西门子200模拟量转换库的使用
西门子200模拟量转换库的使用
如何对 S7-200 的 CPU224XP 和扩展模块 EM 231, EM 232 及 EM 235 的模拟量值进行比例换算?显示订货号说明:扩展模块 EM 231、 EM 232 和 EM 235模拟量的输入输出和 CPU224XP 一样以 word 格式的整数显示,这就需要做转换来确保正确的显示和过程中的应用 。
这些转换可通过附件中的下载功能块来完成。
下载中包括 转换功能块的 "Scale" 库 和易于理解的例程"Tip038" 。
1. 比例换算:下列图表显示输入输出值的比例换算。
这里对术语 "单极性", "双极性" 和 "20% 偏移" 有解释。
这些术语在其他 里非常重要。
如STEP 7Micro/Win - PID 向导（工具 > 指令向导 > PID 控制器）单极性比例换算只有正的或负的值范围 (图 01 显示了一个模拟量输入值 0到32000的例子)。
图 01在带有20%偏移的单极性的例子中, 最低限值是最大限值的 20% 。
(图 02 显示了一个模拟量输入值6400到 32000的例子)。
图 02双极性比例换算有正的和负的值范围 (图 03 显示了一个 模拟量输入值 -32000 到 32000的例子)。
图 03下表是对一些缩写地解释:参数描述Ov换算结果 (输出值)Iv模拟量值 (输入值)Osh换算输出值的高限 (换算输出高限)Osl换算输出值的低限 (换算输出低限)Ish换算输入值的高限 (换算输入高限)Isl换算输入值的低限 (换算输入低限)表 012. 公式以下公式由计算换算值的图表中得出:Ov = (Osh - Osl) / (Ish - Isl) * (Iv - Isl) + Osl3. 库3.1 "Scale" 库地描述"scale.mwl" 库包括从 INTEGER 到 REAL (S_ITR)、从REAL to REAL (S_RTR)及从REAL 到 INTEGER (S_RTI)类型数据的比例换算。
西门子200模拟量模块
西门子S7-200模拟量编程PLC 2009-09-16 20:05 阅读77 评论0字号：大中小西门子S7-200模拟量编程韩耀旭本文以EM235为例讲解S7-200模拟量编程，主要包括以下内容：1、模拟量扩展模块接线图及模块设置2、模拟量扩展模块的寻址3、模拟量值和A/D转换值的转换4、编程实例模拟量扩展模块接线图及模块设置EM235是最常用的模拟量扩展模块，它实现了4路模拟量输入和1路模拟量输出功能。
下面以EM235为例讲解模拟量扩展模块接线图，如图1。
图1图1演示了模拟量扩展模块的接线方法，对于电压信号，按正、负极直接接入X＋和X－；对于电流信号，将RX和X＋短接后接入电流输入信号的“＋”端；未连接传感器的通道要将X＋和X－短接。
对于某一模块，只能将输入端同时设置为一种量程和格式，即相同的输入量程和分辨率。
（后面将详细介绍）量的单/双极性、增益和衰减。
模拟量输入为单极性输入，SW6为OFF时，模拟量输入为双极性输入。
SW4和SW5决定输入模拟量的增益选择，而SW1，SW2，SW3共同决定了模拟量的衰减选择。
6个DIP开关决定了所有的输入设置。
也就是说开关的设置应用于整个模块，开关设置也只有在重新上电后才能生效。
输入校准模拟量输入模块使用前应进行输入校准。
其实出厂前已经进行了输入校准，如果OFFSET和GAIN电位器已被重新调整，需要重新进行输入校准。
其步骤如下：A、切断模块电源，选择需要的输入范围。
B、接通CPU和模块电源，使模块稳定15分钟。
C、用一个变送器，一个电压源或一个电流源，将零值信号加到一个输入端。
D、读取适当的输入通道在CPU中的测量值。
E、调节OFFSET（偏置）电位计，直到读数为零，或所需要的数字数据值。
F、将一个满刻度值信号接到输入端子中的一个，读出送到CPU的值。
G、调节GAIN（增益）电位计，直到读数为32000或所需要的数字数据值。
H、必要时，重复偏置和增益校准过程。
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。
西门子-SMART200-系列-EM-AM03-模拟量扩展模块-用户手册说明书
EM AM03模拟量扩展模块用户手册版本：V2.01发布日期：2/2023大连德嘉工控设备有限公司目录1.产品概述 (3)2.技术参数 (5)3.接线图 (7)1产品概述所有SMART200系列模拟量扩展模块接口均与原装模块一致，使用及配置方式也与原装模块一致，可直接替换原装模块使用，可搭配西门子SMART SR/ST系列CPU使用。
完美兼容：兼容西门子Smart扩展模块。
尺寸W x H x D(mm)：45x100x81模拟量扩展模块产品选型型号订货号描述EM AE046WB7288-3AE04-0AA04点模拟量输入EM AE086WB7288-3AE08-0AA08点模拟量输入EM AQ026WB7288-3AQ02-0AA02点模拟量输出EM AQ046WB7288-3AQ040AA04点模拟量输出EM AM036WB7288-3AM03-0AA02点模拟量输入/1点模拟量输出EM AM066WB7288-3AM06-0AA04点模拟量输入/2点模拟量输出EM AR026WB7288-3AR02-0AA02点模拟量（RTD）输入EM AR046WB7288-3AR04-0AA04点模拟量（RTD）输入EM AT046WB7288-3AT04-0AA04点模拟量（TC）输入2技术参数型号EM AM03订货号6WB7288-3AM03-0AA0尺寸W x H x D(mm)45x100x81功耗 1.1W（无负载）电流消耗（SM总线）60mA30mA（无负载）电流消耗(24V DC)50mA（每个通道存在20mA负载）输入点数2类型电压或电流（差动）：可2个选为一组范围±10V、±5V、±2.5V或0到20mA满量程范围（数据字）-27,648到27,648电压：27,649到32,511/-27,649到-32,512过冲/下冲范围（数据字）电流：27,649到32,511/-4,864到0电压：32,512到32,767/-32,513到-32,768上溢/下溢（数据字）电流：32,512到32,767/-4,865到-32,768电压模式：12位+符号分辨率电流模式：12位电压模式：满量程的±0.1%/±0.2%精度（25°C/0到55°C）电流模式：满量程的±0.2%/±0.3%输出点数1类型电压或电流范围±10V或0到20mA电压模式：11位+符号分辨率电流模式：11位电压：-27,648到27,648满量程范围（数据字）电流：0到27,648精度（25°C/0到55°C）满量程的±0.5%/±1.0%电压：300μs(R)，750μs(1uF)稳定时间（新值的95%）电流：600μs(1mH)，2ms(10mH)电压：≥1000Ω负载阻抗电流：≤500ΩSTOP模式下的输出行为上一个值或替换值（默认值为0）隔离（现场侧与逻辑侧）无100m屏蔽双绞线电缆长度（最大值），以米为单位3接线图接线电流变送器可用作2线制变送器和4线制变送器，如下图所示。
西门子200的模拟量转换与写法
西门子200的模拟量转换与写法模拟量值和A/D转换值的转换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。
将该方程式逆变换，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4 mA，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。
(完整版)西门子PLC编程模拟量
对输入、输出模拟量的PLC编程的探讨及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。
西门子200 SMART学习计划
西门子200/200smart学习计划一、入门篇掌握S7-200的PLC的产品结构。
可以完成对S7-200PLC控制系统的选型，熟悉软件的应用及软元件的构成，为后面学习编程打基础。
1、对S7-200PLC进行了解2、掌握S7-200PLC的硬件结构3、掌握S7-200PLC所支持的扩展模块4、CPU和模块参数及选型说明5、PLC的接线规范及接线说明6、S7-200编程软件的安装及软件使用7、S7-200PLC工作原理及程序结构说明8、S7-200PLC的数据类型及软元件存储区构成二、逻辑指令应用篇指令从基本指令到功能指令的介绍，学习后需要能够自己独立编写逻辑控制程序。
1、基本位逻辑指令2、定时器计数器指令3、常用功能指令4、S7-200中断指令5、程序控制指令6、S7-200库的新建与添加删除7、间接寻址的应用8、配方及数据记录使用说明三、模拟量应用篇学习完后需要掌握模拟量的接线及模块的选择，对于不同的传感器，所选择不同的模块，需要掌握根据采样到的模拟量值如何计算转换成实际的工程量，包括掌握PID控制程序的编写。
1、模拟量模块的说明2、模拟量模块的接线3、模拟量转换库的说明4、模拟量PID的应用四、高速脉冲输入及定位篇学完这个内容后，可以通过高速计数器来采集编码器的脉冲信号，可以通过PLC发脉冲来控制步进或是伺服电机。
1、高速计数器应用介绍2、高速脉冲输出指令及定位相关的概念3、运动控制库使用介绍4、高速脉冲输出向导使用及位控模块使用五、通信篇学习完这些内容后，需要能够独立编写通信的程序，比如说PLC与变频器的通信，与仪表的通信，与PLC 的。
1、S7-200PLC通信基础2、自由口通信3、Modbus通信4、PPI通信5、Profibus及USS协议通信6、以太网通信7、OPC通信。
S7-200模拟量详细教程
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。
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Ov = (Osh - Osl) / (Ish - Isl) * (Iv - Isl) + Osl
3. 库
3.1 "Scale" 库地描述 "scale.mwl" 库包括从 INTEGER 到 REAL (S_ITR)、从REAL to REAL (S_RTR)及从REAL 到 INTEGER (S_RTI)类型数据的比例换算。
1. 比例换算: 下列图表显示输入输出值的比例换算。
这里对术语 "单极性", "双极性" 和 "20% 偏移" 有解释。这些术语在其他 里非常重要。如STEP 7 Micro/Win - PID 向导（工具 > 指令向导 > PID 控制器） 单极性比例换算只有正的或负的值范围 (图 01 显示了一个模拟量输入值 0到32000的例子)。
图 01 在带有20%偏移的单极性的例子中, 最低限值是最大限值的 20% 。 (图 02 显示了一个模拟量输入值6400 到 32000的例子)。
图 02 双极性比例换算有正的和负的值范围 (图 03 显示了一个 模拟量输入值 -32000 到 32000的例子)。
图 03 下表是对一些缩写地解释:
图 04 3.2 模拟量输入换算为REAL数据格式的输出值 (S_ITR): S_ITR 功能块可用来将模拟量输入信号转换成0.0到1.0之间的标么值( 类型 REAL )。
图 05 3.3 REAL格式数据比例换算 (S_RTR): S_RTR 功能块可用来转换在范围内的REAL 格式的值 (例如 将0.0 到 1.0输入值转化为百分数输出)。
如何对 S7-200 的 CPU224XP 和扩展模块 EM 231, EM 232 及 EM 235 的模拟量值进行比例换算? 显示订货号
说明: 扩展模块 EM 231、 EM 232 和 EM 235模拟量的输入输出和 CPU224XP 一样以 word 格式的整数显示, 这就需要做转换来确保正确的显示和过程中的应用 。这些转换可通过附件中的下载功能块来完成。下载中 包括 转换功能块的 "Scale" 库 和易于理解的例程"Tip038" 。
参数 Ov Iv Osh Osl Ish
描述 换算结果 (输出值) 模拟量值 (输入值) 换算输出值的高限 (换算输出高限) 换算输出值的低限 (换算输出低限) 换算输入值的高限 (换算输入高限)
Isl 表 01
换算输入值的低限 (换算输入低限)
2. 公式 以下公式由计算换算值的图表中得出:
图 06 3.4转换为 INTEGER格式数据的模拟量输出(S_RTI): S_RTI 功能块可用来 将 REAL 数 转换为 INTEGER数据类型的模拟量输出。
图 07 4. 例子程序 4.1 例子程序 "Tip038"的描述 这里有一个装液体的密闭容器。 压差传感器为模拟量输入模块提供一个 (4 - 20 mA)电流输入 。 电流值的大小与容器内的液面高度成正 比。 EM 235 必须进行校准，因此在液面高度为 10m 时模拟量为20mA 的值可转换为 3200 数字值。在液面 为 0 m 时模拟量为4mA的值可转换为数字值6400。此程序可将数字值按比例转换为液面高度的米数。 显示液面高度的电压必须通过模拟量输出模块产生。这个电压值是对模拟量输出word (AQW) 写入相应的 数字值产生的。 模拟量输出模块将液面高度（从0 m 到10 m) 以从0 V到10V的电压形式传输给测量装置。测量装置获得 电压后以指针的偏移量来指显示液面的高度。 换算公式将每一个值按比例换算为最大与最小换算值之间的值。这个程序将接收的模拟量输入值 (AIW) 按 比例换算后作为模拟量模块输出。首先程序读在 4 mA 到 20 mA (6400 与 32000)之间的AIW 值, 接着按 比例转换为一个 0.0 到 1.0 (看图 05)之间的标么值。 然后按比例转换为0.0 to 100.0 (看图 06)的范围对 应的0 到 32000 (看图 07)之间的值。