### S7-300模拟量转换知识点详解 #### 一、模拟量输入/输出量程转换的概念 在工业自动化领域,模拟量是指那些能够连续变化的物理量,例如温度、压力、流量等。这些物理量通常通过各种类型的传感器进行测量,并转化为标准的电压、电流、温度或电阻信号,供PLC(可编程逻辑控制器)采集处理。 **S7-300/400PLC**中的模拟量输入模板(如SM331、SM431等)将接收到的电压、电流等模拟信号转换为数字量——整数(INTEGER)形式,以便在PLC内部进行处理。为了便于理解和应用,这些整数值通常需要进一步转换为实际的物理值(即对应于传感器的量程),这一过程称为**量程转换**。例如,一个压力变送器输出4-20mA的直流信号,经过模拟量输入模板转换为0-27648的整数范围后,还需要通过量程转换将其转换为实际的压力值(如0-10MPa)。 同样地,当程序计算出新的控制信号后,也需要将其转换为与实际工程量对应的整形数值(如0-27648代表0-100%的阀门开度),再通过模拟量输出模板(如SM332、SM432等)转换为相应的电压或电流信号,从而实现对执行机构的有效控制。 #### 二、S7-300/400PLC模拟量输入/输出模板 ##### 2.1 需要使用的模板 - **S7-300系列PLC**:SM331系列模拟量输入模板;SM332系列模拟量输出模板;SM334/335系列模拟量输入/输出模板。 - **S7-400系列PLC**:SM431系列模拟量输入模板;SM432模拟量输出模板。 这些模板的具体规格型号可以参考官方提供的手册资料。需要注意的是,选择合适的模板型号对于确保系统的正常运行至关重要。 ##### 2.2 涉及的信号类型 常见的信号类型包括: - **电压**:常见的电压信号有±10V、0-10V等。 - **电流**:最常用的标准电流信号是4-20mA。 - **温度**:可以通过热电偶或热电阻等传感器获取。 - **电阻**:某些特殊场合可能需要使用电阻作为信号传输媒介。 #### 三、STEP7中模拟量输入/输出的编程 ##### 3.1 FC105/FC106在哪里 在STEP7编程软件中,FC105(用于模拟量输入量程转换)和FC106(用于模拟量输出量程转换)位于“Program elements”->“Libraries”->“Standard Library”->“TI-S7 Converting Blocks”目录下。需要注意的是,不要误用“S5-S7 Converting Blocks”目录下的同名功能块,因为它们是针对S5系列PLC设计的,不适用于S7系列PLC。 ##### 3.2 FC105/FC106功能描述 **FC105**用于将模拟量输入模板读取到的整形数转换为实际的工程值。其转换公式为: \[ \text{OUT} = [((\text{FLOAT(IN)} – K1) / (K2 – K1)) * (\text{HI_LIM} – \text{LO_LIM})] + \text{LO_LIM} \] 其中,\(K1\) 和 \(K2\) 的值取决于输入值(IN)是双极性(BIPOLAR)还是单极性(UNIPOLAR): - 双极性(BIPOLAR):\(K1 = -27648.0\), \(K2 = +27648.0\) - 单极性(UNIPOLAR):\(K1 = 0.0\), \(K2 = +27648.0\) **FC106**则用于将计算出的实际工程值转换为与模拟量输出模板兼容的整形数值。 ##### 3.3 FC105/FC106参数定义 - **FC105的参数定义**主要包括:IN(输入的整形数值)、LO_LIM(转换后的最小值)、HI_LIM(转换后的最大值)以及OUT(转换后的实际工程值)。 - **FC106的参数定义**与FC105类似,但其功能相反,即将实际工程值转换为整形数值,具体参数包括:IN(实际工程值)、LO_LIM(整形数值的最小值)、HI_LIM(整形数值的最大值)以及OUT(转换后的整形数值)。 ##### 3.4 例子程序 **3.4.1 FC105例子程序** 假设需要将从SM331模板读取的0-27648范围内的整形数转换为0-10.0 MPa的压力值。在这种情况下,可以设置如下参数: - IN:从SM331读取的数据。 - LO_LIM:0.0 MPa。 - HI_LIM:10.0 MPa。 **3.4.2 FC106例子程序** 若需要将0-100%的阀门开度转换为0-27648范围内的整形数值,以供SM332模拟量输出模板使用,则可以设置如下参数: - IN:实际的阀门开度百分比(0-100%)。 - LO_LIM:0(表示0%开度对应的整形数值)。 - HI_LIM:27648(表示100%开度对应的整形数值)。 通过以上步骤,我们可以有效地实现S7-300/400PLC中模拟量输入/输出的量程转换,从而更好地控制和监测工业生产过程中的各种物理量。
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