西門子S7-400主機(jī)架擴(kuò)展部件，接口終端模塊

西門子工程師：S7-300、400 PLC 模擬量輸入輸出的量程轉(zhuǎn)換控制

湖南艾歐曼自動(dòng)化設(shè)備有限公司轉(zhuǎn)載

主要分享一個(gè)關(guān)于西門子S7-300、400PLC模擬量輸入輸出的量程轉(zhuǎn)換控制，主要有以下內(nèi)容：

一、模擬量輸入、輸出量程轉(zhuǎn)換的概念

二、S7-300、400 PLC 模擬量輸入、輸出模板

1、需要使用的模板

2、涉及的信號(hào)類型

三、STEP 7 中模擬量輸入、輸出的編程

1、FC105、FC106 在哪里

2、FC105、FC106 功能描述

3、FC105、FC106 參數(shù)定義

4、FC105、 FC106例子程序

一、模擬量輸入、輸出量程轉(zhuǎn)換的概念

實(shí)際的工程量，如壓力、溫度、流量、物位等要采用各種類型傳感器進(jìn)行測(cè)量。傳感器將輸出標(biāo)準(zhǔn)電壓、電流、溫度、或電阻信號(hào)供 PLC 采集，PLC 的模擬量輸入模板將該電壓、電流、溫度、或電阻信號(hào)等模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量——整形數(shù)(INTEGER)。在 PLC 程序內(nèi)部要對(duì)相應(yīng)的信號(hào)進(jìn)行比較、運(yùn)算時(shí)，常需將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成實(shí)際物理值（對(duì)應(yīng)于傳感器的量程）。而經(jīng)程序運(yùn)算后得到的結(jié)果要先轉(zhuǎn)換成與實(shí)際工程量對(duì)應(yīng)的整形數(shù)，再經(jīng)模擬量輸出模板轉(zhuǎn)換成電壓、電流信號(hào)去控制現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這樣就需要在程序中調(diào)用功能塊完成量程轉(zhuǎn)換。

如一個(gè)壓力調(diào)節(jié)回路中，壓力變送器輸出 4-20mA DC 信號(hào)到 SM331 模擬量輸入模板，

SM331 模板將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成 0-27648 的整形數(shù)，然后在程序中要調(diào)用 FC105 將該值轉(zhuǎn)換成 0-10.0（MPa）的工程量（實(shí)數(shù)），經(jīng) PID 運(yùn)算后得到的結(jié)果仍為實(shí)數(shù)，要用 FC106 轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)閥門開度 0-*的整形數(shù) 0-27648 后，經(jīng) SM332 模擬量輸出模板輸出 4-20mA DC 信號(hào)到調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

二、S7-300、400 PLC 模擬量輸入、輸出模板

1、需要使用的模板

使用西門子 S7-300、400 PLC 進(jìn)行模擬量輸入、輸出需要使用的模板：

S7-300系列 PLC：SM331 系列模擬量輸入模板；SM332 系列模擬量輸出模板；SM334、335系列模擬量輸入、輸出模板。

S7-400系列 PLC：SM431 系列模擬量輸入模板；SM432 模擬量輸出模板。

2、涉及的信號(hào)類型：電壓，電流，溫度，電阻。

三、STEP 7 中模擬量輸入、輸出的編程

1、FC105、FC106 在哪里

在編程界面下，在 Program elements 中的 Libraries 下的 Standard Library 下的 TI-S7

Converting Blocks 中就可以找到，見(jiàn)下圖：

注意：請(qǐng)不要使用 S5-S7 Converting Blocks 下的 FC105, FC106，該路徑下的功能是用于 S5輸入輸出模板的，在 S7 輸入輸出模板上無(wú)法使用。

2、FC105、FC106 功能描述

在編程界面下選中該功能塊，按一下計(jì)算機(jī)鍵盤上的 F1 功能鍵，即可打開關(guān)于該功能塊的在線幫助，包括該功能塊的功能，管腳參數(shù)定義、例子程序等。建議用戶使用STEP 7 在線幫助，可以提供全面的編程幫助。

FC105 功能描述

SCALE（FC105）功能將一個(gè)整形數(shù) INTEGER（IN）轉(zhuǎn)換成上限、下限之間的實(shí)際的工程值(LO_LIM and HI_LIM)，結(jié)果寫到 OUT。公式如下：

OUT = [ ((FLOAT (IN) – K1)/(K2–K1)) * (HI_LIM–LO_LIM)] + LO_LIM

常數(shù) K1 和 K2 的值取決于輸入值（IN）是雙極性 BIPOLAR 還是單極性 UNIPOLAR。

雙極性 BIPOLAR：即輸入的整形數(shù)為 –27648 到 27648，此時(shí) K1 = –27648.0 ， K2 = +27648.0

單極性 UNIPOLAR：即輸入的整形數(shù)為 0 到 27648，此時(shí) K1 = 0.0 ， K2 =+27648.0

如果輸入的整形數(shù)大于 K2，輸出 (OUT) 限位到 HI_LIM, 并返回錯(cuò)誤代碼。 如果輸入的整形數(shù)小于 K1，輸出限位到 LO_LIM，并返回錯(cuò)誤代碼。

反向定標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)定義 LO_LIM > HI_LIM 來(lái)實(shí)現(xiàn)的。反向定標(biāo)后的輸出值隨著輸入值的增大而減小。

FC106 功能描述

UNSCALE（FC106）功能將一個(gè)實(shí)數(shù) REAL (IN) 轉(zhuǎn)換成上限、下限之間的實(shí)際的工程值(LO_LIM and HI_LIM)，數(shù)據(jù)類型為整形數(shù)。結(jié)果寫到 OUT。公式如下：

OUT = [ ((IN–LO_LIM)/(HI_LIM–LO_LIM)) * (K2–K1) ] + K1

常數(shù) K1 和 K2 的值取決于輸入值（IN）是雙極性 BIPOLAR 還是單極性 UNIPOLAR。

雙極性 BIPOLAR：即輸出的整形數(shù)為 –27648 到 27648，此時(shí) K1 = –27648.0 ， K2 = +27648.0

單極性 UNIPOLAR：即輸出的整形數(shù)為 0 到 27648，此時(shí) K1 = 0.0 ， K2 =+27648.0

如果輸入值在下限 LO_LIM 和上限 HI_LIM 的范圍以外，輸出 (OUT) 限位到與其相近的上限或下限值（視其單極性 UNIPOLAR 或雙極性 BIPOLAR 而定），并返回錯(cuò)誤代碼。

3、FC105、FC106 參數(shù)定義

FC105 的參數(shù)定義

錯(cuò)誤信息：

如輸入的整形數(shù)大于 K2，則輸出(OUT) 限位到 HI_LIM，并返回錯(cuò)誤值。如輸入的整形數(shù)小于K1，輸出限位到 LO_LIM，并返回錯(cuò)誤值。ENO 端的信號(hào)狀態(tài)置為 0 且返回值 RET_VAL 為W#16#0008。

FC106 的參數(shù)定義

錯(cuò)誤信息：

如果輸入值在下限 LO_LIM 和上限 HI_LIM 的范圍以外，輸出 (OUT) 限位到與其相近的上限或下限值（視其單極性 UNIPOLAR 或雙極性 BIPOLAR 而定），并返回錯(cuò)誤代碼。ENO 端的信號(hào)狀態(tài)置為 0 且返回值 RET_VAL 為 W#16#0008。

4、FC105和FC106例子程序

FC105例子程序

如輸入 I0.0 為 1，SCALE 功能被執(zhí)行。下面的例子中，整形數(shù) 22 將被轉(zhuǎn)換成 0.0 到 100.0 的實(shí)數(shù)并寫到 OUT。輸入是雙極性 BIPOLAR，用 I2.0 來(lái)設(shè)置。

FC106例子程序

如輸入 I0.0 為 1，UNSCALE 功能被執(zhí)行。下面的例子中，實(shí)數(shù) 50.03978588 將被轉(zhuǎn)換成 0.0到 100.0 的工程量，再轉(zhuǎn)換成整形數(shù)并寫到 OUT。輸入是雙極性 BIPOLAR，用 I2.0 來(lái)設(shè)置。

注意：通常在一個(gè)項(xiàng)目都有不只一個(gè)模擬量需要轉(zhuǎn)換，F(xiàn)C105 和 FC106 在程序中都可多次調(diào)用，調(diào)用的方法同上述例子程序。

西門子S7-400主機(jī)架擴(kuò)展部件，接口終端模塊系列訂貨號(hào)

一，發(fā)送器接口模塊

1，6ES7460-0AA01-0AB0  SIMATIC S7-400，連接組件 發(fā)送 IM 460-0 用于* 耦合，無(wú) SV 傳輸， 含 K 總線

2，6ES7460-1BA01-0AB0  SIMATIC S7-400，連接組件 發(fā)送 IM 460-1 用于* 耦合，帶 SV 傳輸， 不帶 K 總線

3，6ES7460-3AA01-0AB0  SIMATIC S7-400，連接組件 發(fā)送 IM 460-3 用于 分散耦合，大 102 m 含 K 總線

4，6ES7463-2AA00-0AA0  SIMATIC S7-400，連接組件 發(fā)送 IM 463-2 用于 分散耦合到 SIMATIC S5 擴(kuò)展設(shè)備 通過(guò) IM 314，至 600 m

二，接收器接口模塊

1，6ES7461-0AA01-0AA0  SIMATIC S7-400，連接組件 接收 IM 461-0 用于 *耦合，無(wú) SV 傳輸，含 K 總線

2，6ES7461-1BA01-0AA0  SIMATIC S7-400，連接組件 接收 IM 461-1 用于 *耦合，帶 SV 傳輸，不帶 K 總線

3，6ES7461-3AA01-0AA0  SIMATIC S7-400，連接組件 接收 IM 461-3 用于 分散耦合，大 102 m 含 K 總線

三，終端模塊

1，6ES7461-0AA00-7AA0  SIMATIC S7-400,終端連接器 用于接收 IM 461-0

2，6ES7461-3AA00-7AA0  SIMATIC S7-400,終端連接器 用于接收 IM 461-3

四，IM電纜

1，6ES7468-1AH50-0AA0  SIMATIC S7-400，IM 電纜 含 K 總線，0.75 米

2，6ES7468-1BB50-0AA0   SIMATIC S7-400，IM 電纜 含 K 總線，1.5 m

3，6ES7468-1BF00-0AA0   SIMATIC S7-400，IM 電纜 含 K 總線，5 米

4，6ES7468-1CB00-0AA0   SIMATIC S7-400，IM 電纜 含 K 總線，10 m

5，6ES7468-1CC50-0AA0   SIMATIC S7-400，IM 電纜 含 K 總線，25 m

6，6ES7468-1CF00-0AA0   SIMATIC S7-400，IM 電纜 含 K 總線，50 m

7，6ES7468-1DB00-0AA0  SIMATIC S7-400，IM 電纜 含 K 總線，100 m

8，6ES7468-3AH50-0AA0  SIMATIC S7-400，IM 電纜 帶 SV 傳輸，不帶 K 總線 0.75 米

9，6ES7468-3BB50-0AA0  SIMATIC S7-400，IM 電纜 帶 SV 傳輸，不帶 K 總線 1.5 m