2024年5月28日发(作者：邢馨逸)
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索 - 百度文库
PlC
模拟量标度转化原理
信号的变换需要经过以下过程：物理量－传感器信号－标准电信号－
A/D
转换－数值显示。
声明：为简单起见，我们在此讨论的是线性的信号变换。同时略过传感器的信号变换过程。
假定物理量为
A
，范围即为
A0
－
Am
，实时物理量为
X
；标准电信号是
B0
－
Bm
，实时电信
号为
Y
；
A/D
转换数值为
C0-Cm
，实时数值为
Z
。
如此，
B0
对应于
A0
，
Bm
对应于
Am
，
Y
对应于
X
，及
Y=f(X)
。由于是线性关系，得出方
程式为
Y=(Bm-B0)*(X-A0)/(Am-A0)+B0
。又由于是线性关系，经过
A/D
转换后的数学方程
Z=f(X)
可以表示为
Z=(Cm-C0)*(X-A0)/(Am-A0)+C0
。那么就很容易得出逆变换的数学方程
为
X=(Am-A0)*(Z-C0)/(Cm-C0)+A0
。方程中计算出来的
X
就可以在显示器上直接表达为被
检测的物理量。
5
、
PLC
中逆变换的计算方法
以
S7-200
和
4
－
20mA
为例，经
A/D
转换后，我们得到的数值是
6400
－
32000
，及
C0=6400
，
Cm=32000
。于是，
X=(Am-A0)*(Z-6400)/(32000-6400)+A0
。
例如某温度传感器和变送器检测的是
-10
－
60
℃
，用上述的方程表达为
X=70*(Z-6400)/25600-10
。经过
PLC
的数学运算指令计算后，
HMI
可以从结果寄存器中读
取并直接显示为工程量。
用同样的原理，我们可以在
HMI
上输入工程量，然后由软件转换成控制系统使用的标准化
数值。
在
S7-200
中，
(Z-6400)/25600
的计算结果是非常重要的数值。这是一个
0
－
1.0
（
100
％）的
实数，可以直接送到
PID
指令（不是指令向导）的检测值输入端。
PID
指令输出的也是
0
－
1.0
的实数，通过前面的计算式的反计算，可以转换成
6400
－
32000
，送到
D/A
端口变成
4
－
20mA
输出。
1.
自己写转换程序。
2.
需要注意你的模拟量是单极性的还是双极性的。
函数关系
A
＝
f
（
D
）可以表示为数学方程：
A
＝（
D
－
D0
）
×
（
Am
－
A0
）／（
Dm
－
D0
）＋
A0
。
根据该方程式，可以方便地根据
D
值计算出
A
值。将该方程式逆变换，得出函数关系
D
＝
f
（
A
）可以表示为数学方程：
D
＝（
A
－
A0
）
×
（
Dm
－
D0
）／（
Am
－
A0
）＋
D0
。
具体举一个实例，以
S7-200
和
4
—
20mA
为例，经
A/D
转换后，我们得到的数值是
6400
—
32000
，即
A0
＝
4
，
Am
＝
20
，
D0
＝
6400
，
Dm
＝
32000
，代入公式，得出：
A
＝（
D
－
6400
）
×
（
20
－
4
）／（
32000
－
6400
）＋
4
1
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索 - 百度文库
16
／假设该模拟量与
AIW0
对应，则当
AIW0
的值为
12800
时，相应的模拟电信号是
6400
×
25600
＋
4
＝
8mA
。
又如，某温度传感器，－
10
—
60
℃
与
4
—
20mA
相对应，以
T
表示温度值，
AIW0
为
PLC
模
拟量采样值，则根据上式直接代入得出：
T=70
×
（
AIW0
－
6400
）／
25600
－
10
可以用
T
直接显示温度值。
模拟量值和
A/D
转换值的转换理解起来比较困难，该段多读几遍，结合所举例子，就会理
解。
西门子
200
的模拟量转换与写法
模拟量值和
A/D
转换值的转换
假设模拟量的标准电信号是
A0
—
Am
（如：
4
—
20mA
），
A/D
转换后数值为
D0
—
Dm
（如：
6400
—
32000
），设模拟量的标准电信号是
A
，
A/D
转换后的相应数值为
D
，由于是线性关
系，函数关系
A
＝
f
（
D
）可以表示为数学方程：
A
＝（
D
－
D0
）
×
（
Am
－
A0
）／（
Dm
－
D0
）＋
A0
。
根据该方程式，可以方便地根据
D
值计算出
A
值。将该方程式逆变换，得出函数关系
D
＝
f
（
A
）可以表示为数学方程：
D
＝（
A
－
A0
）
×
（
Dm
－
D0
）／（
Am
－
A0
）＋
D0
。
具体举一个实例，以
S7-200
和
4
—
20mA
为例，经
A/D
转换后，我们得到的数值是
6400
—
32000
，即
A0
＝
4
，
Am
＝
20
，
D0
＝
6400
，
Dm
＝
32000
，代入公式，得出：
A
＝（
D
－
6400
）
×
（
20
－
4
）／（
32000
－
6400
）＋
4
假设该模拟量与
AIW0
对应，则当
AIW0
的值为
12800
时，相应的模拟电信号是
6400
×
16
／
25600
＋
4
＝
8mA
。
又如，某温度传感器，－
10
—
60
℃与
4
—
20mA
相对应，以
T
表示温度值，
AIW0
为
PLC
模拟量采样值，则根据上式直接代入得出：
T=70
×
（
AIW0
－
6400
）／
25600
－
10
可以用
T
直接显示温度值。
模拟量值和
A/D
转换值的转换理解起来比较困难，该段多读几遍，结合所举例子，就会
理解。为了让您方便地理解，我们再举一个例子：
某压力变送器，当压力达到满量程
5MPa
时，压力变送器的输出电流是
20mA
，
AIW0
的数
值是
32000
。可见，每毫安对应的
A/D
值为
32000/20
，测得当压力为
0.1MPa
时，压力变送
4
＝
6400
。由此得出，
AIW0
的数值转换为实际器的电流应为
4mA
，
A/D
值为（
32000/20
）
×
压力值（单位为
KPa
）的计算公式为：
VW0
的值＝
(AIW0
的值－
6400)(5000
－
100)/(32000
－
6400)
＋
100
（单位：
KPa
）
编程实例：您可以组建一个小的实例系统演示模拟量编程。本实例的的
CPU
是
CPU222
，仅带一个模拟量扩展模块
EM235
，该模块的第一个通道连接一块带
4
—
20mA
变
送输出的温度显示仪表，该仪表的量程设置为
0
—
100
度，即
0
度时输出
4mA
，
100
度时输出
20mA
。温度显示仪表的铂电阻输入端接入一个
220
欧姆可调电位器，简单编程如下：
LD
SM0.0
2
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MOVW
+14632, VW12
-I
+6400, VW12
MOVW
VW12, VW13
/I
+256, VW13
3
2024年5月28日发(作者：邢馨逸)
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索 - 百度文库
PlC
模拟量标度转化原理
信号的变换需要经过以下过程：物理量－传感器信号－标准电信号－
A/D
转换－数值显示。
声明：为简单起见，我们在此讨论的是线性的信号变换。同时略过传感器的信号变换过程。
假定物理量为
A
，范围即为
A0
－
Am
，实时物理量为
X
；标准电信号是
B0
－
Bm
，实时电信
号为
Y
；
A/D
转换数值为
C0-Cm
，实时数值为
Z
。
如此，
B0
对应于
A0
，
Bm
对应于
Am
，
Y
对应于
X
，及
Y=f(X)
。由于是线性关系，得出方
程式为
Y=(Bm-B0)*(X-A0)/(Am-A0)+B0
。又由于是线性关系，经过
A/D
转换后的数学方程
Z=f(X)
可以表示为
Z=(Cm-C0)*(X-A0)/(Am-A0)+C0
。那么就很容易得出逆变换的数学方程
为
X=(Am-A0)*(Z-C0)/(Cm-C0)+A0
。方程中计算出来的
X
就可以在显示器上直接表达为被
检测的物理量。
5
、
PLC
中逆变换的计算方法
以
S7-200
和
4
－
20mA
为例，经
A/D
转换后，我们得到的数值是
6400
－
32000
，及
C0=6400
，
Cm=32000
。于是，
X=(Am-A0)*(Z-6400)/(32000-6400)+A0
。
例如某温度传感器和变送器检测的是
-10
－
60
℃
，用上述的方程表达为
X=70*(Z-6400)/25600-10
。经过
PLC
的数学运算指令计算后，
HMI
可以从结果寄存器中读
取并直接显示为工程量。
用同样的原理，我们可以在
HMI
上输入工程量，然后由软件转换成控制系统使用的标准化
数值。
在
S7-200
中，
(Z-6400)/25600
的计算结果是非常重要的数值。这是一个
0
－
1.0
（
100
％）的
实数，可以直接送到
PID
指令（不是指令向导）的检测值输入端。
PID
指令输出的也是
0
－
1.0
的实数，通过前面的计算式的反计算，可以转换成
6400
－
32000
，送到
D/A
端口变成
4
－
20mA
输出。
1.
自己写转换程序。
2.
需要注意你的模拟量是单极性的还是双极性的。
函数关系
A
＝
f
（
D
）可以表示为数学方程：
A
＝（
D
－
D0
）
×
（
Am
－
A0
）／（
Dm
－
D0
）＋
A0
。
根据该方程式，可以方便地根据
D
值计算出
A
值。将该方程式逆变换，得出函数关系
D
＝
f
（
A
）可以表示为数学方程：
D
＝（
A
－
A0
）
×
（
Dm
－
D0
）／（
Am
－
A0
）＋
D0
。
具体举一个实例，以
S7-200
和
4
—
20mA
为例，经
A/D
转换后，我们得到的数值是
6400
—
32000
，即
A0
＝
4
，
Am
＝
20
，
D0
＝
6400
，
Dm
＝
32000
，代入公式，得出：
A
＝（
D
－
6400
）
×
（
20
－
4
）／（
32000
－
6400
）＋
4
1
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索 - 百度文库
16
／假设该模拟量与
AIW0
对应，则当
AIW0
的值为
12800
时，相应的模拟电信号是
6400
×
25600
＋
4
＝
8mA
。
又如，某温度传感器，－
10
—
60
℃
与
4
—
20mA
相对应，以
T
表示温度值，
AIW0
为
PLC
模
拟量采样值，则根据上式直接代入得出：
T=70
×
（
AIW0
－
6400
）／
25600
－
10
可以用
T
直接显示温度值。
模拟量值和
A/D
转换值的转换理解起来比较困难，该段多读几遍，结合所举例子，就会理
解。
西门子
200
的模拟量转换与写法
模拟量值和
A/D
转换值的转换
假设模拟量的标准电信号是
A0
—
Am
（如：
4
—
20mA
），
A/D
转换后数值为
D0
—
Dm
（如：
6400
—
32000
），设模拟量的标准电信号是
A
，
A/D
转换后的相应数值为
D
，由于是线性关
系，函数关系
A
＝
f
（
D
）可以表示为数学方程：
A
＝（
D
－
D0
）
×
（
Am
－
A0
）／（
Dm
－
D0
）＋
A0
。
根据该方程式，可以方便地根据
D
值计算出
A
值。将该方程式逆变换，得出函数关系
D
＝
f
（
A
）可以表示为数学方程：
D
＝（
A
－
A0
）
×
（
Dm
－
D0
）／（
Am
－
A0
）＋
D0
。
具体举一个实例，以
S7-200
和
4
—
20mA
为例，经
A/D
转换后，我们得到的数值是
6400
—
32000
，即
A0
＝
4
，
Am
＝
20
，
D0
＝
6400
，
Dm
＝
32000
，代入公式，得出：
A
＝（
D
－
6400
）
×
（
20
－
4
）／（
32000
－
6400
）＋
4
假设该模拟量与
AIW0
对应，则当
AIW0
的值为
12800
时，相应的模拟电信号是
6400
×
16
／
25600
＋
4
＝
8mA
。
又如，某温度传感器，－
10
—
60
℃与
4
—
20mA
相对应，以
T
表示温度值，
AIW0
为
PLC
模拟量采样值，则根据上式直接代入得出：
T=70
×
（
AIW0
－
6400
）／
25600
－
10
可以用
T
直接显示温度值。
模拟量值和
A/D
转换值的转换理解起来比较困难，该段多读几遍，结合所举例子，就会
理解。为了让您方便地理解，我们再举一个例子：
某压力变送器，当压力达到满量程
5MPa
时，压力变送器的输出电流是
20mA
，
AIW0
的数
值是
32000
。可见，每毫安对应的
A/D
值为
32000/20
，测得当压力为
0.1MPa
时，压力变送
4
＝
6400
。由此得出，
AIW0
的数值转换为实际器的电流应为
4mA
，
A/D
值为（
32000/20
）
×
压力值（单位为
KPa
）的计算公式为：
VW0
的值＝
(AIW0
的值－
6400)(5000
－
100)/(32000
－
6400)
＋
100
（单位：
KPa
）
编程实例：您可以组建一个小的实例系统演示模拟量编程。本实例的的
CPU
是
CPU222
，仅带一个模拟量扩展模块
EM235
，该模块的第一个通道连接一块带
4
—
20mA
变
送输出的温度显示仪表，该仪表的量程设置为
0
—
100
度，即
0
度时输出
4mA
，
100
度时输出
20mA
。温度显示仪表的铂电阻输入端接入一个
220
欧姆可调电位器，简单编程如下：
LD
SM0.0
2
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索 - 百度文库
MOVW
+14632, VW12
-I
+6400, VW12
MOVW
VW12, VW13
/I
+256, VW13
3