(完整版)S7-200模擬量輸入輸出實(shí)例

1、對(duì)輸入、輸出模擬量的PLC編程的探討及編程實(shí)例解析3134人閱讀| 4條評(píng)論 發(fā)布于：2011-12-29 9:03:42對(duì)于初學(xué)PLC編程的人來(lái)說(shuō)，模擬量輸入、輸出模塊的編程要比用位變量進(jìn)行一般的程序控制難的多，因?yàn)樗粌H僅是程序編程，而且還涉及到模擬量的轉(zhuǎn)換公式推導(dǎo)與使用的問(wèn)題。不同的傳感變送器，通過(guò)不同的模擬 量輸入輸岀模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換公式是不一樣的，如果選用的轉(zhuǎn)換公式不對(duì)，編出的程序肯定是錯(cuò)誤的。比如有 3個(gè)溫度傳感變送器：（1）、測(cè)溫范圍為0200 ,變送器輸出信號(hào)為420ma（2）、測(cè)溫范圍為0遼00 ,變送器輸出信號(hào)為05V（3）、測(cè)溫范圍為一 100 500 ,變送器輸出信

2、號(hào)為420ma（1）和（2）二個(gè)溫度傳感變送器，測(cè)溫范圍一樣，但輸出信號(hào)不同，（1）和（3）傳感變送器輸出信號(hào)一樣，但測(cè)溫范圍不同，這3個(gè)傳感變送器既使選用相同的模擬量輸入模塊，其轉(zhuǎn)換公式也是各 不相同。一、轉(zhuǎn)換公式的推導(dǎo)下面選用S7-200的模擬量輸入輸出模塊EM235的參數(shù)為依據(jù)對(duì)上述的3個(gè)溫度傳感器進(jìn)行轉(zhuǎn)換公式的推 導(dǎo)：對(duì)于（1）和（3）傳感變送器所用的模塊，其模擬量輸入設(shè)置為020ma電流信號(hào)，20ma對(duì)應(yīng)數(shù)子量二32000 , 4 ma 對(duì)應(yīng)數(shù)字量二6400 ；對(duì)于（2）傳感變送器用的模塊，其模擬量輸入設(shè)置為05V電壓信號(hào)，5V對(duì)應(yīng)數(shù)字量二32000 , 0V對(duì)應(yīng)數(shù)字量二0 ；這3種

3、傳感変送器的轉(zhuǎn)換公式該如何推導(dǎo)的呢？這要借助與數(shù)學(xué)知識(shí)幫助，請(qǐng)見(jiàn)下圖：TT上而推導(dǎo)出的(2-1 ) .(2-2 ) .(2-3 )三式就是對(duì)應(yīng)(1) .(2) .(3)三種溫度傳感變送 器經(jīng)過(guò)模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后再換算為被測(cè)量的轉(zhuǎn)換公式。編程者依據(jù)正確的轉(zhuǎn)換公式進(jìn)行編程，就會(huì)獲得滿意的效果。二、變送器與模塊的連接通常輸岀4 20ma電流信號(hào)的傳感變送器,對(duì)外輸岀只有+、-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(fù)極相連,在被測(cè)量正常變化范圍內(nèi)，此回路將產(chǎn)生420ma電流，見(jiàn)下左圖。下右圖粉色虛線框內(nèi)為EM235模塊第一路模擬輸入的框圖，它有3個(gè)輸入端

4、,其A+與A-為A/D轉(zhuǎn)換器的+ -輸入端，RA與A-之間并接250 Q標(biāo)準(zhǔn)電阻。A/D轉(zhuǎn)換器是正邏輯電路,它的輸入是05V電壓信號(hào)，A-為公共端，與PLC的24V電源的負(fù)極相連。I33S酬fr務(wù) 9那么24V電源、傳感變送器、模塊的輸入口三者應(yīng)如何連接才是正確的？正確的連線是 這樣的：將左圖電源 負(fù)極與傳感器輸出的負(fù)極連線斷開(kāi)，將電源的負(fù)極接模塊的A-端，將傳感器輸出負(fù)極接RA端，RA端與A+端并接一起，這樣由傳感器負(fù)極輸出的420ma電流由RA流入250 Q標(biāo)準(zhǔn)電阻產(chǎn)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(kāi)，去接模塊的信號(hào)輸入端，如這樣連接，模塊是不會(huì)正常工作

5、的。對(duì)第(2)種電壓輸出的傳感変送器，模塊的輸入應(yīng)設(shè)置為05V電壓模式，連線時(shí)，變送器輸出負(fù)極只連A+, RA端空懸即可。三、按轉(zhuǎn)換公式編程：根據(jù)轉(zhuǎn)換后變量的精度要求，對(duì)轉(zhuǎn)換公式編程有二種形式：1、整數(shù)運(yùn)算，2、實(shí)數(shù)運(yùn)算。請(qǐng)見(jiàn)下面梯形 圖：(A)、整數(shù)運(yùn)算的梯形圖:網(wǎng)紹1整數(shù)運(yùn)班|陌砂“從根塊讀験的數(shù)子杲值八WWICXh檸最大量趕送豆結(jié)果281法aa旻示區(qū)SMQOM0VwW JLENIENO vvco-INOUT-VD2WMOV.DWrki；nSUBcu1it kin20i -E nINLraUOUTVD204VD200-ENINIOUT-6400-IN2)1-VD212MUL.DIDIVJ)

6、IENENOINIOUTVD212VD212-INIOUTIN2IN2VD208VD204-VD212VD208VW8M10M10$)1gongkongt S )1gongkong該梯形圖是第（1）種 溫度傳感變送器（測(cè)溫：0200 ,輸出：420ma ）按公式（2-1 ）以整數(shù)運(yùn)算編寫(xiě)的轉(zhuǎn)換程序，它可作為一個(gè)子程序進(jìn)行調(diào)用。（B）實(shí)數(shù)運(yùn)算的梯形圖:該梯形圖是對(duì)一個(gè)真空壓力變送器（量程：00. IMpa,輸出：420ma ）按公式（21）以實(shí)數(shù)運(yùn)算編寫(xiě)的轉(zhuǎn)換程序，可作為一個(gè)子程序進(jìn)行調(diào)用。四、編程實(shí)例及解析某設(shè)備裝有4種傳感器：1、真空壓力傳感器，量程為：0 0. IMpa ；輸岀給PLC的信

7、號(hào)為420ma。2蒸汽壓力傳感器，量程為：0 1. OMpa ；輸出給PLC的信號(hào)為420ma。3、溫度傳感器，量程為：0200度；輸出給PLC的信號(hào)為420ma。4、電機(jī)轉(zhuǎn)速，量程為：050轉(zhuǎn)/秒；輸出給PLC的信號(hào)為420ma。該設(shè)備用蒸汽對(duì)其罐體加熱，并對(duì)溫度要求按設(shè)定的溫度值進(jìn)行溫度控制?？刂品绞讲捎米詣?dòng)調(diào)整電動(dòng)閥開(kāi)門 角度的大小來(lái)改變加熱管道的蒸汽的流量。電動(dòng)閥的控制信號(hào)為420ma,即輸入4ma時(shí)，電動(dòng)閥關(guān)門，輸入20ma時(shí)，電動(dòng)閥門全開(kāi)。為此選用了含有4路模擬輸入和一路模擬輸出的模塊EM235 o其4路模擬量輸入信號(hào)皆設(shè)定為020ma電 流輸入模式，一路模擬量輸出信號(hào)設(shè)定為4 2

8、0ma電流輸出模式。要求用觸摸屏顯示這4種信號(hào)的時(shí)時(shí)狀態(tài)值，并在觸摸屏上設(shè)置控制的溫度參數(shù)，傳給PLC使PLC按此值進(jìn)行溫度控制。由于本文重點(diǎn)是講述有關(guān)模擬量的輸入與輸出的編程設(shè)計(jì)，對(duì)觸摸屏的編程設(shè)計(jì)不 予講述，只提供觸摸屏與PLC的通訊變量：VDO :為真空壓力顯示區(qū)，由PLC傳送給觸摸屏。VD4 :為蒸汽壓力值顯示區(qū)，由PLC傳送給觸摸屏。VW8 :為蒸汽溫度值顯示區(qū)，由PLC傳送給觸摸屏。VW10 :為電機(jī)轉(zhuǎn)速值顯示區(qū)，由PLC傳送給觸摸屏。VW12 :設(shè)定溫度值區(qū)，由觸摸屏傳送給PLC.、硬件電路的配置:（一）、硬件設(shè)置除上述4種傳感器外，選用：1、S7-200PLC 一臺(tái)，型號(hào)為：C

9、PU222 CN。2選用EM235模擬量輸入模塊一塊（輸入設(shè)置：020 ma匸作模式；輸出設(shè)置：420ma ）。3、變頻器一臺(tái)，型號(hào)為PI8100 ,由PLC控制啟停，手動(dòng)調(diào)速。4、西門子觸摸屏一塊。型號(hào)：Smart 700硬件電路圖開(kāi)機(jī)（二）、對(duì)傳感器輸出的420ma轉(zhuǎn)換為顯示量程的公式推導(dǎo)：EM235模擬量輸入輸出模塊，當(dāng)輸入信號(hào)為20ma時(shí)，對(duì)應(yīng)的數(shù)字二32000 ,故：輸入=4ma時(shí)，對(duì)應(yīng) 的數(shù)字量二6400 ,對(duì)應(yīng)顯示量程值二0。輸入20ma時(shí)，對(duì)應(yīng)的數(shù)字量二32000 ,對(duì)應(yīng)顯示量程值最大值 二Hm ,其輸出量與模塊的數(shù)字量的變化關(guān)系曲線如圖一所示：這4個(gè)轉(zhuǎn)換公式，前二種為實(shí)數(shù)運(yùn)算

10、，后二種為整數(shù)運(yùn)算，為簡(jiǎn)化程序，自定義二個(gè)功能塊分別用于實(shí)數(shù)與整數(shù)運(yùn)算， 而每個(gè)功能塊在程序運(yùn)行中又都調(diào)用二次，分別計(jì)算不同的物理量。為此功能塊設(shè)有二個(gè)數(shù)字輸入與一個(gè)計(jì)算結(jié)果輸出三 個(gè)口， 以適用于多次調(diào)用去計(jì)算不同物理量的值。請(qǐng)見(jiàn)下面編程：三）、實(shí)數(shù)運(yùn)算功能塊（SBR_O ）:-VD112SH2nLO2-VD112-DIV_RENENOVD112-25600.0-INIIN2OUT-HSHI olLDG四）、整數(shù)運(yùn)算功能快（SBR_1 ）:goncj Jeong（五）.將模塊的數(shù)字量，按對(duì)應(yīng)公式轉(zhuǎn)換為量程顯示值的編程gkungJ0MB0-1,將AIW21蒸汽H力值）轉(zhuǎn)技為5?3?ffi-VD

11、100,將蒸機(jī)壓力最大值（1P） -VD104.運(yùn)Mi VD4C 汽力值二示區(qū)八運(yùn) 算錯(cuò)果送絡(luò)VD4實(shí)戡運(yùn)霾ENAIW2-SHI.n SHLotVD41.0-SH2 rt一（s ）JOMeO-2,將 AJW4 (,世菇麋送入VW8LCS)5100,將滋汽禺度最大ffi-VW104.運(yùn)覽結(jié)果熱汽灣度佰旻示CAIW4-ZHE1ZHE.ot200-2HE2 irtM1.0阿ta 5丨魏血03。將AE/6 （電機(jī)軟逵，TWI00.將電機(jī)瑋逵量大倍 NUH04 運(yùn)住潔黑 VW1CI （電機(jī)湖f值更示區(qū)，|MB0Cki=8 iC Vi3W10CkiC ViAIW50-7HP15 7HF n-iZHE2 i

12、nMl 0CS )gongkongMM GEZZ分析以上梯形圖可知，該程序編寫(xiě)的特點(diǎn)：1、選用自定義功能塊編寫(xiě)轉(zhuǎn)換公式的子程序，2、對(duì)多個(gè)轉(zhuǎn)換變量的調(diào)用采用每個(gè)掃描周期對(duì)的MBO加1的依次循環(huán)調(diào)用的方式，這樣編程處理會(huì)使編寫(xiě)的程序，簡(jiǎn)短易讀易懂。（六）、對(duì)模擬量輸出的編程處理對(duì)罐體溫度控制是采用漸近比較的控制方式進(jìn)行編程。設(shè)計(jì)思路是這樣 的：當(dāng)罐體的溫度低于設(shè)定溫度10度時(shí)，控制加熱蒸汽的電動(dòng)閥門全打開(kāi)，當(dāng)罐體的溫度低于設(shè)定溫度7度 時(shí)，電動(dòng)閥門打開(kāi)3/4,當(dāng)罐體的溫度低于設(shè)定溫度4度時(shí)，電動(dòng)閥門打開(kāi)1/2 ,當(dāng)罐體的溫度低于設(shè)定溫度 2度時(shí)，電動(dòng)閥門打開(kāi)1/4 ,當(dāng)罐體的溫度低于設(shè)定溫度1度

13、時(shí)，電動(dòng)閥門打開(kāi)1/8 ,當(dāng)罐體的溫度二設(shè)定溫 度時(shí)，電動(dòng)閥門關(guān)閉。將（21）式帶入（3-2）式，得：厶=4 Ji%74uU） （3-3） 2（32000-6400）將（33式帶入（31）式，礙：a = 晦_ 6400） （3-4）（32000- 6400）將此式轉(zhuǎn)換為AIWX = （32000 一 6400）+ 640 J（2-la）式為溫度與數(shù)字量的關(guān)系耳用它可將設(shè)定溫度值轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)字量。如設(shè)定溫度Tz=120 度，帶入（2-la ），可得對(duì)應(yīng)數(shù)字量AIW二21760（3-5 ）式為數(shù)字量與電動(dòng)閥門打開(kāi)度來(lái)改悠橈躺複飆頌渦瞬邂臟螂踐刪押肉的打開(kāi)角 度。如：a二1代入（3-5 ）可得：A

14、IWx二32000將32000送入給模塊的AQW0,模塊的模擬量 輸岀將產(chǎn)生20ma電流輸入給電動(dòng)閥的信號(hào)輸入端，使閥門全打開(kāi)。a =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(chǎn) 生12ma電流輸入給電動(dòng)閥的信號(hào)輸入端，使閥門打開(kāi)1/2。卜而是利用漸近比較法進(jìn)行溫度控制的梯形圖：程序解釋見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)上的說(shuō)明00.0R11i WH2：設(shè)定團(tuán)gflg VW5O：為揑制點(diǎn)aflBWgg冃*B（公式力：AIWg128 * Tx 6400）閏的q剛8 12IVW52衆(zhòng)定渚度散芋壘（VW50 ） -實(shí)M 度度數(shù)字量（AIW4 7700.0AQW0M320

15、0閥門打開(kāi)1ZO當(dāng)3先刈筒 1度差），A0W0 19200（打開(kāi)眈）6400-OUT BAQWO冃珞14當(dāng)冷才電冊(cè)閥打開(kāi)時(shí) 電動(dòng)冏全開(kāi).MOVWENENOgongkong32000- INOUT bAQWO網(wǎng)路is當(dāng)蒸汽與冷水電磁閥都關(guān)閉時(shí)時(shí)毘動(dòng)閥門關(guān)。Q0. 1MOV. WENO程序中的Q0.0為蒸汽電磁閥的輸出信號(hào)。Q0.0二1即蒸汽電磁閥打開(kāi)，注入蒸汽加熱，程序?qū)?duì)罐體內(nèi)的溫度進(jìn)行 控制。Q0. 1為冷水電磁閥的輸出信號(hào)。Q0. 1二1即冷水發(fā)打開(kāi)，注入冷水進(jìn)行降溫，此時(shí)電動(dòng)閥門全開(kāi)，加速降溫，程 序?qū)禍夭蛔隹刂铺幚?。（七）、PLC輸入輸出的控制編程輸入有3個(gè)按鈕：分別控制變頻器、蒸汽電磁閥、水冷電磁閥的通電與關(guān)斷：1、啟動(dòng)按鈕