模拟量换算 - 360文档中心

模拟量转工程量公式

模拟量转工程量公式
例如有三种测温范围的温度传感变送器，对应的范围分别为：
1)测温范围为0—200°，变送器输出信号为4—20mA，对应的数字量范围为6400—32000；
2)测温范围为0—200°，变送器输出信号为0—10V，对应的数字量范围为0—32000；
3)测温范围为-200—500°，变送器输出信号为4—20mA，对应的数字量范围为6400—32000；
利用相似三角形比例原理可推导模拟量转换工程量转换公式：(Ov-Osl)/(Osh-Osl)=(Iv-Isl)/(Ish-Isl)。

公式经过换算化简后得到：
Ov= (Osh-Osl)*(Iv-Isl)/(Ish-Isl)+Osl。

Ov：模拟量转换后的工程量。

Iv：对应模拟量通道的模拟量输入值。

Osh：工程量的上限。

Osl：工程量的下限。

Ish：数字量的上限。

Isl：数字量的下限。

(完整版)S7-200模拟量计算公式

因为A/D（模/数）、（D/A）数/模转换之间的对应关系，S7-200 CPU 内部用数值表示外部的模拟量信号，两者之间有一定的数学关系。

这个关系就是模拟量/数值量的换算关系。

例如，使用一个0 - 20mA的模拟量信号输入，在S7-200 CPU内部，0 - 20mA对应于数值范围0 - 32000；对于4 - 20mA的信号，对应的内部数值为6400 - 32000。

如果有两个传感器，量程都是0 - 16MPa，但是一个是0 - 20mA输出，另一个是4 - 20mA输出。

它们在相同的压力下，变送的模拟量电流大小不同，在S7-200内部的数值表示也不同。

显然两者之间存在比例换算关系。

模拟量输出的情况也大致相同。

上面谈到的是0 - 20mA与4 - 20mA之间换算关系，但模拟量转换的目的显然不是在S7-200 CPU中得到一个0 - 32000之类的数值；对于编程和操作人员来说，得到具体的物理量数值（如压力值、流量值），或者对应物理量占量程的百分比数值要更方便，这是换算的最终目标。

如果使用编程软件Micro/WIN32中的PID Wizard（PID向导）生成PID功能子程序，就不必进行0 - 20mA与4 - 20mA信号之间的换算，只需进行简单的设置。

通用比例换算公式模拟量的输入/输出都可以用下列的通用换算公式换算：Ov = [(Osh - Osl)*(Iv - Isl)/(Ish - Isl)] + Osl其中：Ov:换算结果Iv:换算对象Osh:换算结果的高限Osl:换算结果的低限Ish:换算对象的高限Isl:换算对象的低限它们之间的关系可以图示如下：图1. 模拟量比例换算关系实用指令库在Step7 - Micro/WIN Programming Tips（Micro/WIN编程技巧中）的Tip38就是关于如何实现上述转换的例程。

为便于使用，现已将其导出成为”自定义指令库“，可以添加到自己的Micro/WIN编程软件中应用。

4到20ma模拟量转换公式

这个4-20 mA模拟量是标准变送器的输出，以及应该换算多少压力和流量。

以此类推，完全根据你的需要，当然应该对应你不同的发射机。

如果需要很大，可以增加后一个放大器的放大倍数，这样A/D转换时显示的数据就会很大，反之亦然。

例如，4 mA代表1 kg压力，根据变送器的线性度和放大器的放大倍数进行校对和补偿，即可在可容忍的误差范围内显示您的工况数据。

学好PLC不仅需要实践，更需要理论支撑，否则根本无从下手。

模拟量在PLC编程中占有重要地位，而在实际工作中遇到的最常见的问题是模拟量与工程量的换算问题。

在实际工程中，现场人员经常需要采集温度、压力、流量、频率等物理量信号，而程序中采集的是与物理量对应的模拟量信号。

如何将模拟量信号转换成相应的量(物理量)？换句话说，编写模拟程序的目的是什么？编制模拟量的目的是使模拟量有相应的数字量，最终将数字量转换为工程量(物理量)，即模拟量转换为工程量。

工程量的问题实际上是用数字量来处理的，模拟量可以说是中间过渡。

那么今天，肖志就来推导模拟量换算的换算公式，供大家参考和使用。

如果你熟悉模拟量转换的过程，你会对模拟量知识有更深的理解，编写模拟量程序并不困难。

例如，具有测温范围的温度传感变送器有三种，对应的范围为：1)温度测量范围为0-200时，变送器输出信号为4-20 mA，对应的数字量范围为6400-32000；2)温度测量范围为0-200V，变送器输出信号为0-10V，对应的数字量范围为0-32000；3)温度测量范围为-200500，变送器输出信号为4-20 mA，对应的数字量范围为6400-32000；要求我们编制的模拟量换算工程量换算公式应满足上述三个条件，三种温度检测设备都能得到正确的工程量输出结果。

三种测温方式的温度变送器模拟量与工程量的对应关系如下图所示：可以用相似三角形原理进行分析，两个相似三角形的对应边成比例，模拟量换算公式的推导过程，根据相似三角形的比例原理，推导出模拟量换算公式：●(OV-OSL)/(OSH-OSL)=(IV-ISL)/(ISH-ISL)。

S7-200模拟量换算（可编辑）

S7-200模拟量换算模拟量比例换算因为A/D（模/数）、（D/A）数/模转换之间的对应关系，S7-200 CPU内部用数值表示外部的模拟量信号，两者之间有一定的数学关系。

这个关系就是模拟量/数值量的换算关系。

例如，使用一个0 - 20mA的模拟量信号输入，在S7-200 CPU内部，0 - 20mA对应于数值范围0 - 32000；对于4 - 20mA的信号，对应的内部数值为6400 - 32000。

如果有两个传感器，量程都是0 - 16MPa，但是一个是0 - 20mA输出，另一个是4 - 20mA输出。

它们在相同的压力下，变送的模拟量电流大小不同，在S7-200内部的数值表示也不同。

显然两者之间存在比例换算关系。

模拟量输出的情况也大致相同。

上面谈到的是0 - 20mA与4 - 20mA之间换算关系，但模拟量转换的目的显然不是在S7-200 CPU中得到一个0 - 32000之类的数值；对于编程和操作人员来说，得到具体的物理量数值（如压力值、流量值），或者对应物理量占量程的百分比数值要更方便，这是换算的最终目标。

如果使用编程软件Micro/WIN32中的PID Wizard（PID向导）生成PID功能子程序，就不必进行0 - 20mA与4 - 20mA信号之间的换算，只需进行简单的设置。

通用比例换算公式模拟量的输入/输出都可以用下列的通用换算公式换算：Ov = [(Osh - Osl)*(Iv - Isl)/(Ish - Isl)] + Osl其中：Ov:换算结果Iv:换算对象Osh:换算结果的高限Osl:换算结果的低限Ish:换算对象的高限Isl:换算对象的低限它们之间的关系可以图示如下：图1. 模拟量比例换算关系实用指令库在Step7 - Micro/WIN Programming Tips（Micro/WIN编程技巧中）的Tip38就是关于如何实现上述转换的例程。

为便于使用，现已将其导出成为”自定义指令库“，可以添加到自己的Micro/WIN编程软件中应用。

模拟量计算

假设模拟量的标准电信号是A0—Am（如：4—20mA），A/D转换后数值为D0—Dm（如：6400—32000），设模拟量的标准电信号是A，A/D转换后的相应数值为D，由于是线性关系，函数关系A＝f（D）可以表示为数学方程：A＝（D－D0）×（Am－A0）／（Dm－D0）＋A0。

根据该方程式，可以方便地根据D值计算出A值。

将该方程式逆换，得出函数关系D＝f（A）可以表示为数学方程：D＝（A－A0）×（Dm－D0）／（Am－A0）＋D0。

具体举一个实例，以S7-200和4—20mA为例，经A/D转换后，我们得到的数值是6400—32000，即A0＝4，Am＝20，D0＝6400，Dm＝32000，代入公式，得出：A＝（D－6400）×（20－4）／（32000－6400）＋4假设该模拟量与AIW0对应，则当AIW0的值为12800时，相应的模拟电信号是6400×16／25600＋4＝8mA。

又如，某温度传感器，－10—60℃与4—20mA相对应，以T表示温度值，AIW0为PLC模拟量采样值，则根据上式直接代入得出：T=70×（AIW0－6400）／25600－10 可以用T 直接显示温度值。

模拟量值和A/D转换值的转换理解起来比较困难，该段多读几遍，结合所举例子，就会理解。

为了让您方便地理解，我们再举一个例子：某压力变送器，当压力达到满量程5MPa时，压力变送器的输出电流是20mA，AIW0的数值是32000。

可见，每毫安对应的A/D值为32000/20，测得当压力为0.1MPa时，压力变送器的电流应为4mA，A/D值为（32000/20）×4＝6400。

由此得出，AIW0的数值转换为实际压力值（单位为KPa）的计算公式为：VW0的值＝(AIW0的值－6400)(5000－100)/(32000－6400)＋100（单位：KPa）编程实例您可以组建一个小的实例系统演示模拟量编程。

模拟量计算

假设模拟量的标准电信号就是A0—Am(如:4—20mA),A/D转换后数值为D0—Dm(如:6400—32000),设模拟量的标准电信号就是A,A/D转换后的相应数值为D,由于就是线性关系,函数关系A＝f(D)可以表示为数学方程:A＝(D－D0)×(Am－A0)／(Dm－D0)＋A0。

根据该方程式,可以方便地根据D值计算出A值。

将该方程式逆换,得出函数关系D＝f(A)可以表示为数学方程:D＝(A－A0)×(Dm－D0)／(Am－A0)＋D0。

具体举一个实例,以S7-200与4—20mA为例,经A/D转换后,我们得到的数值就是6400—32000,即A0＝4,Am＝20,D0＝6400,Dm＝32000,代入公式,得出:A＝(D－6400)×(20－4)／(32000－6400)＋4假设该模拟量与AIW0对应,则当AIW0的值为12800时,相应的模拟电信号就是6400×16／25600＋4＝8mA。

又如,某温度传感器,－10—60℃与4—20mA相对应,以T表示温度值,AIW0为PLC模拟量采样值,则根据上式直接代入得出:T=70×(AIW0－6400)／25600－10 可以用T 直接显示温度值。

模拟量值与A/D转换值的转换理解起来比较困难,该段多读几遍,结合所举例子,就会理解。

为了让您方便地理解,我们再举一个例子:某压力变送器,当压力达到满量程5MPa时,压力变送器的输出电流就是20mA,AIW0的数值就是32000。

可见,每毫安对应的A/D值为32000/20,测得当压力为0、1MPa时,压力变送器的电流应为4mA,A/D 值为(32000/20)×4＝6400。

由此得出,AIW0的数值转换为实际压力值(单位为KPa)的计算公式为:VW0的值＝(AIW0的值－6400)(5000－100)/(32000－6400)＋100 (单位:KPa)编程实例您可以组建一个小的实例系统演示模拟量编程。

S7-200模拟量换算

因为A/D（模/数）、（D/A）数/模转换之间的对应关系，S7-200 CPU 内部用数值表示外部的模拟量信号，两者之间有一定的数学关系。

这个关系就是模拟量/数值量的换算关系。

例如，使用一个0 - 20mA的模拟量信号输入，在S7-200 CPU内部，0 - 20mA对应于数值范围0 - 32000；对于4 - 20mA的信号，对应的内部数值为6400 - 32000。

如果有两个传感器，量程都是0 - 16MPa，但是一个是0 - 20mA 输出，另一个是4 - 20mA输出。

它们在相同的压力下，变送的模拟量电流大小不同，在S7-200内部的数值表示也不同。

显然两者之间存在比例换算关系。

模拟量输出的情况也大致相同。

上面谈到的是0 - 20mA与4 - 20mA之间换算关系，但模拟量转换的目的显然不是在S7-200 CPU中得到一个0 - 32000之类的数值；对于编程和操作人员来说，得到具体的物理量数值（如压力值、流量值），或者对应物理量占量程的百分比数值要更方便，这是换算的最终目标。

如果使用编程软件Micro/WIN32中的PID Wizard（PID向导）生成PID功能子程序，就不必进行0 - 20mA与4 - 20mA信号之间的换算，只需进行简单的设置。

通用比例换算公式模拟量的输入/输出都可以用下列的通用换算公式换算：Ov = [(Osh - Osl)*(Iv - Isl)/(Ish - Isl)] + Osl其中：Ov:换算结果Iv:换算对象O sh:换算结果的高限O sl:换算结果的低限I sh:换算对象的高限I sl:换算对象的低限它们之间的关系可以图示如下：图1. 模拟量比例换算关系实用指令库在Step7 - Micro/WIN Programming Tips（Micro/WIN编程技巧中）的Tip38就是关于如何实现上述转换的例程。

为便于使用，现已将其导出成为”自定义指令库“，可以添加到自己的Micro/WIN编程软件中应用。

模拟量转换方法

其实很简单就是一个Y（实际值）=A*X（数字量）+B的公式而已。

例如你的压力变送器检测压力范围是0~200kPa，输出4~20mA，PLC通过通道设置可以设置成输入4~20mA，对应数字量0~4000，那么0~200kPa与4~20mA是一一对应关系，4~20mA与0~4000是一一对应的关系，所以0~200kPa与0~4000就是一一对应关系，既然是一一对应关系，他两个就符合公式Y=A*X+B，这里A=1/20，B=0。

因此实际压力值=采集的数字量/20。

望采纳。

谢谢，有点似懂非懂了，基本采纳了。

所以还要继续向你请教：1.数字量范围（如0~4000）是由AD模块决定么?PLC采集的数字量是什么进制?2.3.Y=AX+B的公式中,B是什么,为什么B是0,如果B恒等0为什么还要加B。

倍数=数字量程上限/传感器量产上限；然后根据采集的数字量/倍数，得出实际的压力值，对么？压力单位是Kpa？4.5.手头的模块不是FX配套2AD/4AD的,是国产普通采集模块,换算方法是否一样适用?6.1、0~4000是根据模块里特殊寄存器设置的，比如三菱的FX3U-04AD的BFM #0设置输入的类型，就决定了类型是电压，还是电流，是4~20mA还是-20~2 0mA等等。

采集到的数字量都是十进制数字。

2、B=0，是通过这几个参数计算出来了，因为0~200kpa与0~ 4000成一一对应关系，而算出来的A=1/20，B=0，不是B固定就是0的，如果你要是西门子的AD，是0~20mA对应0-32000，那么就是0~200kpa对应4~20mA对应6400~32000，那么就是Y=X/128-50，A=1/128，B=-50。

压力单位这个很多，气体压力一般是kpa，mpa，bar，固体压力一般是kg/m的平方，N/m 平方等等。

3、只要是PLC的AD模块都是这个算法，置于别的AD模块就不一定了。