S7-400,模拟量输入输出模块使用
第七章 S7-300和S7-400PLC系统配置与编程
第7章S7-300和S7-400 PLC系统配置与编程本章的内容是向大家介绍西门子公司的SIMATIC S7-300和S7-400两个系列的PLC。
S7-300/400 PLC在结构上属于模块式结构，简单的说，一台完整的S7-300或者S7-400 PLC，是由基板（RACK）+ 各种模块组成的。
各种模块的选择，基于控制系统功能的需要，所有的模块安装在基板上，最终构成一台完整的PLC。
S7-300与S7-400的设计与编程通过STEP 7软件包来完成。
本章的主要内容：●S7-300与S7-400的系统配置●S7-300与S7-400的指令系统●S7-300与S7-400应用系统的编程本章重点是熟悉S7-300/400 系统的结构，了解S7-300与S7-400 PLC的各种模块的功能和特点；掌握STEP 7编程软件的基本知识和使用方法，从而具备设计开发S7-300或S7-400 PLC系统的能力。
7.1 S7-300 PLC和S7-400 PLC的系统配置7.1.1 S7-300 PLC的基本组成S7-300是模块式的PLC，它的组成部件主要有以下几个部分：1. 中央处理单元（CPU）各种CPU单元有不同的性能，有的集成有数字量和模拟量输入/输出点，而有的集成有PROFIBUS-DP等通信接口。
CPU面板上有状态故障显示灯、模式开关、24 V电源输入端子、电池盒与存储器模块盒（有的CPU没有）。
2. 负载电源模块（PS）负载电源模块用于将AC 220 V电源转换为DC 24 V电源，提供给CPU和I/O模块使用。
额定输出电流有2 A、5 A和10 A三种。
3. 信号模块（SM）数字量输入/输出模块和模拟量输入/输出模块的总称，它们使不同的过程信号电压或电流与PLC内部的信号电平匹配。
4. 功能模块（FM）用于对实时性和存储容量高的控制任务，例如高速计数器模块、快速/慢速进给驱动位置控制模块、步进电动机定位模块、伺服电动机定位模块、闭环控制模块、工业标识系统的接口模块、称重模块、位置输入模块等。
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。
SIMATIC S7-400 说明书
I/O 产品范围内的总线 电缆，总线连接器和 RS 485 中继器(12Mbit/s)。 这些部件能使配置达到
• 多种连接能力：MPI 支
可以和通讯模板相连
最佳化以充分满足用户
持最多 32 个站点的同时
接的各节点，例如：
的需要。例如，任意两
连接：
工业以太网节点。通
个给定的 MPI 节点之间
- PG/PC，
讯模板必须是 C 总线
的长距离桥接可串联 10
- HMI 系统
节点
个中继器。
- S7-200（作为从站） - S7-300 - S7-400 - C7
• MPI 性能
• DP 主站：S7-400 的 MPI
- 最多 32 个 MPI 节点
也 可 以 配 置 为 DP 主
- 数据传输率最大为
站 ， 可 以 连 接 最 多 32
综述
SIMATIC S7-400
概述
应用
1．电源模板 2．后备电池 3．模式开关（钥匙操作） 4．状态和故障 LED 5．存储器卡
6．有标签区的前连接器 7．CPU 1 8．CPU 2 10．I/O 模板 11．IM 接口模板
图 1 使用 CR2 机架的 SIMATIC S7-400 可编程序控制器
• 中央处理单元（CPU） 有多种 CPU 可供用户选 择，有些带有内置的 PROFIBUS-DP 接口，用 于各种性能范围。一个中 央控制器可包括多个 CPU，以加强其性能。
• 各种信号模板（SM）用 于数字量输入和输出 （DI/DO）以及模拟量的 输入和输出（AI/AO）
• 通讯模板（CP）用于总 线连接和点到点的连 接。
SIMATIC S7-400（只能 通过 CP 443-5）。
S7-400西门子PLC全系列模板介绍-附图
S7-400系列▪SIMATIC S7-400▪SIMATIC S7-400H▪SIMATIC S7-400F/FHSIMATIC S7-400概述图1 使用CR2机架的SIMATIC S7-400可编程序控制器1. 电源模板2. 后备电池3. 模式开关（钥匙操作）4. 状态和故障LED5. 存储器卡6. 有标签区的前连接器7. CPU 18. CPU 210. I/O模板11. IM接口模板▪功能强大的PLC，适用于中高性能控制领域▪解决方案满足最复杂的任务要求▪功能分级的CPU以及种类齐全的模板，总能为其自动化任务找到最佳的解决方案▪实现分布式系统和扩展通讯能力都很简便，组成系统灵活自如▪用户友好性强，操作简单，免风扇设计▪随着应用的扩大，系统扩展无任何问题应用SIMATIC S7-400是用于中、高档性能范围的可编程序控制器。
模块化及无风扇的设计，坚固耐用，容易扩展和广泛的通讯能力，容易实现的分布式结构以及用户友好的操作使SIMATIC S7-400成为中、高档性能控制领域中首选的理想解决方案。
SIMATIC S7-400的应用领域包括：▪通用机械工程▪汽车工业▪立体仓库▪机床与工具▪过程控制▪控制技术与仪表▪纺织机械▪包装机械▪控制设备制造▪专用机械功能逐步升级的多种级别的CPU，带有各种用户友好功能的种类齐全的功能模板，使用户能够构成最佳的解决方案，满足自动化的任务要求。
当控制任务变得更加复杂时，任何时候控制系统都可以逐步升级，而不必过多的添加额外的模板。
设计综述S7-400自动化系统采用模块化设计。
它所具有的模板的扩展和配置功能使其能够按照每个不同的需求灵活组合。
一个系统包括：电源模板，中央处理单元(CPU)，各种信号模板(SM)，通讯模板(CP)，功能模板(FM)，接口模板(IM)，SIMATIC S5模板。
系统安装简单的设计系统使S7-400用途广泛、灵活、适用性强。
扩展最多有21个扩展单元(EU)都可以连接到中央控制器(CC)；通过接口模板连接(IM)；集中式扩展；用EU进行分布式扩展；用ET 200进行远程扩展。
图文详解S7-200smart的模拟量输入输出
图⽂详解S7-200smart的模拟量输⼊输出⼀．模拟量模块接线1.普通模拟量模块接线模拟量类型的模块有三种：普通模拟量模块、RTD模块和TC模块。
普通模拟量模块可以采集标准电流和电压信号。
其中，电流包括：0-20mA、4-20mA两种信号，电压包括：+/-2.5V、+/-5V、+/-10V三种信号。
注意：S7-200 SMART CPU普通模拟量通道值范围是0~27648或-27648~27648。
普通模拟量模块接线端⼦分布如下图1 模拟量模块接线所⽰，每个模拟量通道都有两个接线端。
图1 模拟量模块接线模拟量电流、电压信号根据模拟量仪表或设备线缆个数分成四线制、三线制、两线制三种类型，不同类型的信号其接线⽅式不同。
四线制信号指的是模拟量仪表或设备上信号线和电源线加起来有4根线。
仪表或设备有单独的供电电源，除了两个电源线还有两个信号线。
四线制信号的接线⽅式如下图2模拟量电压/电流四线制接线所⽰。
(电话/微信：178********）图2 模拟量电压/电流四线制接线三线制信号是指仪表或设备上信号线和电源线加起来有3根线，负信号线与供电电源M线为公共线。
三线制信号的接线⽅式如下图3 模拟量电压/电流三线制接线所⽰。
图3 模拟量电压/电流三线制接线两线制信号指的是仪表或设备上信号线和电源线加起来只有两个接线端⼦。
由于S7-200 SMART CPU模拟量模块通道没有供电功能，仪表或设备需要外接24V直流电源。
两线制信号的接线⽅式如下图4 模拟量电压/电流两线制接线所⽰。
图4 模拟量电压/电流两线制接线不使⽤的模拟量通道要将通道的两个信号端短接，接线⽅式如下图5 不使⽤的通道需要短接所⽰。
图5 不使⽤的通道需要短接2. RTD模块接线RTD热电阻温度传感器有两线、三线和四线之分，其中四线传感器测温值是最准确的。
S7-200 SMART EM RTD模块⽀持两线制、三线制和四线制的RTD传感器信号，可以测量PT100、PT1000、Ni100、Ni1000、Cu100等常见的RTD温度传感器，具体型号请查阅《S7-200 SMART系统⼿册》。
(完整版)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。
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。
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。