西门子PLC中央控制单元CPU314C-2PTP

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S7-300是德国西门子公司生产的可编程序控制器(PLC)系列产品之一。其模块化结构、易于实现分布式的配置以及性价比高、电磁兼容性强、抗震动冲击性能好，使其在广泛的工业控制领域中，成为一种既经济又切合实际的解决方案。

产品特性当初美国人提出研发这种轻型四代战机是因为F——22价格过于昂贵，需要一种廉价飞机弥补其数量不足。在当时的计划中，这种战机的各项性能差不多相当于F——22的一半，造价只有其1／3。不过到现在，F——35还没正式大批量生产，造价就已经快超过了F——22。集美欧之力，造一款第四代战机尚且举步维艰，你还觉得欧盟能独力引发第四次工业革命的几率有多大？工业革命是一个由量变积累到质变的过程。每次工业革命之后，新的技术手段会让制造精度大幅度提高。

您可以组建一个小的实例系统演示模拟量编程。本实例的的CPU是CPU222，仅带一个模拟量扩展模块EM235，该模块的第一个通道连接一块带4—20mA变送输出的温度显示仪表，该仪表的量程设置为0—100度，即0度时输出4mA，100度时输出20mA。温度显示仪表的铂电阻输入端接入一个220欧姆可调电位器，简单编程如下： 温度显示值＝（AIW0-6400）/256 编译并运行程序，观察程序状态，VW30即为显示的温度值，对照仪表显示值是否一致。
 WWW.PLCWORLD.CN 未连接传感器的通道要将X＋和X－短接。 对于某一模块，只能将输入端同时设置为一种量程和格式，即相同的输入量程和分辨率。（后面将详细介绍）EM235的常用技术参数：模拟量输入特性模拟量输入点数4电压（单极性）0～10V0～5V0～1V 0～500mV0～100mV0～50mV 电压（双极性）±10V±5V±2.5V±1V±500mV±250mV±100mV±50mV±25mV输入范围电流0～20mA 数据字格式 双极性全量程范围-32000～+32000单极性全量程范围0～32000分辨率 12位A/D转换器 模拟量输出特性模拟量输出点数1 信号范围 电压输出±10V电流输出0～20mA 数据字格式 电压-32000～+32000电流0～32000 分辨率电流电压12位 电流11位 下表说明如何用DIP开关设置EM235扩展模块，开关1到6可选择输入模拟量的单/双极性、增益和衰减。
 EM235开关 开关SW1SW2SW3SW4SW5SW6 单/双极性选择增益选择增益选择衰减选择 衰减选择ON单极性  OFF双极性 OFFOFFX1OFFONX10ONOFFX100   onON 无效 ONOFFOFF0.8OFFONOFF     0.4 OFFOFFON0.2 由上表可知，DIP开关SW6决定模拟量输入的单双极性，当SW6为ON时，模拟量输入为单极性输入，SW6为OFF时，模拟量输入为双极性输入。 W W W .P LC W O R LD.C N
WWW.PLCWORLD.CN SW4和SW5决定输入模拟量的增益选择，而SW1，SW2，SW3共同决定了模拟量的衰减选择。根据上表6个DIP开关的功能进行排列组合，所有的输入设置如下表：    6个DIP开关决定了所有的输入设置。也就是说开关的设置应用于整个模块，开关设置也只有在重新上电后才能生效。输入校准 模拟量输入模块使用前应进行输入校准。其实出厂前已经进行了输入校准，如果OFFSET和GAIN电位器已被重新调整，需要重新进行输入校准。
其步骤如下：A、切断模块电源，选择需要的输入范围。 B、接通CPU和模块电源，使模块稳定15分钟。 C、用一个变送器，一个电压源或一个电流源，将零值信号加到一个输入端。D、读取适当的输入通道在CPU中的测量值。 E、调节OFFSET（偏置）电位计，直到读数为零，或所需要的数字数据值。F、将一个满刻度值信号接到输入端子中的一个，读出送到CPU的值。
G、调节GAIN（增益）电位计，直到读数为32000或所需要的数字数据值。H、必要时，重复偏置和增益校准过程。EM235输入数据字格式 下图给出了12位数据值在CPU的模拟量输入字中的位置。  西门子PLC中央控制单元CPU314C-2PTP
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 图2 可见，模拟量到数字量转换器（ADC）的12位读数是左对齐的。最高有效位是符号位，0表示正值。在单极性格式中，3个连续的0使得模拟量到数字量转换器（ADC）每变化1个单位，数据字则以8个单位变化。在双极性格式中，4个连续的0使得模拟量到数字量转换器每变化1个单位，数据字则以16为单位变化。 EM235输出数据字格式 图3给出了12位数据值在CPU
的模拟量输出字中的位置： 图3 数字量到模拟量转换器（DAC）的12位读数在其输出格式中是左端对齐的，最高有效位是符号位，0表示正值。 模拟量扩展模块的寻址，每个模拟量扩展模块，按扩展模块的先后顺序进行排序，其中，模拟量根据输入、输出不同分别排序。模拟量的数据格式为一个字长，所以地址必须从偶数字节开始。例如：AIW0，AIW2，AIW4……、AQW0，AQW2……。每个模拟量扩展模块至少占两个通道，即使第一个模块只有一个输出AQW0,第二个模块模拟量输出地址也应从AQW4开始寻址，以此类推。
图4演示了CPU224后面依次排列一个4输入/4输出数字量模块，一个8输入数字量模块，一个4模拟输入/1模拟输出模块，一个8输出数字量模块，一个4模拟输入/1模拟输出模块的寻址情况，其中，灰色通道不能使用。 W W W .P LC W O R LD.C N
WWW.PLCWORLD.CN  图4 模拟量值和A/D转换值的转换 假设模拟量的标准电信号是A0—Am（如：4—20mA），A/D转换后数值为D0—Dm（如：6400—32000），设模拟量的标准电信号是A，A/D转换后的相应数值为D，由于是线性关系，函数关系A＝f（D）可以表示为数学方程： A＝（D－D0）×（Am－A0）／（Dm－D0）＋A0。
根据该方程式，可以方便地根据D值计算出A值。将该方程式逆变换，得出函数关系D＝f（A）可以表示为数学方程：