一文教你快速学会S7-200SMART模拟量输入输出设置

模拟量输入与输出

什么是模拟量：

在工业生产过程中，我们会遇到两种量，一种是开关量，开关量只有0 、1 两种状态，和位是对应的，开关断开，就表示为0，开关接通就表示为1。而有时候经常会对一些物理量如压力、温度、速度等连续变化的变量进行采集和控制，这些物理量都是随着时间进行变化的，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做模拟信号。把工作在模拟信号下的电子电路叫做模拟电路。

例如：

热电偶在工作时输出的电压信号就属于模拟信号，因为在任何情况下被测温度都不可能发生突变，所以测得的电压信号无论在时间上还是在数量上都是连续的。而且，这个电压信号在连续变化过程中的任何一个取值都是具有物理意义的，即表示一个相应的温度。

模拟量模块：

模拟量模块分为通用模块和特殊模块。

通用模拟量模块：

通用模拟量模块其通用性体现在输入 或者 输出 电压是0~5V 0~10V 或电流是4~20mA 0~20mA 。通用模拟量模块在实际工程中用的最多。

特殊模拟量模块：

特殊模拟量模块其输入或输出是特殊的模拟量，专用性比较强，

模拟量输入输出都会跟随扫描周期同步。

模拟量与数字量的转换：

在进行转换时，应考虑变送器的量程和模拟量模块的量程，找出被测模拟量和数字量直接的比例。单极性比例换算只有正的或者负的，经过A/D换算后输出模拟值范围为0~27648。

双极性比例换算的有正的和负的，经过A/D换算后输出模拟值范围为-27648~~27648。

A/D：指模拟数字转换器

D/A：指数字模拟转换器

通常简称为：模数转换和数模转换

S7-200 SMART PLC模拟量处理：

变送器：

是把传感器的输出信号转变为可被控制器识别的信号（或将传感器输入的非电量转换成电信号同时放大以便供远方测量和控制的信号源）的转换器。传感器和变送器一同构成自动控制的监测信号源。不同的物理量需要不同的传感器和相应的变送器。变送器的种类很多，用在工控仪表上的变送器主要有温度变送器,压力变送器,流量变送器,电流变送器,电压变送器等等。（一般情况下，传感器和变送器是集成在一起，购买的时候需要注意根据需要选择传感器的测量范围，变送器输出的电信号）

模拟量输入输出接线图：

传感器→变送器→PLC模拟量输入通道→PLC运算（或PID控制）→模拟量输出通道→执行器

①变送器输出信号分为：电压和电流

1.电流变送器又分为四线制和两线制（下图以200SMART通用型模拟量模块AM06为例）

变送器+接电源正极，信号由负极→PLC模拟量输入的正极，模拟量输入的负极接回电源负极构成回路。

四线制变送器电源对应电源，正信号输出到模拟量+，负对应模拟量-

2.电压型变送器一般有三根线，其中一根是电源的正极，一根是信号的正极，还有一根是电源正和信号正共用的负极，

信号正极接入模拟量输入的正极，负极为公共端

3.执行器（模拟量输出接线图

模拟量扩展模块的组态：

模拟量输入组态：

在200SMART编程软件中单击"系统快"，在弹出的系统快设置对话框中，根据实际模块的安装情况，添加模拟量模块，选择模拟量扩展模块对话框中的"模拟量输入"在其中进行设置

模拟量输入组态

模拟量输入通道设置：

模拟量输出通道设置：

模拟量类型组态

对于每条模拟量输出通道，都可将类型组态为电压或电流。

范围

然后组态通道的电压范围或电流范围。可选择以下取值范围之一：

· +/- 10 V（包括0-10v）

· 0 - 20 mA（包括4-20mA）

模拟量输入的转换：

模拟量的输入/输出都可以用以下通用公式换算：

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:换算结果的底限

Ish:换算对象的高限

Isl:换算对象的底限

他们之间的关系：

模拟量输出的转换：

将外界工程量（比如频率 压力等）转换成数字量，并且放入相应的模拟量输出信号点上输出。

INPUT（VD10）：是要输出的模拟量信号变量

ISH（50.0）：模拟量最大值和变频器电机对应50HZ

ISL（0）:模拟量最小值和变频器电机对应

OSH（27648）:数字量最大值(输出信号上限)

OSL（0）:数字量最小值(输出信号下限如果输出的是4—20AM，那下限就为5530)

OUTPUT:转换出的数字量当前值(转换为电压/电流信号)

最全的西门子PLC模拟量编程知识全在这里了

给大伙分享的是关于西门子S7-300PLC模拟量方面的实例，包含了以下几个方面的要点：

1、对变送器进行取值，并进行控制

2、对模数功能块 FC105 进行调用

3、对 AI 模块进行设置

4、对 AI 量程块进行选择

这个实例， 调试的是一个流量调节回路中， 流量变送器输出 2-2-MA DC信号到 SM331 模拟输入模块，模块将该信号转换成浮点数，然后在程序中调用FC105将该值转换成工程量，我们就可以监视实际工程中的流量值了。

模拟量 AI 采用 SM311 模块是 8x12Bit（8 通道 12 位）对应货号是 6ES7 331-7KF02-OABO，在模数转化上利用传感器或变送器的， 电压或电流取出的值，到 AI 模块上进行转换， 然后把值传给西门子的 CPU 进行处理， 从而检测控制传感器的值，如图：

模拟量输入模块

模拟量输入用于连接电压和电流传感器、 热电耦、电阻和热电阻， 用来实现PLC 与模拟量过程信号的连接。

模拟量输入模块将从过程发送来的模拟信号转换成供 PLC 内部处理用的数字信号。

本次工程用的是 SM311 输入模块如下图所示。该模块具有如下特点：

分辨率为 9 到 15 位+符号位（用于不同的转换时间） ，可设置不同的测量范围。

通过量程模块可以机械调整电流 /电压的基本测量范围。

用 STEP 7硬件组态工具可进行微调。模块把诊断和超限中断发送到可编程控制器的 CPU 中。

模块向 CPU 发送详细的诊断信息。

模拟量输入模块的接线方式

两线制电流和四线制电流都只有两根信号线， 它们之间的主要区别在于：两线制电流的两根信号线既要给传感器或者变送器供电，又要提供电流信号 ；而四线制电流的两根信号线只提供电流信号。

因此，通常提供两线制电流信号的传感器或者变送器是无源的 ；而提供四线制电流信号的传感器或者变送器是有源的。

因此，当 PLC 的模板输入通道设定为连接四线制传感器时， PLC 只从模板通道的端子上采集模拟信号， 如图 2-3，而当 PLC 的模板输入通道设定为连接二线制传感器时，如图 2-2，PLC 的模拟输入模板的通道上还要向外输出一个直流 24V的电源，以驱动两线制传感器工作。

传感器型号

◆两线制 (本身需要供给 24vDC 电源的，输出信号为 4-20MA ，电流)即+接 24vdc,负输出 4-20mA 电流。

◆四线制 (有自己的供电电源， 一般是 220vac ，信号线输出 +为 4-20ma 正，-为 4-20ma负。

01、(以 2 正、 3 负为例 )，两线制时正极 2 输出 24VDC 电压， 3 接收电流 ，所以遇到两线制传感器时， 一种接法是 2 接传感器正， 3 接传感器负 ；跳线为两线制电流信号。二种接法是 2 悬空，3 接传感器的负，同时传感器正要接柜内 24vdc；跳线为两线制电流信号。

02、(以 2 正、3 负为例 )，四线制时正极 2 是接收电流， 3 是负极。(四线制好处是传感器负极信号与柜内 M 为不同电平时不会影响精度很大，因为是传感器本身电流的回路 )遇到四线制传感器时，一种方法是 2 接传感器正， 3 接传感器负，plc 跳线为 4 线制电流。

“传感器正与 plc 的 3 相连， 2 悬空，跳线为两线制电流。”此条在四线制和二线制传感器均适用，大家可以自己试验，好用的顶起来。

03、(以 2 正、3 负为例 )，四线制传感器与 plc 两线制跳线接法：信号线负与柜内 M 线相连。将传感器正与 plc 的 3 相连， 2 悬空，跳线为两线制电流。

04、(以 2 正、3 负为例)，电压信号：2 接传感器正， 3 接传感器负， plc 跳线为电压信号。

量程卡的设置

量程卡 在模板的左侧装有量程卡，允许的设置为“ A”，“B”，“C”和“ D”，分别适用于不同的测量的类型和范围。在安装模板前必须正确地设置它。

没有量程卡的模拟量模板具有适应电压和电流测量的不同接线端子，这样，通过正确地连接有关端子可以设置测量的类型。

关于设置不同的测量类型及测量范围的简要说明印在模板上。对于这个工程，水位的测量采用的是二线制变送器，所以选择“ D”，如图 2-4 所示。

输入模块设置

在“硬件”界面下设置好机架后，双击输入模块“ ATBx12bit”，如下图：

双击输入模块后会弹出一个执行框， 点击“地址”后，将开始地址改为 “256”如下图：

改完地址后，再点击“输入” ，将“测量型号”中点击“ 2DMU ”设置传感器的类型。（本次用的是两线的变送器）

AI 系统

建立一个西门子硬件模块在添加好电源和 CPU 后，在配置文件中选择AI 模块如图 4-1。

在添加完成时在硬件系统中会出现此模块如图 4-2。

在此操作成功后双击进行选择，设置对话框点输入。如图 4-3。

在选择完成后点确定，就可以了，然后就是程序编写。

AI 程序

在 S7-300中 AI 模块的程序已经， 厂方已经写好， 只要进行功能模块的调用就好了，调用方法 如图 4-4。

在图 4-4 的下对话框下找到 FC105 功能块，如图 4-5。

IN：使能端。

HI_LIM ：高线。

L0_LIM ：低线。

BIPOLAR ：极性。

RET_VAL ：报错存入。

OUT：输出的值（液位）

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