教你幾步搞定模擬量計算

發布日期：2021-09-30 17:46:36 來源：行業動態瀏覽量：次

假設模擬量的標準電信號是 A0—Am（如：4—20mA），A/D轉換后數值為D0—Dm（如：6400—32000），設模擬量的標準電信號是A，A/D轉換后的相應數值為D，由于是線性關系，函數關系

A＝f（D）可以表示為數學方程：

A＝（D－D0）×（Am－A0）／（Dm－D0）＋A0。

根據該方程式，可以方便地根據D值計算出A值。將該方程式逆換，得出函數關系D＝f（A）可以表示為數學方程：

D＝（A－A0）×（Dm－D0）／（Am－A0）＋D0。

具體舉一個實例，以S7-200和4—20mA為例，經A/D轉換后，我們得到的數值是 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

假設該模擬量與AIW0對應，則當AIW0的值為12800時，相應的模擬電信號是6400×16／25600＋4＝8mA。

又如，某溫度傳感器，－10—60℃與4—20mA相對應，以T表示溫度值，AIW0為PLC模擬量采樣值，則根據上式直接代入得出：T=70×（AIW0－6400）／25600－10 可以用T直接顯示溫度值。

模擬量值和A/D轉換值的轉換理解起來比較困難，該段多讀幾遍，結合所舉例子，就會理解。為了讓您方便地理解，我們再舉一個例子：

某壓力變送器，當壓力達到滿量程5MPa時，壓力變送器的輸出電流是20mA，AIW0的數值是32000?？梢?，每毫安對應的A/D值為32000/20，測得當壓力為0.1MPa時，壓力變送器的電流應為4mA，A/D值為（32000/20）×4＝6400。由此得出，AIW0的數值轉換為實際壓力值（單位為KPa）的計算公式為：

VW0的值＝(AIW0的值－6400)(5000－100)/(32000－6400)＋100 （單位：KPa）

編程實例

您可以組建一個小的實例系統演示模擬量編程。本實例的的CPU是CPU222，僅帶一個模擬量擴展模塊EM235，該模塊的第一個通道連接一塊帶4—20mA變送輸出的溫度顯示儀表，該儀表的量程設置為0—100度，即0度時輸出4mA，100度時輸出20mA。溫度顯示儀表的鉑電阻輸入端接入一個220歐姆可調電位器。

通用比例換算公式

模擬量的輸入/輸出都可以用下列的通用換算公式換算：

Ov = [(Osh - Osl)*(Iv - Isl)/(Ish - Isl)] + Osl

其中：

它們之間的關系可以圖示如下：

圖1. 模擬量比例換算關系

實用指令庫

在STEP 7-Micro/WIN Programming Tips（Micro/WIN編程技巧中）的Tip38就是關于如何實現上述轉換的例程。為便于用戶使用，現已將其導出成為“自定義指令庫”，用戶可以添加到自己的Micro/WIN編程軟件中應用。

模擬量比例換算指令庫和例子

注意：此指令庫/程序的作者和擁有者對于該軟件的功能性和兼容性不負任何責任。使用該軟件的風險完全由用戶自行承擔。由于它是免費的，所以不提供任何擔保，錯誤糾正和熱線支持，用戶不必為此聯系西門子技術支持與服務部門。在這個指令庫中，子程序Scale_I_to_R可用來進行模擬量輸入到S7-200內部數據的轉換；子程序Scale_R_I可用于內部數據到模擬量輸出的轉換。

編程舉例

西門子模擬量指令庫的用法如下圖所示：

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