的模擬量輸出值，進(jìn)而達(dá)到改變電動閥門的打開角度。如：a=1代入（3-5）可得：AIWx=32000將32000送入給模塊的AQW0,模塊的模擬量輸出將產(chǎn)生20ma電流輸入給電動閥的信號輸入端，使閥門全打開。a=1/2代入（3-5）式可得：AIWx=19200將19200送入給模塊的AQW0,模塊的模擬量輸出將產(chǎn)生12ma電流輸入給電動閥的信號輸入端，使閥門打開1/2。F面是利用漸近比較法進(jìn)行

18、溫度控制的梯形圖：程序解釋見網(wǎng)絡(luò)上的說明詢運(yùn)溫虞值W50：為揑制點盪涇帝咆數(shù)字量宿（公式対：AIW倨麗加）11fNHUL.IEMU11OUT-MV/8樸2%IH2ADD,1ENOtnMV/8-+6400-IM1IF42OUT冏踣12張注施凰教手臺（也阪茨輸需廈侵蠱子量（AW4、-oo.aIsjej刖END¥!INIOUT-VW5?IH2冏第13雪VW囂t設(shè)是圖旻-冥側(cè)廈）>1230（,呦g坯冏門全打JF>彗牢yF左乍A0WQ-19200（閥門打奔軸八VW55>51?（腹養(yǎng)）jAQWQ-132OQC關(guān)門打奔倔：巴J2.即f虻吶=1冊t闔門打開#4當(dāng)如2>1胡1JS差'，如3囲時閥開出）二丿程序中的Q0.0為蒸汽電磁閥的輸出信號。Q0.0=1即蒸汽電磁閥打開，注入蒸汽加熱，程序?qū)摅w內(nèi)的溫度進(jìn)行控制。Q0.1為冷水電磁閥的輸出信號。Q0.1=1即冷水發(fā)打開,注入冷水進(jìn)行降溫，此時電動閥門全開，加速降溫，程序?qū)禍夭蛔隹刂铺幚?。（七）、PLC輸入輸