模拟量比例换算

因为A/D(模/数)、D/A(数/模)转换之间的对应关系,S7-200 CPU内部用数值表示外部的模拟量信号,两者之间有一定的数学关系。这个关系就是模拟量/数值量的换算关系。

例如,使用一个0 - 20mA的模拟量信号输入,在S7-200 CPU内部,0 - 20mA对应于数值范围0 - 32000;对于4 - 20mA的信号,对应的内部数值为6400 - 32000。

如果有两个传感器,量程都是0 - 16MPa,但是一个是0 - 20mA输出,另一个是4 - 20mA输出。它们在相同的压力下,变送的模拟量电流大小不同,在S7-200内部的数值表示也不同。显然两者之间存在比例换算关系。模拟量输出的情况也大致相同。

上面谈到的是0 - 20mA与4 - 20mA之间换算关系,但模拟量转换的目的显然不是在S7-200 CPU中得到一个0 - 32000之类的数值;对于编程和操作人员来说,得到具体的物理量数值(如压力值、流量值),或者对应物理量占量程的百分比数值要更方便,这是换算的最终目标。

如果使用编程软件Micro/WIN32中的PID Wizard(PID向导)生成PID功能子程序,就不必进行0 - 20mA与4 - 20mA信号之间的换算,只需进行简单的设置。

 

通用比例换算公式

模拟量的输入/输出都可以用下列的通用换算公式换算:

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

其中:

Ov:
换算结果
Iv:
换算对象
Osh:
换算结果的高限
Osl:
换算结果的低限
Ish:
换算对象的高限
Isl:
换算对象的低限

它们之间的关系可以图示如下:


图1. 模拟量比例换算关系

 

实用指令库

在STEP 7-Micro/WIN Programming Tips(Micro/WIN编程技巧中)的Tip38就是关于如何实现上述转换的例程。

为便于用户使用,现已将其导出成为“自定义指令库”,用户可以添加到自己的Micro/WIN编程软件中应用。

模拟量比例换算指令库和例子

注意:此指令库/程序的作者和拥有者对于该软件的功能性和兼容性不负任何责任。使用该软件的风险完全由用户自行承担。由于它是免费的,所以不提供任何担保,错误纠正和热线支持,用户不必为此联系西门子技术支持与服务部门。

在这个指令库中,子程序Scale_I_to_R可用来进行模拟量输入到S7-200内部数据的转换;子程序Scale_R_I可用于内部数据到模拟量输出的转换。

编程举例:

将4 - 20mA模拟量输入转换为内部百分比值
将内部百分比值转换为0.0-300.0工程量输出
将内部百分比值转换为4 - 20mA模拟量输出

图2. 编程举例

参考:如何添加自定义指令库