1、對輸入、輸出模擬量的 PLC 編程的探討及編程實例對于初學 PLC 編程的人來說，模擬量輸入、輸出模塊的編程要比用位變量進行一般的程序難的多，因為它不僅僅是程序編程，而且還涉及到模擬量的轉換公式推導與使用的問題。不同的傳感變送器，通過不同的模擬量輸入輸出模塊進行轉換，其轉換公式是不一樣的，如果選用的轉換公式不對，編出的程序肯定是錯誤的。比3 個溫度傳感變送器：（1） 、測溫范圍為（2） 、測溫范圍為（3） 、測溫范圍為02000200100，變送器輸出信號為 420ma，變送器輸出信號為 05V500，變送器輸出信號為 420ma（1）和（2）二個溫度傳感變送器，測溫范圍一樣，但輸出信號不同，

2、（1） 和(3)傳感變送器輸出信號一樣，但測溫范圍不同，這 3 個傳感變送器既使選用相同的模擬量輸入模塊，其轉換公式也是各不相同。一、轉換公式的推導下面選用 S7-200 的模擬量輸入輸出模塊 EM235 的參數為依據對上述的 3 個溫度傳感器進行轉換公式的推導：對于(1)和（3）傳感變送器所用的模塊，其模擬量輸入設置為 020ma 電流信號 ,20ma對應數子量=32000，4 ma 對應數字量=6400；對于（2）傳感變送器用的模塊，其模擬量輸入設置為 05V 電壓信號，5V 對應數字量=32000，0V 對應數字量=0；這 3 種傳感変送器的轉換公式該如何推導的呢？這要借助與數學知識幫助

3、， 請見下圖：上面推導出的（2-1）、（2-2）、（2-3）三式就是對應（1）、（2）、（3） 三種溫度傳感變送器經過模塊轉換成數字量后再換算為被測量的轉換公式。編程者依據正確的轉換公式進行編程，就會獲得滿意的效果。二、變送器與模塊的連接通常輸出 420ma 電流信號的傳感變送器，對外輸出只有 +、- 二根連線， 它需要外接 24V 電源電壓才能工作，如將它的+、- 二根連線分別與 24V 電源的正負極相連，在被測量正常變化范圍內，此回路將產生 420ma 電流，見下左圖。下右圖粉色虛線框內為 EM235 模塊第一路模擬輸入的框圖，它有 3 個輸入端， 其 A+與 A-為 A/D 轉換器的+

4、- 輸入端，RA 與 A-之間并接 250標準電阻。A/D 轉換器是正邏輯電路，它的輸入是 05V 電壓信號，A-為公共端，與 PLC 的 24V 電源的負極相連。那么 24V 電源、傳感變送器、模塊的輸三者應如何連接才是正確的？正確的連線是這樣的：將左圖電源負極與傳感器輸出的負極連線斷開，將電源的負極接模塊的 A-端，將傳感器輸出負極接 RA 端，RA 端與 A+端并接一起，這樣由傳感器負極輸出的 420ma 電流由 RA 流入 250標準電阻產生 05V 電壓并加在 A+與 A-輸入端。切記：不可從左圖的 24V 正極處斷開，去接模塊的信號輸入端，如這樣連接，模塊是正常工作的。對第（2）種

5、電壓輸出的傳感変送器，模塊的輸入應設置為 05V 電壓模式， 連線時，變送器輸出只連 A+、A-，RA 端空懸即可。三、按轉換公式編程：根據轉換后變量的精度要求，對轉換公式編程有二種形式：1、整數運算，2、實數運算。請見下面梯形圖：（A）、整數運算的梯形圖：該梯形圖是第（1）種 溫度傳感變送器（測溫：0200 ，輸出：420ma） 按公式（2-1）以整數運算編寫的轉換程序，它可作為一個子程序進行調用。（B）實數運算的梯形圖：該梯形圖是對一個真空變送器（量程：00.1Mpa,輸出：420ma）按公式（2-1）以實數運算編寫的轉換程序，可作為一個子程序進行調用。四、編程實例及某設備裝有 4 種傳感

6、器：1、真空傳感器，量程為：00.1Mpa；輸出給 PLC 的信號為 420ma。2、蒸汽傳感器，量程為：01.0Mpa；輸出給 PLC 的信號為 420ma。3、溫度傳感器，量程為：0200 度；輸出給 PLC 的信號為 420ma。4、電機轉速，量程為：050 轉/秒；輸出給 PLC 的信號為 420ma。該設備用蒸汽對其罐體加熱，并對溫度要求按設定的溫度值進行溫度。方式采用自動調整電動閥開門角度的大小來改變加熱管道的蒸汽的流量。電動閥的信號為 420ma,即輸入 4ma 時，電動閥關門，輸入 20ma 時，電動閥門全開。為此選用了含有 4 路模擬輸入和一路模擬輸出的模塊 EM235。其

7、4 路模擬量輸入信號皆設定為 020ma 電流輸入模式，一路模擬量輸出信號設定為 420ma 電流輸出模式。要求用觸摸屏顯示這 4 種信號的時時狀態值，并在觸摸屏上設置 的溫度參數，傳給 PLC 使 PLC 按此值進行溫度 。由于本文重點是講述有關模擬量的輸入與輸出的編程設計，對觸摸屏的編程設計不予講述，只提供觸摸屏與 PL C 的通訊變量：VD0：為真空顯示區，由 PLC 傳送給觸摸屏。VD4：為蒸汽值顯示區，由 PLC 傳送給觸摸屏。VW8：為蒸汽溫度值顯示區，由 PLC 傳送給觸摸屏。VW10：為電機轉速值顯示區，由 PLC 傳送給觸摸屏。VW12：設定溫度值區，由觸摸屏傳送給 PLC.

8、一、硬件電路的配置：（一）、硬件設置除上述 4 種傳感器外，選用：1、S7-200PLC 一臺，型號為：CPU222 CN 。2、選用 EM235 模擬量輸入模塊一塊（輸入設置：020 ma 工作模式；輸出設置：420ma）。3、變頻器一臺，型號為 PI8100，由 PLC啟停，手動調速。4、西門子觸摸屏一塊。型號：Smart 700硬件電路圖輸入=4ma 時，對應的數字量=6400，對應顯示量程值=0。 輸入 20ma 時，對應的數字量=32000，對應顯示量程值最大值=Hm，其輸出量與模塊的數字量的變化關系曲線如圖一所示：EM235 模擬量輸入輸出模塊，當輸入信號為 20ma 時，對應的數

9、字量=320 00，故：（二）、對傳感器輸出的 420ma 轉換為顯示量程的公式推導：這 4 個轉換公式，前二種為實數運算，后二種為整數運算，為簡化程序，自定義二個功能塊分別用于實數與整數運算，而每個功能塊在程序運行中又都調用二次，分別計算不同的物理量。為此功能塊設有二個數字輸入與一個計算結果輸出三個口，以適用于多次調用去計算不同物理量的值。請見下面編程：（三）、實數運算功能塊（SBR_0）：（四）、整數運算功能快（SBR_1）：(五)、將模塊的數字量，按對應公式轉換為量程顯示值的編程分析以上梯形圖可知，該程序編寫的特點：1、選用自定義功能塊編寫轉換公式的子程序，2、對多個轉換變量的調用采用每

10、個掃描周期對 MB0 加 1 的依次循環調用的方式，這樣的編程處理會使編寫的程序，簡短易讀易懂。（六）、對模擬量輸出的編程處理對罐體溫度是采用漸近比較的方式進行編程。設計思路是這樣的：當罐體的溫度低于設定溫度 10 度時，加熱蒸汽的電動閥門全打開，當罐體的溫度低于設定溫度 7 度時，電動閥門打開 3/4，當罐體的溫度低于設定溫度 4 度時，電動閥門打開 1/2，當罐體的溫度低于設定溫度 2 度時，電動閥門打開 1/4，當罐體的溫度低于設定溫度 1 度時，電動閥門打開 1/8，當罐體的溫度= 設定溫度時，電動閥門關閉。(2-1a)式為溫度與數字量的關系式，用它可將設定溫度值轉換為對應的數字量。如

11、設定溫度 Tz=120 度，帶入（2-1a）,可得對應數字量 AIW=21760（3-5）式為數字量與電動閥門打開度的關系式，可用它輸送給模塊不同的數字量，來改變模塊的模擬量輸出值，進而達到改變電動閥門的打開角度。如：=1 代入（3-5）可得：AIWx=32000 將 32000 送入給模塊的 AQW0, 模塊的模擬量輸出將產生 20ma 電流輸入給電動閥的信號輸入端，使閥門全打開。=1/2 代入（3-5）式可得：AIWx=19200 將 19200 送入給模塊的 AQW0, 模塊的模擬量輸出將產生 12ma 電流輸入給電動閥的信號輸入端，使閥門打開 1/2。下面是利用漸近比較法進行溫度的梯形圖：程序解釋見網絡上的說明程序中的 Q0.0 為蒸汽電磁閥的輸出信號。Q0.0=1 即蒸汽電磁閥打開，注入蒸汽加熱，程序將對罐體內的溫度進行。Q0.1 為冷水電磁閥的輸出信號。Q0.1=1 即冷水發打開，注入冷水進行降溫，此時電動閥門全開，降溫，程序對降溫不做處理。（七）、PLC 輸入輸出的編程輸入有 3 個按鈕：分別變頻器、蒸汽電磁閥電磁閥的通電與關斷：1、啟動按鈕接 PLC 的 I0.0，變頻器的啟動與停止，輸出口為 Q0.3。2、蒸汽電磁