PLC在程序设计时如何对模拟量进行工程转换程序实例
PLC在程序设计时如何对模拟量进行处理
一．PLC处理信号类型的概述
PLC能处理的数据类型包括数字量和模拟量两种类型。
在时间上和数量上都是离散的物理量称为数字量。
把表示数字量的信号叫数字信号。
把工作在数字信号下的电子电路叫数字电路。
数字量由多个开关量组成。
如三个开关量可以组成表示八个状态的数字量。
模拟量：在时间上或数值上都是连续的物理量称为模拟量。
把表示模拟量的信号叫模拟信号。
把工作在模拟1信号下的电子电路叫模拟电路。
模拟量是连续的量，数字量是不连续的。
反映的是电量测量数值（如电流、电压）。
我们把数字量其中的一个位也叫做开关量，每一个开关量对应PLC开关量输入的一个点，对应的对象包括开关，按钮，接近开关，行程开关以及开关量输出的光电开关等电气元件，而模拟量则包括常见的电压，电流，频率，压力，流量和温度等。
二．模拟量传感器的信号类型
模拟量主要是应用于自动控制系统中，它将现场采集到的物理信号转换成电信号，并利用变送器进行信号的校正和标准化。
PLC在运行过程中采集到的信号都是经过变送器进行过校正和标准化的电压或者电流信号。
常见变送器输出信号类型有：
电压信号：-10V到10V,
0到10V
1到5V
0到5V
电流信号：4-20mA
0-20mA
在进行方案设计时要确定PLC所接收的数据类型，能够兼容变送器输出的数据类型即可。
三现场模拟量进行数字量转换的对应关系。
接下来以欧姆龙系列PLC对红外测温传感器为例，详细介绍PLC如何多模拟量
2.PLC采集到的数值0-12000到400-1200 C 进行工程量转换。
四．PLC程序设计
1.PLC参数设置
在PLC设置选项-内建AD中进行如下图设置。
控制字赋值
工程转换程序。
PLC模拟量编程实例
对输入、输出模拟量的PLC编程实例解析对于初学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0~200 ，变送器输出信号为4～20ma（2）、测温范围为0~200 ，变送器输出信号为0～5V（3）、测温范围为－100 ~500 ，变送器输出信号为4～20ma（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0～20ma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0～5V电压信号，5V 对应数字量=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：上面推导出的（2-1）、（2-2）、（2-3）三式就是对应（1）、（2）、（3）三种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4～20ma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4～20ma电流，见下左图。
PLC模拟量编程实例..
对输入、输出模拟量的PLC编程实例解析对于初学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0~200 ，变送器输出信号为4～20ma（2）、测温范围为0~200 ，变送器输出信号为0～5V（3）、测温范围为－100 ~500 ，变送器输出信号为4～20ma（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0～20ma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0～5V电压信号，5V 对应数字量=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：上面推导出的（2-1）、（2-2）、（2-3）三式就是对应（1）、（2）、（3）三种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4～20ma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4～20ma电流，见下左图。
教你几步搞定西门子PLC模拟量计算（附程序）
教你⼏步搞定西门⼦PLC模拟量计算（附程序）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。
S7-300 PLC模拟量输入输出量程转换教程
S7-300/400 PLC模拟量输入/输出的量程转换SLC A&D CSMarch, 20051模拟量输入/输出量程转换的概念 (3)2S7-300/400 PLC模拟量输入/输出模板 (3)2.1需要使用的模板 (3)2.2涉及的信号类型 (3)3STEP 7中模拟量输入/输出的编程 (3)3.1FC105/FC106在哪里 (3)3.2FC105/FC106功能描述 (5)3.2.1FC105功能描述 (5)3.2.2FC106功能描述 (5)3.3FC105/FC106参数定义 (6)3.3.1FC105 的参数定义 (6)3.3.2FC106的参数定义 (6)3.4例子程序 (7)3.4.1FC105例子程序 (7)3.4.2FC106例子程序 (8)1模拟量输入/输出量程转换的概念实际的工程量，如压力、温度、流量、物位等要采用各种类型传感器进行测量。
传感器将输出标准电压、电流、温度、或电阻信号供PLC采集，PLC的模拟量输入模板将该电压、电流、温度、或电阻信号等模拟量转换成数字量——整形数(INTEGER)。
在PLC程序内部要对相应的信号进行比较、运算时，常需将该信号转换成实际物理值（对应于传感器的量程）。
而经程序运算后得到的结果要先转换成与实际工程量对应的整形数，再经模拟量输出模板转换成电压、电流信号去控制现场执行机构。
这样就需要在程序中调用功能块完成量程转换。
如一个压力调节回路中，压力变送器输出4-20mA DC信号到SM331模拟量输入模板，SM331模板将该信号转换成0-27648的整形数，然后在程序中要调用FC105将该值转换成0-10.0（MPa）的工程量（实数），经PID运算后得到的结果仍为实数，要用FC106转换为对应阀门开度0-100%的整形数0-27648后，经SM332模拟量输出模板输出4-20mA DC信号到调节阀的执行机构。
本文主要讨论S7-300/400 PLC编程中模拟量的量程转换。
PLC对模拟量信号的处理过程及方法
PLC对模拟量信号的处理过程及方法模拟量信号是自动化过程控制系统中最基本的过程信号(压力、温度、流量等)输入形式。
系统中的过程信号通过变送器，将这些检测信号转换为统一的电压、电流信号，并将这些信号实时的传送至控制器(PLC)。
PLC通过计算转换，将这些模拟量信号转换为内部的数值信号。
从而实现系统的监控及控制。
从现场的物理信号到PLC内部处理的数值信号，有以下几个步骤：从以上PLC模拟量的信号输入流程可以看到，在自动化过程控制系统中，模拟量信号的输入是非常复杂的。
但是，在现目前的工业现场，对模拟量信号的处理已基本都采用电流信号方式进行传输，相比于电压信号方式，电流信号抗干扰能力更强，传输距离更远，信号稳定。
这里就PLC对模拟量信号的转换过程进行一个简单的分解介绍。
PLC对模拟量信号的转换西门子S7-200SMART PLC模拟量模块对模拟量信号的转换范围台达DVP系列模拟量模块对模拟量信号的转换范围从以上可以看到：1、模拟量信号接入PLC后，PLC将模拟量信号转换为了整型数据，不是浮点数(如西门子-27,648 到 27,648);2、不同品牌的PLC对模拟量转换范围是有差异的(如西门子-27,648 到 27,648;台达-32,384 到 32,384);3、PLC同一个模块对不同类型的模拟量信号的转换范围是一致的(如西门子对±10 V、±5 V、±2.5 V 或 0 到 20mA的模拟量信号的转换范围均为-27,648 到 27,648);故从以上几点我们可以知道，接入PLC的模拟量信号还需要进行再转换处理，才可以得到与实际物理量相匹配的数据;在进行数据转换处理的时候，还应该与使用的PLC模块的处理数据范围相对应。
PLC数据转换处理过程1、模拟量信号与PLC转换数据之间的转换从以上内容知道，从PLC直接读取到的模拟量信号为整型数据，整型数据无法直观的反馈出实际的物理量大小，故为了能够直观的反馈出现场的过程信号情况，还应该将这些整型数据转换为反馈直观真实的浮点数信号。
PLC模拟量编程实例.
对输入、输出模拟量的PLC编程实例解析对于初学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 0~200 ，变送器输出信号为4～20ma（2）、测温范围为 0~200 ，变送器输出信号为0～5V（3）、测温范围为－100 ~500 ，变送器输出信号为4～20ma（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0～20ma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0～5V电压信号，5V 对应数字量=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：上面推导出的（2-1）、（2-2）、（2-3）三式就是对应（1）、（2）、（3）三种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4～20ma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4～20ma电流，见下左图。
S7-200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0~200 ，变送器输出信号为4～20ma（2）、测温范围为0~200 ，变送器输出信号为0～5V（3）、测温范围为－100 ~500 ，变送器输出信号为4～20ma（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0～20ma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0～5V电压信号，5V对应数字量=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：上面推导出的（2-1）、（2-2）、（2-3）三式就是对应（1）、（2）、（3）三种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4～20ma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4～20ma电流，见下左图。
PLC如何使用模拟量？接线加程序实例讲解
PLC如何使⽤模拟量？接线加程序实例讲解⾸先我们了解⼀下什么是数字量和模拟量？为什么PLC需要使⽤模拟量？数字量数字量是物理量的⼀种。
它们的变化在时间上是不连续的,总是发⽣在⼀系列离散的瞬间。
这⼀类物理量叫做数字量。
也就是离散量，指得是分散开来的、不存在中间值的量。
模拟量模拟量是指变量在⼀定范围连续变化的量；也就是在⼀定范围（定义域）内可以取任意值（在值域内）。
数字量是分⽴量，⽽不是连续变化量，只能取⼏个分⽴值，如⼆进制数字变量只能取两个值。
那么对于实际的⼯业应⽤⽽⾔，数字量和模拟量都是必不可少的。
因为在⼯⼚的⾃动化控制中，我们需要对温度，压⼒，液位，深度等等数据进⾏监控并控制。
⽐如说⼀个锅炉的控制，我们需要⽔烧到⼀定温度，⼀般来说该温度是可调的，⽐如说50摄⽒度，或者70摄⽒度，⽽数字量则不能满⾜这些条件。
再举个例⼦，⼀些化⼯企业需要测量液体的酸碱度，那么酸碱度不可以⽤数字量的0或者1表⽰，只能使⽤模拟量，PH6.5,PH7.0等等才可以清晰的描绘出实际的数据。
那么学习模拟量其实应该学习两部分内容；⼀硬件；硬件包括选型和接线，选型就是针对不同的⼯况选择不同的模拟量以及PLC，⽐如说模拟量使⽤0-10V，4-20ma还是0-20ma还是特殊的热电偶信号等等。
其次就是接线，⼤家不要⼩瞧了接线，针对不同的PLC有不同的接线⽅法。
对于西门⼦S7-300系列来说，我们需要使⽤拓展模块，打开西门⼦STEP7,徐楠则合适的PLC和模拟量模块，并将模块添加进去。
对于PLC⽽⾔，每⼀个模拟量都有⼀个固定的地址，这个地址是可以在程序中进⾏识别并计算的，续智能则合适的地址并添加进去。
根据现场设备，选择合适的量程，如果是测量温度的话需要使⽤特定的温度模块，并选择合适的温度信号。
对于温度的控制，我们以前⽂章有介绍过，需要的朋友可以去寻找。
对于电压信号，有多种可选类型，可根据实际设备的信号类型进⾏选择。
⽐如说-10V—10V，-5V—5V，-1V—1V，1-5V。
PLC模拟量数字量转换梯形图举例说明
矩形N80系列小型PLC的模拟量量程换算说明目录第一部分：各个PLC型号的量程 (2)（一）集成模拟量的一体化主机： (2)（二）扩展模块： (3)选择无符号数时的量程---------------------------------------------------------------------3选择有符号数时的量程---------------------------------------------------------------------4第二部分：物理量（工程量）和数字量的转换计算 (6)AD/DA转换的万能计算公式 (6)例子1：已知传感器物理量，求对应的PLC的数字值 (7)例子2：已知PLC数字量，求对应的传感器的物理量 (9)第三部分：矩形PLC模拟量扩展模块一览表：--------------------------------11第一部分：各个PLC型号的量程N80系列小型PLC，其模拟量输入寄存器从30001开始，为16位，有主机一体化集成的模拟量处理通道，也有模拟量扩展模块，而这两种模拟量处理，它们的内部电路存在差异，因此，进行量程转换时略有不同，分别介绍如下：（一）集成模拟量的一体化主机：型号包括M21mad、M22mad、M39Mad、M44mad，其模拟量输入处理电路量程，是出厂时硬件固定好的，标准配置固定为电流0~20mA（或是电压0~10V），用户不能更改量程，固定对应于0~65535。
但也可以接4~20mA的传感器（因为4~20mA也在0~20mA范围之内），因此，实际上4-20mA的测量电路，跟0~20mA是同一个电路，两种情况测量结果相同，比如，此时4-20mA的4mA，对应的还是13107，而不是0。
一体化主机的0~20mA或4~20mA量程计算：每1mA对应的数值为：（65535-0）/（20-0）=3276.75若已知电流I，求对应的3xxxx数值N为：N=I×3276.75反过来，已知3xxxx的数值N，可求其对应电流：I=N/3276.75a.PLC寄存器数值跟对应的传感器电流关系，如下表所示：PLC寄存器3xxxx数值接入传感器0~20mA接入传感器4~20mA00/13107442621488327671010393211212524281616655352020 b.PLC寄存器数值跟对应的传感器电压关系，如下表所示：PLC寄存器3xxxx数值接入传感器0~10V接入传感器1~5V00/ 655311 1310722 2621444 3276755 393216/ 524288/ 6553510/（二）扩展模块：扩展模块，其硬件内置了0~20mA、4~20mA、有/无符号数等四种不同的量程选择，用户可以通过拨码开关进行选择，以8路模拟量电流输入模块E8AD1为例，其对应关系如下，其他型号请参考产品手册：SW1SW2SW3SW4E8AD1工作范围on off off off0~20mA（无符号数）on off off on0~20mA（有符号数）on on off off4~20mA（无符号数）on on off on4~20mA（有符号数）1)无符号数时的处理当拨码开关选择为无符号数值（即SW4为off）时，PLC寄存器3xxxx中的数值为无符号数，16位寄存器的值范围为0~65535。
plc模拟量与实际工程量的转换公式与详细程序图
比如有一个压力变送器输入20kp--800kp，输出0—10V信号给PLC，然后PLC把0-10V转换为0-4000数字信号，现在要在PLC程序里实现把20Kp—800KP转换为20-800后直接在触摸屏上显示，可以这样实现，
一种方法调整模拟量增益与偏置，
另外一种方法自己在程序里用公式转换
首先用（4000-0）/(800-20)=5.128,
然后用800乘以5.128等于4102，再用4102-102=4000，
这样就可以得到另外一个公式，以三菱FX为例，当D0为模拟量通道直接写进数范围是0-2000.那么就可以用(D0+K102)/5.128=D1，那么D1就对应20-800，这样就可以直接在触摸屏上显示。
因为在三菱FX-PLC里5.128无法表示，可以把（D0+K102）先乘以K100后在除以K512，这样换算的精度就提高了。
如果还想提高精度可以把（D0+K102）先乘以K1000后，再除以K5128，这样换算的精度就更高了。
这是D0等于0时，0V信号输入，D34等于20。
这是D0等于2000时，5V信号输入，D34等于409。
这是D0等于4000时，10V信号输入，D34等于800。