西門子SM331模塊6ES7331-7KF02-0AB0  西門子SM331模塊6ES7331-7KF02-0AB0  

「S7-300/400 PLC 模擬量輸入輸出的量程轉(zhuǎn)換控制

一、模擬量輸入輸出量程轉(zhuǎn)換的概念

二、S7-300/400 PLC 模擬量輸入輸出模板

1、需要使用的模板

2、涉及的信號類型

三、STEP 7 中模擬量輸入輸出的編程

1、FC105、FC106 在哪里

2、FC105、FC106 功能描述

3、FC105、FC106 參數(shù)定義

4、FC105、 FC106例子程序

一、模擬量輸入、輸出量程轉(zhuǎn)換的概念

實際的工程量，如壓力、溫度、流量、物位等要采用各種類型傳感器進(jìn)行測量。傳感器將輸出標(biāo)準(zhǔn)電壓、電流、溫度、或電阻信號供 PLC 采集，PLC 的模擬量輸入模板將該電壓、電流、溫度、或電阻信號等模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量——整形數(shù)(INTEGER)。

在 PLC 程序內(nèi)部要對相應(yīng)的信號進(jìn)行比較、運算時，常需將該信號轉(zhuǎn)換成實際物理值（對應(yīng)于傳感器的量程）。而經(jīng)程序運算后得到的結(jié)果要先轉(zhuǎn)換成與實際工程量對應(yīng)的整形數(shù)，再經(jīng)模擬量輸出模板轉(zhuǎn)換成電壓、電流信號去控制現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這樣就需要在程序中調(diào)用功能塊完成量程轉(zhuǎn)換。

如一個壓力調(diào)節(jié)回路中，壓力變送器輸出 4-20mA DC 信號到 SM331 模擬量輸入模板，SM331 模板將該信號轉(zhuǎn)換成 0-27648 的整形數(shù)，然后在程序中要調(diào)用 FC105 將該值轉(zhuǎn)換成 0-10.0（MPa）的工程量（實數(shù)），經(jīng) PID 運算后得到的結(jié)果仍為實數(shù)，要用FC106 轉(zhuǎn)換為對應(yīng)閥門開度 0-*的整形數(shù) 0-27648 后，經(jīng) SM332 模擬量輸出模板輸出 4-20mA DC 信號到調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

二、S7-300、400 PLC 模擬量輸入、輸出模板

1、需要使用的模板

西門子 S7-300、400 PLC 進(jìn)行模擬量輸入、輸出需要使用的模板。

S7-300 系列 PLC：SM331 系列模擬量輸入模板；SM332 系列模擬量輸出模板；SM334、335系列模擬量輸入、輸出模板。

S7-400 系列 PLC：SM431 系列模擬量輸入模板；SM432 模擬量輸出模板。

2、涉及的信號類型：電壓，電流，溫度，電阻

三、STEP 7 中模擬量輸入、輸出的編程

1、FC105、FC106 在哪里

在編程界面下，在 Program elements 中的 Libraries 下的 Standard Library 下的 TI-S7 Converting Blocks 中就可以找到，見下圖：

注意：請不要使用 S5-S7 Converting Blocks 下的 FC105, FC106，該路徑下的功能是用于S5輸入輸出模板的，在 S7 輸入輸出模板上無法使用。

2、FC105、FC106 功能描述

在編程界面下選中該功能塊，按一下計算機(jī)鍵盤上的 F1 功能鍵，即可打開關(guān)于該功能塊的在線幫助，包括該功能塊的功能，管腳參數(shù)定義、例子程序等。建議用戶使用 STEP 7 在線幫助，可以提供全面的編程幫助。

FC105 功能描述

SCALE（FC105）功能將一個整形數(shù) INTEGER（IN）轉(zhuǎn)換成上限、下限之間的實際的工程值(LO_LIM and HI_LIM)，結(jié)果寫到 OUT。公式如下：

OUT = [ ((FLOAT (IN) – K1)/(K2–K1)) * (HI_LIM–LO_LIM)] + LO_LIM，常數(shù) K1 和 K2 的值取決于輸入值（IN）是雙極性 BIPOLAR 還是單極性 UNIPOLAR。

雙極性 BIPOLAR：即輸入的整形數(shù)為 –27648 到 27648，此時 K1 = –27648.0 ， K2 =+27648.0

單極性 UNIPOLAR：即輸入的整形數(shù)為 0 到 27648，此時 K1 = 0.0 ， K2=+27648.0

如果輸入的整形數(shù)大于 K2，輸出 (OUT) 限位到 HI_LIM, 并返回錯誤代碼。如果輸入的整形數(shù)小于K1，輸出限位到 LO_LIM，并返回錯誤代碼。反向定標(biāo)的實現(xiàn)是通過定義 LO_LIM > HI_LIM 來實現(xiàn)的。反向定標(biāo)后的輸出值隨著輸入值的增大而減小。

FC106 功能描述

UNSCALE（FC106）功能將一個實數(shù) REAL (IN) 轉(zhuǎn)換成上限、下限之間的實際的工程值(LO_LIM and HI_LIM)，數(shù)據(jù)類型為整形數(shù)。結(jié)果寫到 OUT。公式如下：

OUT = [ ((IN–LO_LIM)/(HI_LIM–LO_LIM)) * (K2–K1) ] + K1

常數(shù) K1 和 K2 的值取決于輸入值（IN）是雙極性 BIPOLAR 還是單極性 UNIPOLAR。

雙極性 BIPOLAR：即輸出的整形數(shù)為 –27648 到 27648，此時 K1 = –27648.0 ， K2 =+27648.0

單極性 UNIPOLAR：即輸出的整形數(shù)為 0 到 27648，此時 K1 = 0.0 ， K2=+27648.0

如果輸入值在下限 LO_LIM 和上限 HI_LIM 的范圍以外，輸出 (OUT) 限位到與其相近的上限或下限值（視其單極性 UNIPOLAR 或雙極性 BIPOLAR 而定），并返回錯誤代碼。

3、FC105、FC106 參數(shù)定義

FC105 的參數(shù)定義

錯誤信息：

如輸入的整形數(shù)大于 K2，則輸出(OUT) 限位到 HI_LIM，并返回錯誤值。如輸入的整形數(shù)小于K1，輸出限位到 LO_LIM，并返回錯誤值。ENO 端的信號狀態(tài)置為 0 且返回值RET_VAL 為W#16#0008。

FC106 的參數(shù)定義

錯誤信息：

如果輸入值在下限 LO_LIM 和上限 HI_LIM 的范圍以外，輸出 (OUT) 限位到與其相近的上限或下限值（視其單極性 UNIPOLAR 或雙極性 BIPOLAR 而定），并返回錯誤代碼。ENO 端的信號狀態(tài)置為 0 且返回值 RET_VAL 為 W#16#0008。

4、FC105和FC106例子程序

FC105例子程序

如輸入 I0.0 為 1，SCALE 功能被執(zhí)行。下面的例子中，整形數(shù) 22 將被轉(zhuǎn)換成 0.0 到 100.0 的實數(shù)并寫到 OUT。輸入是雙極性 BIPOLAR，用 I2.0 來設(shè)置。

FC106例子程序

如輸入 I0.0 為 1，UNSCALE 功能被執(zhí)行。下面的例子中，實數(shù) 50.03978588 將被轉(zhuǎn)換成 0.0到100.0 的工程量，再轉(zhuǎn)換成整形數(shù)并寫到 OUT。輸入是雙極性 BIPOLAR，用I2.0 來設(shè)置。

注意：通常在一個項目都有不只一個模擬量需要轉(zhuǎn)換，F(xiàn)C105 和 FC106 在程序中都可多次調(diào)用，調(diào)用的方法同上述例子程序。