案例教程 | 一文教你學會西門子PLC模擬量應用

首先我們了解一下什么是數字量和模擬量？為什么PLC需要使用模擬量？

數字量

數字量是物理量的一種。它們的變化在時間上是不連續的,總是發生在一系列離散的瞬間。這一類物理量叫做 數字量。也就是離散量，指的是分散開來的、不存在中間值的量。

模擬量

模擬量是指變量在一定范圍連續變化的量；也就是在一定范圍（定義域）內可以取任意值（在值域內）。

數字量是分立量，而不是連續變化量，只能取幾個分立值，如二進制數字變量只能取兩個值。

那么對于實際的工業應用而言，數字量和模擬量都是必不可少的。

因為在工廠的自動化控制中，我們需要對溫度，壓力，液位，深度等等數據進行監控并控制。

比如說一個鍋爐的控制，我們需要水燒到一定溫度，一般來說該溫度是可調的，比如說50攝氏度，或者70攝氏度，而數字量則不能滿足這些條件。

再舉個例子，一些化工企業需要測量液體的酸堿度，那么酸堿度不可以用數字量的0或者1表示，只能使用模擬量，PH6.5,PH7.0等等才可以清晰的描繪出實際的數據。

那么學習模擬量其實應該學習兩部分內容：

01

硬件

硬件包括選型和接線，選型就是針對不同的工況選擇不同的模擬量以及PLC，比如說模擬量使用0-10V，4-20ma還是0-20ma還是特殊的熱電偶信號等等。

其次就是接線，大家不要小瞧了接線，針對不同的PLC有不同的接線方法。

對于西門子S7-300系列來說，我們需要使用拓展模塊，打開西門子STEP7,選擇合適的PLC和模擬量模塊，并將模塊添加進去。

對于PLC而言，每一個模擬量都有一個固定的地址，這個地址是可以在程序中進行識別并計算的，續智能則合適的地址并添加進去。

根據現場設備，選擇合適的量程，如果是測量溫度的話需要使用特定的溫度模塊，并選擇合適的溫度信號。對于溫度的控制，我們以前文章有介紹過，需要的朋友可以去尋找。

對于電壓信號，有多種可選類型，可根據實際設備的信號類型進行選擇。比如說-10V—10V，-5V—5V，-1V—1V，1-5V。

當然，西門子系列的模擬量拓展模塊有很多，除了文中所用到的，還有很多其他的電壓信號應用在不同領域。如下圖所示。

對于電流信號則分為二線制和四線制，需要按照實際儀表去選擇。

如上圖所示，選擇好模擬量輸入類型后需要將硬件的量程卡也切換到相應的位置。

記得拆模塊前先斷電，調整完以后上電并下載硬件組態。

而對于其他的PLC而言就沒有更換量程卡這一步驟，只需要將線直接接到PLC模擬量輸入模塊即可。

02

軟件編程

對于初學PLC編程的人來說，模擬量輸入、輸出模塊的編程要比用位變量進行一般的程序控制難的多，因為它不僅僅是程序編程，而且還涉及到模擬量的轉換公式推導與使用的問題。不同的傳感變送器，通過不同的模擬量輸入輸出模塊進行轉換，其轉換公式是不一樣的，如果選用的轉換公式不對，編出的程序肯定是錯誤的。

其實對于PLC而言，它可以接受的都是-32767-32767數據，我們需要對這個數據轉換成為我們需要的實際數據。

下圖是如何區分電流和電壓信號

它的意思是將模擬量通道為304的數據轉化為量程是0-500的實際數據，并將數據賦給MW104.

模擬量輸出則相反，將數據從MW104轉化為0-的模擬量數據，比如說如果外部信號PQW320是0-10V，則對應0V-10V。

該圖是模擬量輸出的表達形式，大家可以保存下來。方便查找。

后給大家一個簡單的實例講解：

這是一個不太復雜的加料程序中的一部分，程序很容易理解，是一個在大料倉里面的雷達料位機，該項目中雷達料位計的特點是可以檢測0.5-10米的原料料位，因為生產的原因該料倉需要保證一直有原料。

所以我們需要在該料倉低于大概2米的時候進行補料以保證該料倉的原料充足，并且在達到9米的時候停止避免原料堆積到外面。