模拟量换算公式.doc
(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。
模拟量转换计算公式
中间计算结果 转换常量上限
22088
150
模拟量计算
电流上限
22088
20
27648
10
已知常量算模拟量
电流下限 4
输入常量上限
16 电压下限制
1500
0 10
转换常量下限 0
电流下限 4 0
转换常量 150
电流计算 16 10
输入常量下限 0
1500
计算结果 电流（MA）
4 电压(V)
0
计算结果 0
模拟量大小 6940.5 27648
模拟量大小 4-20MA电流对应
5560 0-10V对应的
0
当前输入模拟量值 模拟量下限值
5560
5560
当前电流大小MA/V
5
10
0
需要转换的常量 0
模拟量上限值 27648
27648
中间计算结果 0
已知模拟量输入求常量
模拟量上限值 27648
模拟量下限值 5560 22088
0
27648
27648
电流上限 20
电压上限 10
已知常量算模拟量
已知模拟量输入求常量
模拟量比例换算
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 SMART 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 SMART CPU 内部，0 - 20mA对应于数值范围0 - 27648；对于4 - 20mA的信号，对应的内部数值为5530 - 27648。
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 SMART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 SMART CPU中得到一个0 - 27648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。
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量程转化指令库为便于用户使用，这里提供了量程转化库，用户可以添加到自己的Micro/WIN编程软件中应用。
模拟量比例换算指令库注意：此指令库/程序的作者和拥有者对于该软件的功能性和兼容性不负任何责任。
使用该软件的风险完全由用户自行承担。
由于它是免费的，所以不提供任何担保，错误纠正和热线支持，用户不必为此联系西门子技术支持与服务部门。
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 S7-300 PLC 模拟量自动计算公式表格
已知模拟量通道数据值，计算模拟量输入值及对应工程量 输入类型 描述 代码 4-20mA 0-20mA
换算结果
工程量
换算结果
数据字
换算对象
工程量范围
输入类型范围
数据字范围
换算结果的高限 换算结果的低限 换算结果的高限 换算结果的低限 换算对象的高限 换算对象的低限
Ov2 20.0000 20.0000
Ov1 100.0000 100.0000
Iv 32000.00 27648.00
Osh1 100.00 100.00
Osl1 0.00 0.00
Osh2 20.00 20.00
Osl2 4.00 4.00
Ish 32000.00 27648.00
Isl 6400.00 0.00
已知工程量显示值，计算模拟量输入及对应的数据值 输入类型 数据字 工程量 工程量范围 输入类型范围 数据字范围
输入类型范围
数据字范围
换算结果的高限 换算结果的低限 换算结果的高限 换算结果的低限 换算对象的高限 换算对象的低限
Ov1 100.0000 100.0000
Iv 32000.00 27648.00
Ov2 20.0000 20.0000
Osh1 100.00 100.00
Osl1 0.00 0.00
用途：已知模拟量输入值（如检测到的电流值）、模拟量通道读数、工程值其中的一项，计算出另外两项的值。 使用说明：配置好EFGHIJ列，在D列输入数值，BC列自动计算出对应的数值。
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
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。
模拟量计算器公式
模拟量计算器公式
模拟量计算器的公式是根据具体的应用场景和要求而定的，因此没有一个通用的公式。
模拟量计算器一般是用来将输入的模拟信号进行处理、转换或运算，最终得到特定的输出结果。
以下是几个常见的模拟量计算器的公式示例：
1. 模拟量输入信号的线性缩放计算公式：
输出值= (输入值- 输入范围下限) * (输出范围上限- 输出范围下限) / (输入范围上限- 输入范围下限) + 输出范围下限
2. 温度转换公式（例如将摄氏度转换为华氏度）：
华氏度= 摄氏度* 1.8 + 32
3. 电压-电流转换公式（例如将电压转换为电流）：
电流= 电压/ 电阻
这些公式只是一些常见的示例，实际应用中可能会有更加复杂的计算公式，需要根据具体的情况和要求来确定。
在设计和使用模拟量计算器时，建议参考相关的技术文档、规格说明或咨询相关领域的专业人士，以确保正确地选择和应用适合的计算公式。
模拟量计算word.doc
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。
模拟量转换数字量公式
信号的变换需要经过以下过程：物理量－传感器信号－标准电信号－A/D转换－数值显示。
声明：为简单起见，我们在此讨论的是线性的信号变换。
同时略过传感器的信号变换过程。
假定物理量为A，范围即为A0－Am，实时物理量为X；标准电信号是B0－Bm，实时电信号为Y；A/D转换数值为C0-Cm，实时数值为Z。
如此，B0对应于A0，Bm对应于Am，Y对应于X，及Y=f(X)。
由于是线性关系，得出方程式为Y=(Bm-B0)*(X-A0)/(Am-A0)+B0。
又由于是线性关系，经过A/D转换后的数学方程Z=f(X)可以表示为Z=(Cm-C0)*(X-A0)/(Am-A0)+C0。
那么就很容易得出逆变换的数学方程为X=(Am-A0)*(Z-C0)/(Cm-C0)+A0。
方程中计算出来的X就可以在显示器上直接表达为被检测的物理量。
5、PLC中逆变换的计算方法以S7-200和4－20mA为例，经A/D转换后，我们得到的数值是6400－32000，及C0=6400，Cm=32000。
于是，X=(Am-A0)*(Z-6400)/(32000-6400)+A0。
例如某温度传感器和变送器检测的是-10－60℃，用上述的方程表达为X=70*(Z-6400)/25600-10。
经过PLC的数学运算指令计算后，HMI可以从结果寄存器中读取并直接显示为工程量。
用同样的原理，我们可以在HMI上输入工程量，然后由软件转换成控制系统使用的标准化数值。
在S7-200中，(Z-6400)/25600的计算结果是非常重要的数值。
这是一个0－1.0（100％）的实数，可以直接送到PID指令（不是指令向导）的检测值输入端。
PID指令输出的也是0－1.0的实数，通过前面的计算式的反计算，可以转换成6400－32000，送到D/A端口变成4－20mA输出。
1.自己写转换程序。
2.需要注意你的模拟量是单极性的还是双极性的。
函数关系A＝f（D）可以表示为数学方程：A＝（D－D0）×（Am－A0）／（Dm－D0）＋A0。
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。