一个模拟量输入提供了一个数字值来表示标准化的模拟量信号（电流，电压，电阻或温度），该数字值应该能够表示出所测量的参数（例如：容器中的液位）。这个过程被称为模拟量的标准化或线性化。
相反的，当用户程序计算出一个过程值，并转化为数字量，用于模拟量输出模板输出一个模拟量信号驱动模拟量执行机构，这个过程称为还原。模拟量线性化/还原功能的库文件可以下载并使用。图01是一个线性化的例子。
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图. 01
图02是一个还原的例子。
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图. 02
这里 y 值是转化后的结果，而 x 值是已知参数。
以下四个功能是可装载的库文件，根据 y 或
在工业自动化领域，西门子的STEP 7是一款广泛应用的编程软件，用于编写PLC（可编程逻辑控制器）程序。本文将详细介绍如何在STEP 7中进行模拟量的线性化和还原，这对于处理和控制模拟量信号至关重要。
模拟量线性化是将模拟信号转换为数字值的过程，以便精确地表示物理参数，如电流、电压、电阻或温度。例如，一个模拟量输入可能接收4-20mA的电流信号，代表0-100%的液位。为了准确反映容器中液位的高度，必须对这个标准化的信号进行线性化处理。
在STEP 7中，这个过程可以通过使用预定义的库函数实现。例如，图01展示了线性化的例子，其中y值是转换后的结果，而x值是已知的输入参数。线性化的目标是建立一个映射关系，确保数字值与实际物理量之间的一一对应。
相反，模拟量还原是指用户程序计算出一个过程值后，将其转换为数字量，然后通过模拟量输出模板输出模拟量信号，驱动执行机构。图02展示了一个还原的例子，同样，y值是转换后的输出，x值是输入的数字值。
STEP 7提供了四个不同的库函数，FC164到FC167，分别处理不同数据类型的线性化和还原：
1. FC164：x值和y值均为整数类型。
2. FC165：x值为整数类型，y值为实数类型。
3. FC166：x值为实数类型，y值为整数类型。
4. FC167：x值和y值均为实数类型。
以FC165为例，该函数用于将整型的x值转换为实型的y值，实现线性化。在这个过程中，可以设置yMIN和yMAX来限定y值的范围，对应模拟量模板的输入/输出限制。线性方程通常采用y = a * x + b的形式，而在FC165中，使用的公式为：y = (y1 - y0) / (x1 - x0) * (x - x0) + y0。
举个例子，假设我们有一个模拟量输入，接收4-20mA的电流信号，对应0.0m至1.7m的液位。在CPU中，这个电流信号会被转换为0至27648的数字值。要进行线性化，我们可以设置参数P0（x0=0, y0=0.0）和P1（x1=27648, y1=1.7），然后调用FC165函数，将PEW20作为x值输入，同时设置yMIN和yMAX，以及x0、y0、x1、y1的值，最后的结果会存储在y变量（如MD22）中。
在实际编程中，这些库函数可以方便地集成到用户的STEP 7程序中，实现对模拟量信号的精确控制和转换。通过线性化和还原，可以确保PLC正确地理解和响应模拟量信号，从而有效地控制各种工业过程。在编写程序时，应注意错误输出标志（ENO）的使用，以确保程序的正确性和可靠性。
