模拟量输入-输出系统PPT[详细]

时间：二O二一年七月二十九日

时间：二O二一年七月二十九日 对输入、输出模拟量的PLC编程的探讨及编程实例解析之蔡仲巾千创作

时间：二O二一年七月二十九日

对初学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法式控制难的多,因为它不单仅是法式编程,而且还涉及到模拟量的转换公式推导与使用的问题.分歧的传感变送器,通过分歧的模拟量输入输出模块进行转换,其转换公式是纷歧样的,如果选用的转换公式分歧毛病,编出的法式肯定是毛病的.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,但输出信号分歧,（1）和(3)传感变送器输出信号一样,但测温范围分歧,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(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； 时间：二O二一年七月二十九日

时间：二O二一年七月二十九日 对（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手,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丈量的转换公式.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电源电压才华工作,如将它的+、- 二根连线分别与24V电源的正负极相连,在被丈量正常变动范围内,此回路将发生4～20ma电流,见下左图.下右图粉色虚线框内为EM235 模块第一路模拟输入的框图,它有3个输入端,其A+与A-为A/D转换器的+ - 输入端,RA与A-之间并接250Ω标准电阻.A/D转换器是正逻辑电路,它的输入是0～5V电压信号,A-为公共端,与PLC的24V电源的负极相连.

项目六 模拟量输入输出设计与实现

课时（学时） 8学时

终极目标 1.能完成单片机与ADC0808/ADC0809模/数转换芯片、DAC0832数/模转换芯片的电路和C语言程序设计；

2.掌握ADC0808/ADC0809、DAC0832与单片机的连接及编程技能。

促成目标 1.掌握A/D、D/A转换的概念；

2.掌握ADC0808/ADC0809、DAC0832的功能及应用；

3.掌握ADC0808/ADC0809、DAC0832与单片机的连接及编程；

4.掌握ADC0808/ADC0809、DAC0832典型应用的技能；

5.掌握结构体数组应用。

教学重点 1.ADC0808/ADC0809、DAC0832的功能及应用；

2.ADC0808/ADC0809、DAC0832与单片机的连接及编程；

3.C语言结构体类型；

4.数字电压表设计与实现。

教学难点 1. ADC0808/ADC0809工作过程及编程方法；

2. 数字电压表设计与实现；

3. 信号发生器设计与实现。

教学内容 一、工作模块15 模数转换LED显示

1. 模拟量输入输出概述；

2. 模数转换LED显示电路；

3. 模数转换LED显示程序。

二、ADC0808/ADC0809模数转换器

1. 认识ADC0808/ADC0809模数转换器；

2. ADC0808/ADC0809结构及引脚；

3. ADC0808/ADC0809工作过程及编程方法。

三、工作模块16 数字电压表设计与实现

1. 数字电压表电路设计；

2. 数字电压表程序设计；

3. C语言结构体类型；

4. 结构体数组。

四、工作模块17 信号发生器设计与实现

1.认识DAC0832数模转换器 ；

2.信号发生器电路设计 ；

3.信号发生器程序设计 。

教学手段 多媒体演示及实训练习相结合

教学方法

设 计 1.项目驱动

2.教学做一体

什么是模拟量,模拟量输出,模拟量输⼊

模拟量是什么?

模拟量是指⼀些连续变化的物理量，如电压、电流、压⼒、速度、流量等信号量，模拟量是指幅度连续变化的信号量，⼀般为0~10V电压和4~20mA电流，可采⽤PLC的模拟量模块进⾏数据采集，它通过采样和量化后可转换成数字量。谈到模拟量，不得不提AI和AO，下⾯来解释⼀下这两个概念。

对AI和AO的解释。

AI信号：即。

我们所说的模拟量，就是4-20mA或0-10V的电流或电压信号，被输⼊DCS后，被转换为原始值，例如，将电流值显⽰在DCS上;电流互感器⼆次值(5A)由电流变送器转换为4-20mA信号(5A对应20mA)，被输⼊DCS箱内，经转换后，显⽰在DCS上的实际电流值。

AO信号：模拟量的输出。

与AI相反，AO是DCS输出4-20mA或0-10V信号来控制设备的运⾏参数;例如，以40HZ为例，DCS通过远程DCS来控制，认为给定参数值：40HZ,DCS同样发出相应的模拟量电流值，在4-20mA范围内(20mA对应50HZ)，信号传给控制器，控制器按要求在40HZ运⾏。

实验5 模拟量输入输出实验

1、 实验目的

2、 实验内容

利用PLC的EM235模拟量扩展单元进行模拟量输入输出实验，用“PLC模拟量指示调节单元”上的“电压电流源”提供模拟输入电压，从模拟量输入通道AIW0输入，再将A/D的结果送到模拟量输出通道AQW0输出。设计记录表格，记录对应的输入/输出数据。

3、 实验步骤

1） 将24V电源与“PLC模拟量指示调节单元”上的24V电压输入插孔相连（注意不能接

错极性）。

2） 把模拟输入电压接到A/D输入的AIW0通道：即将“电压电流源”的VO跟A+相连，A-跟24V电源负端连接。

3） 用电压/电流表监视模拟输入电压的大小：把电压/电流表的电压输入端（标有0—10V）的插孔与VO连接，电压/电流表的负端（标有“O”）与24V电源负端连接。

4） 用另一电压/电流表监视模拟输出电压的大小：将D/A输出的VO端接电压/电流表的电压输入端，MO 接电压/电流表的负端（标有“O”）。

5） 编译运行程序，模拟输入电压从0V开始，每次改变2V，改变到10V止，记录实验结果。

4、实验说明

每5秒读入一次A/D转换值，输入两次后，再求平均值，作为A/D转换结果，并从D/A通道输出。

5、EM235的接线端子

EM235是SIEMENS S7-200的模拟量扩展模块，4输入/1输出×12位 EM235的接线端子如下图。

EM235的输入数据字格式：

EM235的输出数据字格式