主机带模拟量输入输出说明要点
《模拟量的输入输出》课件
电压输出型设备可以将电 信号转换为电压模拟信号 ，常用于电压源的输出。
电流输出型设备可以将电 信号转换为电流模拟信号 ，常用于需要恒流源的场 合。
电阻输出型设备可以将电 信号转换为电阻模拟信号 ，常用于需要调节阻值的 场合。
模拟量输出的电路设计
放大电路可以将微弱的电信 号放大到足够的幅度，以满
足输出要求。
模拟量输出的电路设计需要 考虑信号的放大、滤波、隔
离和保护等方面。
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滤波电路可以去除信号中的 噪声和干扰，提高信号的纯
净度。
隔离电路可以避免不同电路 之间的相互干扰，保护电路
的安全运行。
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保护电路可以防止电路过载 、过流和过压等异常情况对
电路的损害。
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模拟量输入输出转换
模拟量输入输出转换的原理
将物理量转换为模拟量信号的装置。
模拟量与数字量的区别
01 数字量
离散的量，如开关状态、二进制数等。
02 转换方式
模拟量通过连续变化表示物理量，数字量通过离 散状态表示信息。
03 传输方式
模拟量信号通过电缆传输，易受干扰；数字量信 号通过数字通信传输，抗干扰能力强。
模拟量的应用领域
工业控制
如温度、压力、流量等参 数的监测和控制。
模拟量输入的电路设计
模拟量输入的电路设计需要考虑信号 源、信号调理电路和测量设备的特性 。
信号调理电路的设计需要考虑噪声抑 制、抗干扰能力和线性范围等因素， 以确保测量结果的准确性和可靠性。
电路设计需要确保信号源与测量设备 之间的阻抗匹配，以减小信号损失和 失真。
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模拟量输出
模拟量输出的原理
S7-200smart PLC模拟量输入模块使用说明
S7-200smart PLC模拟量输入模块使用说明当我们在实际的应用中需要对当前的温度或是压力进行采集显示的时候，我们需要用到模拟量模块来对模拟量信号进行采集，在这里我们以S7-200smart PLC的EMAE04模拟输入模块为例来说明如何使用这个模块来采集温度或是压力。
例如：现需要实时监控发电机机组的温度，假设变送器输出的信号为0到10V的电压信号，最大温度值为150。
最小温度值为0度。
要完成正确读取实际的温度值，需要进行以下三步操作：第一、正确的接线第二、正确的硬件组态第三、编写正确的程序1、按照变送器提供的信号输出接线方式进行正确的接线，对于EMAE04模块的信号接入如图所示：若变送器为三线制输出的变送器，则接线时，先把变送器的24V电源接上，变送器上的信号输出接端0+，0-端子接24V电源负。
2、打开S7-200smart的编程软件，打开其系统块对其进行硬件组态。
如图所示：注意：对于信号类型的选择，通道0的设置对通道1的设置也有效，通道2的设置对通道3 也同样有效。
3、编写转换程序S7-200smartPLC来说其最大的数字量为27648。
我们可以根据其得到的数字量的大小转换成我们实际的温度值。
对其转换程序，我们可以使用S7-200中的scaling模拟量转换库，使用库移植的方法把其移植到S7-200smart的软件中。
其移植方法可以参考前面所介绍的内容。
Input :表示需要转换的数字量，即采样所的数字量Ish：换算对象的高限，即最大模拟量所对应的数字量值（27648）Isl: 换算对象的低限，即最小模拟量所对应的数字量值（0）Osh：换算结果的高限，即测量范围最大值Osl：换算结果的底限，即测量范围最小值。
VD100：换算结果所存储的值。
第二部分：如何引用模拟量的地址在软件中，就可以看到，以上模块量模块的地址就是：AIW16 18 20 22AIW32 34 36 38。
模拟量的输入输出
传感器 控制信号 将各种现场的 物理量测量出来 放大驱动电路 受控对象 并转换成电信号 （模拟电压或电流）
模 拟 信 D/A 号 转 换 器
I/0 接 口
数 字 信 号
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模拟量的输入通道
传感器（Transducer）
非电量→电压、电流
变送器（Transformer）
转换成标准的电信号
数字量转换为模拟量
低通滤波
平滑输出波形
放大驱动
提供足够的驱动电压，电流
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二、数/模（D/A）变换器
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1.D/A 转换器工作原理
典型的D/A 转换器芯片通常由模拟开关、电阻网络以及 缓冲电路组成。
D/A 转换的基本原理是利用电阻网络，将N 位二进制数 逐位转换成模拟量并求和，从而实现将数字量转化为模 Rf 拟量。
(1) 单缓冲方式。单缓冲工作方式是使输入寄存器或DAC 寄存器中的 任意一个工作在直通状态，另一个由CPU 控制。通常WR2和XFER 连 接数字地，使DAC 寄存器的输出能够跟随输入，即第二级寄存器工 作在直通状态，输入寄存器的控制端ILE 接＋5V， CS接端口地址译 码器输出， WR1连接系统总线的IOW信号，电路连接如图
VIN
VN
D/A转换器
VREF D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 OE
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START 控制 逻辑 EOC N位寄存器
锁 存 缓 存 器
A/D 转换器的主要性能指标
1. 分辨率
反映了A/D 转换器对输入微小信号变化的响应能力，即能够分辨 的最小模拟量。例如，对于8 位A/D 转换器，输入电压满刻度为 5V 时，则对应输入的模拟电压的分辨率为5V/255＝19.5mV。
PLC中模拟量的使用,你会使用么？
PLC中模拟量的使用，你会使用么？模拟量的使用是plc掌握中的一部分，模拟量种类一般有电压型和电流型两种。
电流型相比于电压型更稳定，抗干扰力量较强。
模拟量的使用也是有辨别率的。
一般有12bit和14bit两种辨别率。
其中对应的数值分别为0~4000和0~16000。
一般对应的电压为0~10v，详细依据使用状况而定。
此种模拟量一般用于电压与数值为线性关系。
还有一种模拟量模块，用来转化采集的温度，是非线性的关系。
那么今日我们就举例说一下模拟量输入吧！首先我们选择的为松下FP-XC30T的主机+FP-X AD2模块，将模拟量输入模块安装在主机的第一个插槽中，此时模拟量1对应的地址就是WX10，模拟量2对应的地址就是WX11。
首先看一下实物图片吧！主机+AD2实物图图中的AD2模块安装在PLC的其次个插槽上，那么两路模拟量对应的地址就又发生了变化，第一路模拟量对应的地址变为了WX20，其次路模拟量对应的地址变成了WX21。
既然清晰了映射地址，那么我们就要进行接线了，一般我们使用电压型的接线，将模拟量电压的正端接在模块的“V”上，将模拟量的负端接到模块的“COM”上。
那么我们如何编写程序呢？模拟量读取程序根据上面的那个程序，一旦程序开头运行，我们就能将外部的电压值转化为一个0~4000的数值，并将此值传输到DT100的地址中，当然这段程序仅仅代表我们采集到了模拟量的信息，我们需要将其转化为我们的实际需要值，例如压力，扭力等等。
假如说我们的模拟量电压为0~10v，对应的我们的压力值为0~100Kpa，那么我们怎样才能将他们对应起来，更加直观的在触摸屏上显示出当前的压力值呢？这就需要我们的数学学问啦，大家考虑下该怎么做呢？大家可以参考Y=KX+b的二元一次方程将他们的对应关系表示出来，并在PLC中进行计算就好了。
S7-200smart-PLC模拟量输入模块使用说明
S7-200smart-PLC模拟量输入模块使用说明1. 简介S7-200smart-PLC模拟量输入模块是一种数字信号转模拟信号的设备，可将其它设备发出的模拟量信号转化为PLC可读取的数字信号。
本模块广泛应用于工业生产中，可用于温度、压力、风速等物理量的检测和控制。
2. 特点S7-200smart-PLC模拟量输入模块具有如下特点：•通道数可选：根据需求，可选择4通道、6通道或8通道。
•精度高：采用16位高精度AD转换器。
•抗干扰能力强：采用隔离式设计，具有较强的抗干扰能力。
•通信速度快：通信速率可达1.5Mbps。
3. 硬件连接3.1 电源连接将模块的电源正、负极连通24V直流电源即可。
3.2 信号输入连接将模块的信号输入连接上相应的传感器即可。
其中，八个通道的引脚分别为：•CH1: 1号、2号•CH2: 3号、4号•CH3: 5号、6号•CH4: 7号、8号•CH5: 9号、10号•CH6: 11号、12号•CH7: 13号、14号•CH8: 15号、16号需要注意的是，不同的传感器信号输入时，需要匹配相应的信号输入范围。
如果输入的传感器信号超过所选通道的电压/电流量程，则不会被正确读取。
3.3 PLC连接将模块与PLC进行连接即可。
口与PLC相连的方式包含以下两种：•自带插头与PLC主机开关相连•模块采用梳式插头，与插座相连4. 编程配置在编程之前，需要在Step 7 micro/WIN中进行模块参数的配置。
步骤如下：1.打开微型PLC编程软件Step 7 micro/WIN，选择S7-200smart PLC 模板项目文件。
2.连接PLC和计算机，将PLC与计算机相连。
3.点击。
模拟量的输入输出讲解
工作时序
ADDA ～ ADDC
①
地 锁址 存② ALE/START
③ 启动
EOC
④
OE
转换时间
⑤
D0 ～ D7
3232
ADC0809的工作过程
根据时序图，ADC0809的工作过程如下：
① 把通道地址送到ADDA～ADDC上，选择模拟 输入；
② 在通道地址信号有效期间，ALE上的上升沿将 该地址锁存到内部地址锁存器；
/WR2=0、/XFER=0 优点：数据接收与D/A转换可异步进行；
可实现多个DAC同步转换输出——
分时写入、同步转换
8 12
VREF IOUT2
11
IOUT1
9 Rfb
3 AGND(模拟地) 20 VCC(+5V或+15V） 10 DGND（数字地）
1616
1717
输入 D0 数据 D7
5V/255=19.6mV 量化误差: 用数字（离散）量表示连续量时，由
于数字量字长有限而无法精确地表示连续量所造 成的误差。(字长越长，精度越高)
2727
主要技术指标（续）
绝对量化误差 = 量化间隔/2 = (满量程电压/(2n1))/2 相对量化误差 = 1/2 * 1/量化电平数目 * 100%
D0 ～ D7
写输入 寄存器
CS
WR1 ILE（高电平）
写DAC
WR2
寄存器 XFER
（模拟输出电流变化）
1414
工作方式
单缓冲方式
使输入锁存器或 DAC寄存器二者 之一处于直通。
CPU只需一次写 入即开始转换。 控制比较简单。
输入 D0 数据 D7
模拟量输入、输出通道
医疗设备
在医疗设备中，模拟量输入/输出通道用于监测患者 的生理参数和实现设备的控制，如监护仪、呼吸机 等。
模拟量输入/输出通道的重要性
80%
提高设备的控制精度
模拟量输入/输出通道能够实时、 准确地反映输入信号的变化，从 而提高设备的控制精度和稳定性 。
模拟量输入通道的参数与性能指标
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分辨率
分辨率是指模拟量输入通道能 够识别的最小电压或电流值， 通常以位数或比特数表示。高 分辨率的模拟量输入通道能够 提供更精确的测量结果。
线性度
线性度是指模拟量输入通道的 输入与输出之间的线性关系。 理想的线性度应该是100%，但 实际中的线性度可能会受到多 种因素的影响而有所偏差。
根据接口类型，正确连接信号线，避免信号干扰或数据传输不稳定。
接地处理
为了减少电磁干扰和保护设备，应确保良好的接地措施。
接口保护
在接口电路中加入适当的保护元件，如瞬态抑制二极管、滤波电容等， 以防止过压、过流等异常情况对接口造成损坏。
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模拟量输入/输出通道的调试与校准
调试步骤与注意事项
检查硬件连接
采样速率
精度
采样速率是指模拟量输入通道 每秒钟能够采样的次数，通常 以赫兹（Hz）或千赫兹（kHz） 表示。高采样速率的模拟量输 入通道能够提供更准确的实时 响应。
精度是指模拟量输入通道的实 际输出值与理论输出值之间的 最大偏差。精度越高，表示模 拟量输入通道的误差越小，测 量结果越准确。
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模拟量输出通道
精度
模拟量输入输出模块参数
模拟量输入输出模块是工业自动化系统中常见的一种设备，用于实现模拟信号的输入和输出。
以下是模拟量输入输出模块的一些主要参数：
1.输入范围：模块的输入范围是指其可以接收的模拟信号的最大和最小值。
这
个范围通常是根据模块的规格和设计要求来确定的。
2.分辨率：分辨率是指模块在模拟信号转换过程中能够分辨的最小变化量。
它
通常用位数来表示，例如12位或16位等。
分辨率越高，模块对模拟信号的精度就越高。
3.采样速率：采样速率是指模块在单位时间内对模拟信号进行采样的次数。
采
样速率越高，模块对模拟信号的响应速度就越快。
4.输出类型：模块的输出类型是指其能够输出的模拟信号的类型。
常见的输出
类型有电压输出和电流输出等。
5.输出范围：模块的输出范围是指其可以输出的模拟信号的最大和最小值。
这
个范围通常是根据模块的规格和设计要求来确定的。
6.线性度：线性度是指模块在输入和输出之间保持线性关系的能力。
线性度越
高，模块对模拟信号的响应就越准确。
7.噪声和漂移：噪声和漂移是指模块在输入和输出过程中引入的误差。
这些误
差会对模拟信号的精度产生影响，因此需要控制在一定的范围内。
总之，模拟量输入输出模块的参数需要根据实际应用需求进行选择和配置，以确保其能够准确、快速地实现模拟信号的输入和输出。