【精品】西门子plc梯形图200通过模拟量输出控制变频器梯形

零基础学习PLC入门，6个指令完成模拟量程序梯形图（附程序）这一节讲述4-20mA的模拟量信号进入西门子S7-200PLC以后，PLC怎样通过程序把它变成我们想要的实际数值。

虽然这节讲的是西门子PLC的模拟量处理程序，但道理都是一样的，你只要把程序的原理弄明白了，在其他品牌的PLC上应用也是一样的，不管是三菱的还是施耐德的都一样。

所以文章最后我会附上本节所讲的程序的下载方法，有需要的朋友可以自己下载研究。

通过上一节的学习我们知道，模拟量其实就是一个在一定数字范围内连续变化的数值。

这个数字范围绝大多数都是用4-20mA这个电流信号作为标准范围，至于为什么这样用，上一节已经讲的很清楚了，这里不再重复。

接下来看图1。

图1，的左边是一个量程范围为0-10kpa的压力变送器，它的输出电流就是0-10kpa对应4-20mA，所以压力在5kpa时对应的电流就是12mA，我们只要在电路中串联一个数字万用表就能看到电流的读数，然后我们通过这个读数，拿一个计算器通过加减乘除就能算出实际的压力是5kpa。

这就是手动的算法，如果用这种算法去算实际压力值，简直就是太老土了。

这些活只要交给PLC去干就行了，你只要把程序写好PLC就会不知疲倦的去算还不会出错，我们腾出时间看点自己想看的片片多好呢。

那怎么让PLC去算呢？很简单，我们只要做两件事就可以了。

第一，硬件部分，看图1的右边，我们只要在原来接数字万用表的地方，接一个PLC的模拟量输入模块就行了，你没看错，原理就是这样的。

它实际的接线图就是下面的图2。

在图2我们看到压力变送器和PLC的模拟量模块串联在一起，模拟量模块把接收到的4-20mA电流信号经过处理传送给PLC，这样PLC就能通过程序计算出实际的压力值了。

它的内部处理过程如下。

图3，是模拟量信号在PLC内部的处理过程和工作原理，只要能看明白这张图，我下面讲程序时你就能很容易理解了。

其实模拟量模块内部和压力变送器内部一样，都是有一块电路板。

黑龙江科技大学实验报告所属课程名称班级学号姓名成绩电机正转时反转按钮SB2是不起做用的；在电机反转时正转按钮SB1是不起作用的；当按下停止按钮SB3时电机正反转运行停止工作。

2. 西门子S7-200 PLC对电机星形-三角形启动的控制。

启动：按启动按钮SB1，I0.0的动合触点闭合，M20.0线圈得电，M20.0的动合触点闭合，同时Q0.0线圈得电，即接触器KM1的线圈得电，1S后Q0.3线圈得电，即接触器KM3的线圈得电，电动机作星形连接启动；6S后Q0.3的线圈失电，0.5S后Q0.2线圈得电，电动机转为三角形运行方式，按下停止按钮SB3电机停止运行。

二、系统输入输出分配表电机控制输入输出接口接线端子如表2所示。

表2 I/O口的接线表输入接口输出接口PLC端面板接口注释PLC端面板接口注释I0.0 SB1 停止电机M1 Q0.0 KM1 控制电机M1 I0.1 SB2 启动电机M1 Q0.1 KM3 控制电机M2 I0.2 SB3 停止电机M2 Q0.2 KMY M2三角形连接I0.3 SB4 启动电机M2I0.4 FR1 电机M1过载保护I0.5 FR2 电机M2过载保护实验3：一、控制要求启动机器后，将工件由A工作台搬往B工作台，运动形式为垂直/水平移动的机械手设备动作示意图。

上升/下降和左行/右行的执行机构采用双线圈的两位电磁阀推动气缸来完成。

当某一线圈失电，机械所处位置一直保持到相反动作的线圈得电为止。

夹紧/放松用单线圈两位电磁阀推动气缸完成，线圈得电夹紧，线圈失电则放松。

第一步是下降。

第二步是抓紧工件。

第三步上升。

第四步是右移。

第五步是再次下降。

第六步是放松工件。

第七步是再次上升。

第八步是左移。

第八步结束。

将触摸屏接入系统中，将计算机和触摸屏按照步骤设置完成以后，通过Wincc flexible 2007和PC/PPI电缆和网线将触摸屏smart700和电脑相连接并通过触摸屏能够更加简单明了的控制机械手的运转，使机械手更好的完成我们需要它为我们完成的任务。

对输入、输出模拟量的PLC 编程的探讨及编程实例解析3134 人阅读| 4条评论发布于：2011-12-29 9:03:42对于初学PLC 编程的人来说，模拟量输入、输出模块的编程要比用位变量进行一般的程序控制难的多，因为它不仅仅是程序编程，而且还涉及到模拟量的转换公式推导与使用的问题。

不同的传感变送器，通过不同的模拟量输入输出模块进行转换，其转换公式是不一样的，如果选用的转换公式不对，编出的程序肯定是错误的。

比如有3个温度传感变送器：（1）、测温范围为0~200 ，变送器输出信号为4～20ma（2）、测温范围为0~200 ，变送器输出信号为0～5V（3）、测温范围为－100 ~500 ，变送器输出信号为4～20ma（1）和（2）二个温度传感变送器，测温范围一样，但输出信号不同，（1）和（3）传感变送器输出信号一样，但测温范围不同，这3个传感变送器既使选用相同的模拟量输入模块，其转换公式也是各不相同。

一、转换公式的推导下面选用S7-200 的模拟量输入输出模块EM235 的参数为依据对上述的3个温度传感器进行转换公式的推导：对于（1）和（3）传感变送器所用的模块，其模拟量输入设置为0～20ma 电流信号,20ma 对应数子量=32000 ，4 ma 对应数字量=6400 ；对于（2）传感变送器用的模块，其模拟量输入设置为0～5V 电压信号，5V 对应数字量=32000 ，0V 对应数字量=0 ；这3种传感変送器的转换公式该如何推导的呢？这要借助与数学知识帮助，请见下图：上面推导出的（2-1 ）、（2-2 ）、（2-3 ）三式就是对应（1）、（2）、（3）三种温度传感变送器经过模块转换成数字量后再换算为被测量的转换公式。

编程者依据正确的转换公式进行编程，就会获得满意的效果。

二、变送器与模块的连接通常输出4～20ma 电流信号的传感变送器，对外输出只有+、- 二根连线，它需要外接24V 电源电压才能工作，如将它的+ 、- 二根连线分别与24V 电源的正负极相连，在被测量正常变化范围内，此回路将产生4～20ma 电流，见下左图。

FX2N-2DA型的模拟量输出模块用于将12位数字值转换为2点模拟量输出（电压输出和电流输出）请参考下面这篇论文,有2DA的应用:PLC模拟量控制在变频调速的应用1、引言近年来可编程序控制器(PLC)以及变频调速技术日益发展，性能价格比日益提高，并在机械、冶金、制造、化工、纺织等领域得以普及和应用。

为满足温度、速度、流量等工艺变量的控制要求，常常要对这些模拟量进行控制，PLC模拟量控制模块的使用也日益广泛。

通常情况下，变频器的速度调节可采用键盘调节或电位器调节方式，但是，在速度要求根据工艺而变化时，仅利用上述两种方式则不能满足生产控制要求，因此，我们须利用PLC灵活编程及控制的功能，实现速度因工艺而变化，从而保证产品的合格率。

2、变频器简介交流电动机的转速n公式为：式中:f—频率;p—极对数;s—转差率(0～3%或0～6%)。

由转速公式可见，改变三相异步电动机电源频率，可以改变旋转磁通势的同步转速，达到调速的目的。

额定频率称为基频，变频调速时，可以从基频向上调(恒功率调速)，也可以从基频向下调(恒转距调速)。

因此变频调速方式，比改变极对数p和转差率s两个参数简单得多。

同时还具有很好的性价比、操作方便、机械特性较硬、静差率小、转速稳定性好、调速范围广等优点，因此变频调速方式拥有广阔的发展前景。

3、PLC模拟量控制在变频调速的应用PLC包括许多的特殊功能模块，而模拟量模块则是其中的一种。

它包括数模转换模块和模数转换模块。

例如数模转换模块可将一定的数字量转换成对应的模拟量(电压或电流)输出，这种转换具有较高的精度。

在设计一个控制系统或对一个已有的设备进行改造时，常常会需要对电机的速度进行控制，利用PLC的模拟量控制模块的输出来对变频器实现速度控制则是一个经济而又简便的方法。

下面以三菱FX2N系列PLC为例进行说明。

同时选择FX2N-2DA模拟量模块作为对变频器进行速度控制的控制信号输出。

如图1所示，控制系统采用具有两路模拟量输出的模块对两个变频器进行速度控制。

西门子S7-200PLC模拟量问题1:S7-200模拟量输入模块（EM231，EM235）如何寻址?回答: 模拟量输入和输出为一个字长,所以地址必须从偶数字节开始, 精度为12位，模拟量值为0-32000的数值。

格式: AIW[起始字节地址] AIW6 ;AQW[起始字节地址] AQW0每个模拟量输入模块，按模块的先后顺序地址为固定的，顺序向后排。

例: AIW0 AIW2 AIW4 AIW6每个模拟量输出模块占两个通道，即使第一个模块只有一个输出AQW0 (EM235只有一个模拟量输出), 第二个模块模拟量输出地址也应从AQW4开始寻址，依此类推。

(注: 每一模块的起始地址都可在step7 micro/win 中Plc/Inf ormation里在线读到)。

问题2:如何将传感器连接到S7-200 模拟量输入模块（EM231，EM23 5）以及有哪些注意事项？回答:模拟量输入模块可以通过拨码开关设置为不同的测量方法。

开关的设置应用于整个模块，一个模块只能设置为一种测量范围。

(注:开关设置只有在重新上电后才能生效)输入阻抗与连接有关：电压测量时，输入是高阻抗为10 MOhm ；电流测量时，需要将Rx 和x 短接，阻抗降到250 Ohm 。

注意:为避免共模电压，须将M端与所有信号负端连接, 未连接传感器的通道要短接, 如下列各图。

下列各图是各种传感器连接到S7-200 模拟量输入模块的示例图1: 4线制-外供电-测量图2: 2线制-测量为了防止模拟量模块短路，可以串入传感器一个750 Ohm电阻。

它将串接在内部250 Ohm电阻上并保证电流在32 m A以下。

图3: 电压测量注意:如果你使用一个4-20mA 传感器, 测量值必须通过编程进行相应的转换.输入转换: X=32000 *(AIWx –6400) /(32000 –6400)PLC输出转换: Y=计算值*(32000 –6400)/32000 + 6400问题3:为什么使用S7-200 模拟量输入模块时接收到一个变动很大的不稳定的值？回答:1.你可能使用了一个自供电或隔离的传感器电源，两个电源没有彼此连接。

摘要：介绍S7-200 PLC在水处理设备给粉机上的应用，并重点介绍模拟量的处理。

以及模拟量的稳定和抗干扰问题。

关键词：可编程控制器；给粉机；模拟量处理一、引言给粉机是一种机、电、水、气一体化粉（粒）料定量分切式全自动加药装置，它是现代科技发展新兴的一种技术产品。

为达到全自动运转，采用了PLC控制，通过检测稀释罐中的液位高低来控制给粉机的工作，还控制计量泵将稀释罐中的液体药液送到凝集罐中，凝集罐中已有液体是来自高速过滤器的反冲洗水，药液使该反冲洗水的悬浮物凝集成大块状絮凝物以便进行下一步的水处理工作。

二、控制内容和要求控制内容和要求取决于工艺要求、资源、及可操作性等。

给粉机涉及到的工艺流程如图1所示，首先将粉状凝集助剂倒入料斗，给粉机工作时，通过粉位计检测料斗中是否有料，如果有料，先将干燥空气经气源三联件和气阀吹入出料口，延迟一段时间后，打开淋水器侧的水电磁阀，为送料作好准备，再延迟一段时间，启动给粉机运行。

此时，给粉机将药液定量的连续的注进稀释罐，在稀释罐中，有搅拌机不停的搅拌，搅拌均匀后待用。

使用药液时，用计量泵来运送，从稀释罐中注入到凝集罐一类的设备中。

给粉机、水阀、气阀、搅拌机、计量泵的工作状况都与稀释罐中的液位密切相关，一般讲，液位控制采用电极式的开关量信号，将有关的4个位置的液位信号送到PLC中参与控制。

但当用户的液位检测装置是液位变送器时，就需采用模拟量模块，稀释罐中的液位是通过液位变送器来检测的，对应一定的液位，送出4-20mA电流信号（4-20mA对应着液位高度0-1M）。

∙液位距池底为120mm时，为L2液位，低于L2液位时，报警，不能启动计量泵。

∙液位距池底为120mm时，为L1液位，液位低于L1时要启动气阀、水阀、给粉机，当给粉机运行时，搅拌机也要运行。

给粉机停止时，搅拌机也停止。

∙液位距池底为750mm时，为H1液位，高于H1液位，给粉机停。

∙液位距池底为850mm时，为H2液位，高于H2液位时，报警。

西门子S7-200模拟量编程本文以EM235为例讲解S7-200模拟量编程，主要包括以下内容：1、模拟量扩展模块接线图及模块设置2、模拟量扩展模块的寻址3、模拟量值和A/D转换值的转换4、编程实例模拟量扩展模块接线图及模块设置EM235是最常用的模拟量扩展模块，它实现了4路模拟量输入和1路模拟量输出功能。

下面以EM235为例讲解模拟量扩展模块接线图，如图1。

图1图1演示了模拟量扩展模块的接线方法，对于电压信号，按正、负极直接接入X＋和X－；对于电流信号，将RX和X＋短接后接入电流输入信号的“＋”端；未连接传感器的通道要将X＋和X－短接。

对于某一模块，只能将输入端同时设置为一种量程和格式，即相同的输入量程和分辨率。

（后面将详细介绍）量的单/双极性、增益和衰减。

时，模拟量输入为单极性输入，SW6为OFF时，模拟量输入为双极性输入。

SW4和SW5决定输入模拟量的增益选择，而SW1，SW2，SW3共同决定了模拟量的衰减选择。

6个DIP开关决定了所有的输入设置。

也就是说开关的设置应用于整个模块，开关设置也只有在重新上电后才能生效。

输入校准模拟量输入模块使用前应进行输入校准。

其实出厂前已经进行了输入校准，如果OFFSET和GAIN电位器已被重新调整，需要重新进行输入校准。

其步骤如下：A、切断模块电源，选择需要的输入范围。

B、接通CPU和模块电源，使模块稳定15分钟。

C、用一个变送器，一个电压源或一个电流源，将零值信号加到一个输入端。

D、读取适当的输入通道在CPU中的测量值。

E、调节OFFSET（偏置）电位计，直到读数为零，或所需要的数字数据值。

F、将一个满刻度值信号接到输入端子中的一个，读出送到CPU的值。

G、调节GAIN（增益）电位计，直到读数为32000或所需要的数字数据值。

H、必要时，重复偏置和增益校准过程。

EM235输入数据字格式下图给出了12位数据值在CPU的模拟量输入字中的位置图2可见，模拟量到数字量转换器（ADC）的12位读数是左对齐的。

西门子变频器常用功能参数之如何用模拟量控制变频器输出频率1、面板启停，AI1模拟量输入端给定频率。

参数设置： P0700(0)=1；面板启停P1000(0)=2；模拟量输入端给定频率P1070(0)=755.0；主设定品来源选定AI1给定。

P0756(0)=0；AI1 0~10V电压输入这里需要注意的是有的变频器的电流/电压模拟量输入由硬件开关和软件参数一同设定，并且要求保持一致。

2、端子启停，AI2模拟量输入端给定频率参数设置： P0700(0)=2；端子启停。

P1000(0)=7；AI2模拟量输入端给定频率。

P0756(0)=0；AI2端选定0~10V电压输入。

P701(0)=1；正转启停ON/OFF1。

P702(0)=2；反转启停ON/OFF1。

要注意的是：正转运行时，停止到0后，再接通反转开关，才能反转运行，这里正反转启停信号是发一个脉冲信号，当正转时，按下反转按钮是不起作用的。

当然也可以通过将P1000(0)=2；模拟量输入；P1070(0)=755.1；AI2频率给定。

3、端子启停，AI2(AI1)端输入频率与面板启停，面板调速一同切换功能。

4、模拟量标定出厂值说明。

从上图可以清晰看到：P0756(0)=0,1；AI1端0~10V电压输入P0757(0)=0；AI1端0VP0758(0)=0；AI1端对应频率0HzP0759(0)=10；AI1端10VP0760(0)=100%；AI1端对应频100%（100%对应的P2000的参数）P2000(0)=50Hz；基准频率50HzP0761(0)=0；死区宽度为0V当AI1输入端采用4~20mA输入时，从上图可以看出：P0756(0)=2,3；AI端0~20mA电流输入。

P0757(0)=4；AI1端4mAP0758(0)=0；AI1端对应频率0%P0759(0)=20；AI1端20mAP0760(0)=100%；AI1端对应频100%（100%对应的P2000的参数）P0761(0)=4；死区宽度为4mA上面都用到P0761(0)这个参数（死区宽度）,下面举个例子来说明假设AI1的电压输入为2~10V，对应输出频率为0~50Hz。