浅谈西门子S7-1200PLC的模拟量转换，附实例演示

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今天来简单探讨一下西门子S7-1200PLC的模拟量使用方法。

实际工业应用中常常由传感器采集压力、温度、速度等非电信号，并将这些非电量转换为电压或电流信号再传输给PLC、单片机等控制系统，此时这些信号均为模拟量。我们往往要对PLC中采集的模拟量信息进一步的加工处理，方便用来计算、比较、显示等。

模拟量转换的相关设置

S7-1200(1214C)内部集成了2路模拟量信号输入通道，分别为通道0和通道1，也就是可以同时接收并处理两个传感器输入的模拟信号，对应的地址为IW64和IW66（长度为一个字，16位），在TIA PROTAL中选中PLC的“常规”—“AI”标签项可以进行查看和设置。

S7-1200PLC模拟量转换的工作原理

假设PLC的AI0口外接了一个温度传感器，传感器将测得的温度值转换为一个范围为0～10V的连续电压信号输入给PLC。模拟量经过PLC内部的A/D转换后被转换成了范围0～27648的数字量并存储在特定地址的寄存器中。具体的转换流程如下图所示。

如何将模拟量输入转换的数字值还原成对应的物理量？

例：某个压力传感器的量程为0～0.1MPa，转换成对应的电压信号为0～5V,设转换后地址IW64中的数值为N，尝试求以Pa为单位的压力值。

解： S7-1200PLC默认的模拟信号输入电压范围是0～10V,转换成数字信号的范围是0～27648，因为此压力传感器输出电压范围是0～5V，所以转换的数字信号范围是0～13824。压力传感器的测量压力范围是0～0.1MPa,由此可推导出公式，将电压值还原成以Pa为单位的压力值并将结果存储于寄存器MD30中。

电压转换成数字信号后存入IW64的数值为N

在博途软件中编写对应的PLC程序如下：

在编写梯形图程序时有以下两点需要特别注意：

1)因为PLC执行除法指令时会丢掉余数而只保留商值，这样会影响计算的精度，所以在编写梯形图程序计算压力值时要注意先乘后除。

2)IW64中的数据类型为整型（INT）,该值乘以100000后其结果会超出int的范围，所以必须先应用CONV指令将数据类型转换为DInt。

14．PLC入门程序：压力计算程序

“今天我开始学习压力计算程序，从现场压力变送器为0-10V模拟信号传送到PLC模拟量输入模块，读取模拟量为一串数字，如何再显示为压力值呢？”

1.前置条件：压力变送器量程为0-10000kPa，输出信号为0-10V，模拟量输入模块的量程为0-10V。

2.设转换后的信号为N，求压力值P是多少？

3.查询手册可知：

模拟量输入0-10V转换为数字为0-27648。

计算公式如图所示：P=0.36169*N kPa

4.编写以下梯形计算压力程序：模拟量输入值为整数型，先用I_DI指令转为双整数，再用DI_R转换为实数，再用转换值乘以0.36169,最后再用ROUND指令四舍五入取整,计算压力。

5. 下载程序，运行PLC，监控程序，强制AIW16=27648，可计算压力p=10000kpa

改变AIW16=13824，可计算压力为p=5000Kpa

6.同理，可以计算其他模拟量：流量、温度，思路与本例一致。对于其他模拟可以借鉴本例的计算过程。

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