電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)（S7-1200）課件 5任務(wù)1 模擬量輸入模塊的應(yīng)用

任務(wù)1模擬量輸入模塊的應(yīng)用任務(wù)引入

模擬量的概念與數(shù)字量相對(duì)應(yīng)，模擬量是指在時(shí)間和數(shù)值上都連續(xù)的物理量，其表示的信號(hào)稱為模擬信號(hào)。模擬量在連續(xù)的變化過程中任何一個(gè)取值都是一個(gè)具體有意義的物理量，如電壓、電流、溫度、壓力、流量、液位等，在工業(yè)控制系統(tǒng)中，會(huì)經(jīng)常遇到模擬量，并需要按照一定的控制要求實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量的采集和控制。任務(wù)目標(biāo)要完成該任務(wù)，必須具備以下知識(shí)：1.熟悉信號(hào)板模擬量輸入模塊的使用方法。2.熟悉模擬量輸入模塊的使用方法。3.學(xué)會(huì)編寫模擬量輸入程序。相關(guān)知識(shí)1.S7-1200PLC本體集成的模擬量輸入

模擬量輸入是將標(biāo)準(zhǔn)的模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)以用于CPU的計(jì)算，模擬量一般需用傳感器、變送器等元器件，把工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的模擬量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)，如標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)為0~20mA、4~20mA，標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)為0~10V、0~5V或-10~+10V等。S7-1200PLC可以通過本體集成的模擬量輸入點(diǎn)，或模擬量輸入信號(hào)板、模擬量輸入信號(hào)模塊將外部模擬量標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)傳送至PLC中。相關(guān)知識(shí)

在S7-1200PLC各型號(hào)PLC中，本體均內(nèi)置了模擬量輸入點(diǎn)，PLC本體內(nèi)置模擬量輸入點(diǎn)參數(shù)如表5-1所示。表5-1PLC本體內(nèi)置模擬量輸入點(diǎn)參數(shù)PLC型號(hào)輸入點(diǎn)數(shù)類型滿量程規(guī)范滿量程數(shù)字量范圍CPU1211C1電壓0~10V0~27648CPU1212C1電壓0~10V0~27648CPU1214C2電壓0~10V0~27648CPU1215C2電壓0~10V0~27648CPU1217C2電壓0~10V0~27648相關(guān)知識(shí)

2.S7-1200PLC的信號(hào)板模擬量輸入

模擬量輸入信號(hào)板可直接插接到S7-1200CPU中，主要包括SB1231AI1×12位1路模擬量輸入板和SB1231AI×16位熱電偶1路熱電偶模擬量輸入板。表5-2模擬量輸入信號(hào)板參數(shù)型號(hào)SB1231AI1×12位SB1231AI×16位輸入路數(shù)1類型電壓或電流范圍±10V、±5V、±2.5V或0~20mA配套熱電偶分辨率11位+符號(hào)位溫度：0.1℃/0.1℉電壓：15位+符號(hào)位滿量程范圍（數(shù)據(jù)字）-27648~27648-27648~27648相關(guān)知識(shí)

3.S7-1200PLC的模擬量信號(hào)模塊

模擬量輸入信號(hào)模塊按照在CPU右側(cè)的相應(yīng)插槽中，模擬量輸入可通過SM1231模擬量輸入模塊或SM1234模擬量輸入/輸出模塊提供。表5-3模擬量輸入模塊參數(shù)型號(hào)SM1231AI4×13位SM1231AI8×13位SM1231AI4×16位SM1234AI4×13位/AQ2×14位輸入/輸出路數(shù)4844/2類型電壓或電流（差動(dòng)）范圍±10V、±5V、±2.5V或0~20mA、4~20mA±10V、±5V、±2.5V、±1.5V或0~20mA、4~20mA±10V、±5V、±2.5V或0~20mA、4~20mA滿量程范圍（數(shù)據(jù)字）電壓：-27648~27648電流：0~27648相關(guān)知識(shí)

西門子PLC模擬量轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制數(shù)值：?jiǎn)螛O性輸入信號(hào)時(shí)（如0~10V或4~20mA），對(duì)應(yīng)的正常數(shù)值范圍為0~27648（16#0000~16#6C00）；雙極性輸入信號(hào)時(shí)（±10V），對(duì)應(yīng)的正常數(shù)值范圍為-27648~27648。在正常量程區(qū)以外，設(shè)置過沖區(qū)和溢出區(qū)，當(dāng)檢測(cè)值溢出時(shí)，可啟動(dòng)診斷中斷。模擬量輸入的電壓測(cè)量范圍如表4-4，給出0~10V模擬量輸入模塊的轉(zhuǎn)換值與模擬量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。相關(guān)知識(shí)表5-4模擬量輸入的電壓測(cè)量范圍系統(tǒng)電壓測(cè)量范圍十進(jìn)制十六進(jìn)制0~10V327677FFF11.852V上溢325127F00﹥11.759V325117EFF（10~11.759）V過沖范圍276496C01276486C0010V額定范圍2073651007.5V342212mV000V任務(wù)實(shí)施1.用S7-1200PLC內(nèi)置的模擬量輸入點(diǎn)采集輸入電壓1）控制要求

采用S7-1200CPU1212C內(nèi)置的模擬量輸入點(diǎn)，通過對(duì)外部0~10V模擬量進(jìn)行監(jiān)控，并實(shí)現(xiàn)以下功能。

通過電位器PR1，調(diào)節(jié)模擬量輸入值，并通過5盞指示燈組合狀態(tài)顯示輸入值的范圍：當(dāng)模擬量輸入值≥1V時(shí)，HL1（Q0.0）點(diǎn)亮；當(dāng)模擬量輸入值≥3V時(shí)，HL1、HL2（Q0.0、Q0.1）點(diǎn)亮；當(dāng)模擬量輸入值≥5V時(shí)，HL1~HL3（Q0.0、Q0.1、Q0.2）點(diǎn)亮；當(dāng)模擬量輸入值≥7V時(shí)，HL1~HL4（Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3）點(diǎn)亮；當(dāng)模擬量輸入值≥9V時(shí)，HL1~HL5（Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4）全部點(diǎn)亮。任務(wù)實(shí)施2）訓(xùn)練要達(dá)到的目的（1）掌握模擬量輸入信號(hào)采集的接線。（2）學(xué)會(huì)模擬量輸入的程序編寫。（3）學(xué)會(huì)模擬量標(biāo)準(zhǔn)化的程序編寫。任務(wù)實(shí)施3）控制要求分析

分析控制要求，首先要掌握模擬量輸入信號(hào)采集的接線，其次是要會(huì)編寫模擬量采集的程序，并將模擬量標(biāo)準(zhǔn)化，最后才是模擬量比較，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)燈的點(diǎn)亮。4）實(shí)訓(xùn)設(shè)備CPU1212CAC/DC/RLY一臺(tái)

直流電源

一塊

燈板

一塊任務(wù)實(shí)施5）程序設(shè)計(jì)（1）可編程控制器的外部接線圖如圖5-1所示。圖5-1模擬量輸入接線圖任務(wù)實(shí)施

（2）建立項(xiàng)目“模擬量輸入”。

（3）添加新設(shè)備“CPU1212CAC/DC/RLY”，版本號(hào)4.4。

（4）選中“PLC_1”項(xiàng)目下的“PLC變量”，打開“默認(rèn)變量表”，在默認(rèn)變量表中分配程序中要使用的變量，分配PLC變量表如表5-5所示。表5-58盞燈控制的PLC變量表任務(wù)實(shí)施

（5）梯形圖設(shè)計(jì)。梯形圖程序設(shè)計(jì)如圖5-2所示，圖中的模擬量取的是通道1的模擬量，模擬量地址為IW64，程序設(shè)計(jì)時(shí)一定注意，取的哪個(gè)通道的模擬量，就要使用哪個(gè)模擬量的地址，不能出錯(cuò)。任務(wù)實(shí)施圖5-2模擬量輸入控制程序任務(wù)實(shí)施6）程序講解。程序中，NORM_X是標(biāo)準(zhǔn)化指令，通過將輸入（%MW100）的值（0~27648）映射到線性標(biāo)尺（0~1）對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，計(jì)算公式為OUT=[VAL*(MAX-MIN)]+MIN；SCALE_X是縮放指令，通過將輸入（%MD102）的值映射到指定的