S7200模拟量输入输出实例.docx

1、S7200模拟量输入输出实例对输入、输出模拟量的PLC编程的探讨及编程实例解析3134人阅读| 4条评论 发布于：2011-12-29 9:03:42对于初学PLC编程的人来说，模拟量输入、输出模块的编程要比用位变量进行一般的 程序控制难的多，因为它不仅仅是程序编程， 而且还涉及到模拟量的转换公式推导与使用的问题。不同的传感变送器， 通过不同的模拟量输入输出模块进行转换， 其转换公式是不一样的，如果选用的转换公式不对，编出的程序肯定是错误的。比如有 3个温度传感变送器：(1 )、测温范围为 0200 ，变送器输出信号为420ma(2 )、测温范围为 0200 ，变送器输出信号为05V(3 )、

2、测温范围为 100 500 ，变送器输出信号为420ma(1 )和(2)二个温度传感变送器，测温范围一样，但输出信号不同， (1)和(3)传感变送器输出信号一样， 但测温范围不同，这3个传感变送器既使选用相同的模拟量输入模块， 其转换公式也是各不相同。一、转换公式的推导下面选用S7-200的模拟量输入输出模块 EM235的参数为依据对上述的3个温度传感器进行转换公式的推导：对于(1)和(3)传感变送器所用的模块， 其模拟量输入设置为020ma电流信号,20ma对应数子量=32000 , 4 ma对应数字量=6400 ;对于(2)传感变送器用的模块，其模拟量输入设置为 05V电压信号，5V对应数

3、字量=32000 , 0V对应数字量=0;这3种传感変送器的转换公式该如何推导的呢？这要借助与数学知识帮助，请见下图：错感器测温T=200时，输出电流I=20m,模块转换数宇童AIW=32000；测淑T列J时，输的流Mm,模块转換敎字壘AIW400n TAIW的关系曲第如上左團箭示，根 据三角形相似定理可知：ABM *故可列；= (1-1) 由图知；aCD DMAB=2Q0 CDTs E1F戏000巧4QO 6400 带入(11 式，可得；农呦卄(崔恥-6400) ” 、Tx = 200 x (2-1 *(32000-6-100)(2)传感器测温T=200W,输出电压V=5V,模块特换数宇甸总

4、树figIM时，输出电压摸块转换数宇a AIW=O. 系曲线如上中图所示,根据三坤砸喜冃似是理2 AJFO随DO 传感器测温*5皿时I输出felifi I-20mai模块转换数宁墾AIWW2皿0：测浬T=-100 输出电磴 血，模块转换数宇重直IWM4血T2 AfW的董系曲续如上右團所示，很居三角膨相以定理可知：LABMCDM屮故可列：空二，处 (1-3) 由图知；aCD DMAB=530+100=600 CD= 7； +100 BH=32000600 DM=AIWx-6400 带入(1-S 式,可亀Q上面推导出的(2-1 )、(2-2 )、(2-3 )三式就是对应(1 )、(2)、(3)三种

5、温度传感变送 器经过模块转换成数字量后再换算为被测量的转换公式。 编程者依据正确的转换公式进行编程，就会获得满意的效果。二、变送器与模块的连接通常输出420ma电流信号的传感变送器， 对外输出只有 +、-二根连线，它需要外接24V电源电压才能工作，如将它的 +、-二根连线分别与24V电源的正负极相连，在被测量正常变化范围内，此回路将产生 420ma电流，见下左图。下右图粉色虚线框内为 EM235模块第一路模拟输入的框图，它有 3个输入端，其 A+与A-为A/D转换器的+ -输入端，RA与A-之间并接250 Q标准电阻。A/D转换器是正逻辑电路，它的输入是 05V电压信号，A-为公共端，与PLC

6、的24V电源的负极相连。那么24V电源、传感变送器、模块的输入口三者应如何连接才是正确的？正确的连线是这样的：将左图电源负极与传感器输出的负极连线断开，将电源的负极接模块的 A-端，将传感器输出负极接 RA端，RA端与A+端并接一起，这样由传感器负极输出的 420ma电流由RA流入250 Q标准电阻产生05V电压并加在A+与A-输入端。切记：不可从左图的24V正极处断开，去接模块的信号输入端，如这样连接，模块是不会正常工作的。对第(2)种电压输出的传感変送器，模块的输入应设置为 05V电压模式，连线时，变送器输出负极只连 A+ , RA端空悬即可。三、按转换公式编程：根据转换后变量的精度要求，

7、 对转换公式编程有二种形式：1、整数运算，2、实数运算。请见下面梯形图：(A)、整数运算的梯形图：该梯形图是第(1)种温度传感变送器(测温：0200，输出：420ma )按公式(2-1 ) 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。(B)实数运算的梯形图：该梯形图是对一个真空压力变送器（量程： 0O.IMpa,输出：420ma ）按公式（2-1 ）以实数运算编写的转换程序，可作为一个子程序进行调用。四、编程实例及解析某设备装有4种传感器：1、 真空压力传感器，量程为： 00.1Mpa ;输出给PLC的信号为420ma。2、 蒸汽压力传感器，量程为： 01.0Mpa ;输出给PLC的

8、信号为420ma。3、 温度传感器，量程为： 0200度；输出给PLC的信号为420ma。4、 电机转速，量程为： 050转/秒；输出给PLC的信号为420ma。该设备用蒸汽对其罐体加热，并对温度要求按设定的温度值进行温度控制。控制方式采 用自动调整电动阀开门角度的大小来改变加热管道的蒸汽的流量。电动阀的控制信号为 420ma,即输入4ma时，电动阀关门，输入 20ma时，电动阀门全开。为此选用了含有4路模拟输入和一路模拟输出的模块 EM235。其4路模拟量输入信号皆设定为020ma电流输入模式，一路模拟量输出信号设定为 420ma电流输出模式。要求用触摸屏显示这4种信号的时时状态值，并在触摸

9、屏上设置控制的温度参数，传给 PLC使PLC按此值进行温度控制。由于本文重点是讲述有关模拟量的输入与输出的编程设计， 对触摸屏的编程设计不予讲述，只提供触摸屏与 PLC的通讯变量：VD0 :为真空压力显示区，由 PLC传送给触摸屏。VD4 :为蒸汽压力值显示区，由 PLC传送给触摸屏。VW8 :为蒸汽温度值显示区，由 PLC传送给触摸屏。VW10 :为电机转速值显示区，由 PLC传送给触摸屏。、硬件电路的配置:（一）、硬件设置 除上述4种传感器外，选用：1、 S7-200PLC 一台，型号为： CPU222 CN 。2、 选用EM235模拟量输入模块一块 （输入设置：020 ma工作模式；输出

10、设置：420ma ）。3、变频器一台，型号为 PI8100，由PLC控制启停，手动调速。4、西门子触摸屏一块。型号： Smart 700硬件电路图（二）、对传感器输出的420ma转换为显示量程的公式推导：EM235模拟量输入输出模块，当输入信号为 20ma时，对应的数字=32000，故：输入=4ma时，对应的数字量=6400，对应显示量程值=0。输入20ma时，对应的数字 量=32000，对应显示量程值最大值 =Hm，其输出量与模块的数字量的变化关系曲线如图一 所示：ACT睡三觎相观理,2时从DE故.箸务可得以下4个公式1真空压力转换公応戸Z 器踹单位MPa +2、蒸汽压力转换公式;3空缈(3

11、2000-6400)单位:MPa 4蒸汽溫度转换公式;单.位;度4、这4个转换公式，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 能块分别用于实数与整数运算， 而每个功能块在程序运行中又都调用二次， 分别计算不同的物理量。为此功能块设有二个数字输入与一个计算结果输出三个口， 以适用于多次调用去计算不同物理量的值。请见下面编程：（三）、实数运算功能块（SBR_o）:h j 3 i - j i g -r i . 7 , i - g i - 9 i h to* i l11 r 131 pl4*a 15l i 1C t-1? I * i 20j i贾量袅也1注liENINBOOLLWO

12、SHI nINJNT料入曲穩碑转蹄豪手豪宿号 U025H2_hINftCAL詹人羞大蚤程伯INiMailTLD&OUTHEAL谨直结黑（蚁形贰）犠出 （四）、整数运算功能快（SBR_1 ）:（五）、将模块的数字量，按对应公式转换为量程显示值的编程将ATWtK宾空压力恫）转換为实槪也计VD1 Oh将証力量大值（ -VD1O4VD0VD100,将蒸机压力最大值（1-0） -VD104.运MilVD4C 炭汽压力值二示区八运算錯果送络VD4M1 0Ml 0L-C S )( S )1JOMeO-2,将AJW4（ VWIOO,将滋汽禺度最大ffi-VW104.运覽结果热汽灣度佰旻示C，世菇麋送入VW8M

13、1.0_C S )1阿ta 5|魏血03。将AE/6（电机软逵，tWIOO.将电机玮逵量大倍NUHO4运住洁黑VW1CI（电机湖f值旻示区，|Cki1AIWC ViZHE1 ZHE.oi50-ZHE2 inM1 0_C S )W10MBO=83m.oOUT-MBOMBDij-MOV_B囲 EMOINOUT-MBOMl 0J R)1cjzon分析以上梯形图可知，该程序编写的特点：序，2、对多个转换变量的调用采用每个扫描周期对 的编程处理会使编写的程序，简短易读易懂。（六）、对模拟量输出的编程处理对罐体温度控制是采用渐近比较的控制方式进行编程。设计思路是这样的：当罐体的温度低于设定温度 10度时，

14、控制加热蒸汽的电动阀门全打开， 当罐体的温度低于设定温度7度时，电动阀门打开3/4，当罐体的温度低于设定温度 4度时，电动阀门打开1/2， 当罐体的温度低于设定温度 2度时，电动阀门打开1/4，当罐体的温度低于设定温度 1度时， 电动阀门打开1/8，当罐体的温度=设定温度时，电动阀门关闭。电动阀门的控制信号天H也皿即输入4胸时，阀门关励，当输入 曲a时，阀门垒iva打开.如设堀阀门全耐门打展b “2Ix=4na 时.a =0 f 全关) Ix2(hiia 时，a =1 (全开)温度转换公切g叫豔爲佗-1）式乂可变换为= 人1敬p 1冏 T琢十6400gc?|zong!/【3-3)3)将此式转换为00.0特（3-3式带入（3-1）武，得F面是利用渐近比较法进行温度控制的梯形图：程序解释见网络上的说明用它可将设定温度值转