西門(mén)子數(shù)字量AI擴(kuò)展模塊SM1231

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出模塊進(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 0~200，變送器輸出信號(hào)為 4～20mA；

（ 2）、測(cè)溫范圍為 0~200，變送器輸出信號(hào)為 0～5V；

（ 3）、測(cè)溫范圍為－100 ~500，變送器輸出信號(hào)為4～20mA；

（ 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0～20ma電流信號(hào),20mA對(duì)應(yīng)數(shù)字量 =32000，4mA對(duì)應(yīng)數(shù)字量 =6400 ；

對(duì)于（ 2）傳感變送器用的模塊，其模擬量輸入設(shè)置為 0～ 5V 電壓信號(hào)， 5V 對(duì)應(yīng)數(shù)字量=32000，0V 對(duì)應(yīng)數(shù)字量 =0；

這3種傳感変送器的轉(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：

上面推導(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

通常輸出4～20mA 電流信號(hào)的傳感變送器，對(duì)外輸出只有+、- 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4～20mA 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，其A+與A-為A/D轉(zhuǎn)換器的+ - 輸入端， RA與 A-之間并接250 Ω標(biāo)準(zhǔn)電阻。A/D 轉(zhuǎn)換器是正邏輯電路，它的輸入是 0～5V 電壓信號(hào)，A-為公共端，與 PLC 的24V 電源的負(fù)極相連。

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 4～20m

A電流由RA 流入250 Ω 標(biāo)準(zhǔn)電阻產(chǎn)生 0～5V 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 0～ 5V 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：

該梯形圖是第（1）種溫度傳感變送器 （測(cè)溫：0～ 200 ，輸出：4～20mA） 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：0～ 0.1Mpa, 輸出：4～ 20ma ）按公式（2-1）

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。