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[分享] 详细介绍西门子PLC S7-300的模拟量的处理方法

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发表于 2019-11-21 15:14:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
  实际的工程量,如压力、温度、流量、物位等要采用各种类型传感器进行测量。传感器将输出标准电压、电流、温度、或电阻信号供 PLC 采集,PLC 的模拟量输入模板将该电压、电流、温度、或电阻信号等模拟量转换成数字量-整形数(INTEGER)。
  在 PLC 程序内部要对相应的信号进行比较、运算时,常需将该信号转换成实际物理值(对应于传感器的量程)。而经程序运算后得到的结果要先转换成与实际工程量对应的整形数,再经模拟量输出模板转换成电压、电流信号去控制现场执行机构。这样就需要在程序中调用功能块完成量程转换。
  如一个压力调节回路中,压力变送器输出4-20mA DC信号到SM331模拟量输入模板,SM331 模板将该信号转换成 0-27648 的整形数,然后在程序中要调用FC105将该值转换成0-10.0(MPa)的工程量(实数),经PID运算后得到的结果仍为实数,要用FC106 转换为对应阀门开度0-100%的整形数0-27648后,经SM332模拟量输出模板输出4-20mA DC信号到调节阀的执行机构。
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  1、S7-300/400 PLC模拟量输入/输出模板
  1.1 需要使用的模板
  使用西门子S7-300/400 PLC进行模拟量输入/输出需要使用的模板:
  S7-300系列PLC:SM331 系列模拟量输入模板;SM332系列模拟量输出模板;SM334/335系列模拟量输入/输出模板。
  S7-400 系列 PLC:SM431 系列模拟量输入模板;SM432 模拟量输出模板
  1.2 涉及的信号类型
  电压,电流,温度,电阻。
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  2、STEP 7中模拟量输入/输出的编程
  2.1 FC105/FC106库文件位置
  在编程界面下,在Program elements中的 Libraries下的Standard Library下的 TI-S7 Converting Blocks中就可以找到,见下图:
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  注意: 请不要使用S5-S7 Converting Blocks下的 FC105, FC106,该路径下的功能是用于S5输入输出模板的,在S7 输入输出模板上无法使用。
  2.2 FC105/FC106功能描述
  在编程界面下选中该功能块,按一下计算机键盘上的F1功能键,即可打开关于该功能块的在线帮助,包括该功能块的功能,管脚参数定义、例子程序等。建议用户使用 STEP 7 在线帮助,可以提供全面的编程帮助。
  FC105/FC106 功能描述在编程界面下选中该功能块,按一下计算机键盘上的 F1 功能键,即可打开关于该功能块的在线帮助,包括该功能块的功能,管脚参数定义、例子程序等。建议用户使用STEP 7在线帮助,可以提供全面的编程帮助。
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  2.2.1 FC105 功能描述
  SCALE( FC105 )功能将一个整形数INTEGER( IN)转换成上限、下限之间的实际的工程值(LO_LIM and HI_LIM) ,结果写到OUT。公式如下:
  OUT = [ ((FLOAT (IN) – K1)/(K2 – K1)) * (HI_LIM – LO_LIM)] + LO_LIM
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  常数K1和K2的值取决于输入值( IN)是双极性BIPOLAR 还是单极性UNIPOLAR 。
  双极性 BIPOLAR :即输入的整形数为– 27648到27648 ,此时K1 = – 27648.0,K2 =+27648.0
  单极性UNIPOLAR :即输入的整形数为0到27648,此时 K1 = 0.0 ,K2 = +27648.0
  如果输入的整形数大于K2 ,输出 (OUT) 限位到HI_LIM, 并返回错误代码。 如果输入的整形数小于K1,输出限位到LO_LIM ,并返回错误代码。
  反向定标的实现是通过定义LO_LIM > HI_LIM 来实现的。反向定标后的输出值随着输入值的增大而减小。
  2.2.2 FC106功能描述
  UNSCALE( FC106 ) 功能将一个实数 REAL (IN) 转换成上限、下限之间的实际的工程值
  (LO_LIM and HI_LIM),数据类型为整形数。结果写到OUT 。公式如下:
  OUT = [ ((IN – LO_LIM)/(HI_LIM – LO_LIM)) * (K2 – K1) ] + K1
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  常数K1 和K2 的值取决于输入值(IN)是双极性BIPOLAR 还是单极性UNIPOLAR 。? 双极性BIPOLAR :即输出的整形数为– 27648到27648,此时K1= – 27648.0, K2 =+27648.0
  单极性UNIPOLAR :即输出的整形数为0到27648 ,此时K1 = 0.0 , K2 = +27648.0
  如果输入值在下限LO_LIM 和上限HI_LIM 的范围以外,输出 (OUT) 限位到与其相近的上限或下限值(视其单极性UNIPOLAR 或双极性BIPOLAR 而定),并返回错误代码。
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