第5章模拟量单元.doc

第5章 模拟量I/O单元 本章介绍模拟量单元C200H-MAD01，该单元可用于型号为C200H、C200HS和C200HX/HG/HE的PLC。5.1 一般说明5.1.1 一般特性说明MAD01模拟量I/O单元，该单元具有两路模拟量输入和两路模拟量输出。该单元的技术说明见表5-1。表5-1 MAD01单元的技术指标说明参数名称C200H-MAD01电压输入电流输入输入模拟量输入数2输入信号范围（1）010V-10V10V15V420mA最大输入信号（2）15V30mA输入阻抗1M250分辨率1/4000（满量程）转换后输出的数据格式16位二进制数据精度（3）2320.2%（满量程）0.4%（满量程）0550.4%（满量程）0.6%（满量程）输出模拟量输出数2输出信号范围（1）010V-10V10V15V420mA输出阻抗0.5（最大）分辨率1/4000（满量程）被转换的数据格式16位二进制数据精度（3）2320.3%（满量程）0.5%（满量程）0550.5%（满量程）0.8%（满量程）输入/输出共有参数转换时间（4）每点最大1.0ms绝缘在I/O端子和PC之间：光耦扩展连接器28点端子（M3螺丝）消耗功率在5VDC时最大100mA在26VDC时最大200mA尺寸34.5130128（WHDmm重量450g说明：（1）每个I/O信号的范围可以单独设置。（2）超出最大信号输入范围将损坏单元。（3）这里给出的是满量程精度，例如0.2%的精度，相当于8（BCD）。（4）A/D的转换时间应该是从模拟量输入到A/D单元到转换成数据存储在PLC内存中的时间，这个数据被CPU读出，至少需要一个扫描周期。而D/A单元从PLC中数据输入内存到D/A单元输出模拟量数据至少需要一个扫描周期。5.1.2 模拟量与数据之间的对应关系1. A/D转换（1）1到5V（4到20mA）输入模拟量输出数字量（16位二进制数据）输入模拟量输出数字量（16位二进制数据）1V（4mA）00005V（20mA）0FA0-0.8V（3.2mA）FF385.2V（20.8mA）1068 （2）0到10V输入模拟量输出数字量（16位二进制数据）输入模拟量输出数字量（16位二进制数据）0V000010V0FA0-0.5VFF3810.5V1068（3）-10V到10V输入模拟量输出数字量（16位二进制数据）输入模拟量输出数字量（16位二进制数据）-10VF83010V07D0-11VF76811V08982. D/A转换（1）1到5V（4到20mA）输入数字量（16位二进制数据）输出模拟量输入数字量（16位二进制数据）输出模拟量00001V（4mA）0FA05V（20mA）FF38-0.8V（3.2mA）10685.2V（20.8mA） （2）0到10V输入数字量（16位二进制数据）输出模拟量输入数字量（16位二进制数据）输出模拟量00000V0FA010VFF38-0.5V106810.5V（3）-10V到10V输入数字量（16位二进制数据）输出模拟量输入数字量（16位二进制数据）输出模拟量F830-10V07D010VF768-11V089811V5.1.3 单元设置与接线 1. 单元指示灯单元上的运行（RUN）和误差（ERROR）指示灯指示单元的操作状态。这两个指示灯代表的含义如表-2所示。表-2 指示灯的含义指示灯点亮方式含义 RUN（绿）亮正常模式闪烁可调整模式不亮非正常（单元没有工作）ERROR（红）亮出现错误，错误码存储在字n+9的0815位不亮正常表5-3 旋转开关与单元号、IR地址、DM地址之间的对应关系旋转开关位置单元号IR字地址DM字地址0#0IR100109DM100010991#1IR110119DM110011992#2IR120129DM120012993#3IR130139DM130013994#4IR140149DM140014995#5IR150159DM150015996#6IR160169DM160016997#7IR170179DM170017998#8IR180189DM180018999#9IR190199DM19001999A#AIR410419DM20002099B#BIR420429DM21002199C#CIR430439DM22002299D#DIR440449DM23002399E#EIR450459DM24002499F#FIR460469DM250025992. 设置单元地址PLC的CPU和模拟I/O地址交换数据是通过存储器的IR区和DM区。究竟占用IR区和DM区的哪一个地址，取决于模拟量I/O单元上的一个旋转开关，特别注意的是，在旋转这个开关时，一定要关闭PLC电源，否则会对PLC造成损坏。该旋转开关的样子如图5-1所示。旋转开关的位置与单元号、IR地址和DM地址之间的关系如表5-3所示。如果两个模拟量单元的开关位置相同，就会出现I/O单元重叠错误（I/O UNIT ERROR）。如果C200H、C200HS、C200HE或C200HX/HG-CPU3-E/4-E 型号的CPU上将旋转开关设置为AF，也会引起I/O重叠错误。 图5-1 旋转开关 3. 设置模式开关在模拟量I/O单元的底部有一个DIP开关，该开关控制模拟量I/O单元的工作模式是正常模式或是可调整偏移量和增益的模式。该开关的设置如表5-4所示。表5-4 模式开关设置表开关号模式1234OFFOFFOFFOFF正常模式ONOFFOFFOFF可调整模式在设置开关的时候，注意不要设置错，而且一定要关断PLC电源。4. 接线（1）端子图模拟量I/O单元MAD01的端子表如图5-2所示。图5-2 模拟量I/O单元MAD01的端子表需要注意的是虽然是有2路模拟量输入和输出，但是究竟用几路还需要在DM区设置。5. 内部电路A/D转换器的输入电路如图5-3所示。而图5-4显示的是D/A转换器的输出电路。其中图5-4a是电压输出电路，图5-4b是电流输出电路。图5-3 A/D转换器的输入电路图5-4 模拟量单元MAD01的内部电路6. 接线MAD01单元的电压输入、输出和电流输入、输出电路接线图如图5-5所示。图5-5 MAD01单元的接线5.2 IR和DM存储区5.2.1 IR区域 1. IR区域分配，IR区域地址分配如下： CPU工作区单元号IR字地址#0IR100109#1IR110119#2IR120129#3IR130139#4IR140149#5IR150159#6IR160169#7IR170179#8IR180189#9IR190199#AIR410419#BIR420429#CIR430439#DIR440449#EIR450459#FIR460469 模拟量I/O单元MAD01正常模式IR nIR n+4输出刷新IR n+5IR n+9输入刷新可调整模式IR nIR n+7输出刷新IR n+8IR n+9输入刷新 单元09为n=100+10单元号 单元AF为n=400+10（单元号10）2. 正常模式IR区分配正常模式的IR字和位的分配见如下：（1）输出（CPU到单元）：字n： 第5位：输入2峰值保持，数值0表示不使用，数值1表示使用。 第4位：输入1峰值保持，数值0表示不使用，数值1表示使用。 第1位：输出转换2使能，数值0表示停止转换输出，数值1表示开始转换输出。 第0位：输出转换1使能，数值0表示停止转换输出，数值1表示开始转换输出。字n+1：输出1的设定数据格式，16位二进制。字n+2：输出2的设定数据格式，16位二进制字n+3：未使用字n+4：未使用（2）输入（单元到CPU）字n+5：模拟输入1的转换数据/回路1的计算结果，数据格式为16位二进制。字n+6：模拟输入2的转换数据/回路2的计算结果，数据格式为16位二进制。字n+7：未使用字n+8：未使用字n+9：第158位：两位十六进制错误码， 00表示无错误。 第5位：输入2断线检测，数值0表示连接，数值1表示断线。 第4位：输入1断线检测，数值0表示连接，数值1表示断线。 第1位：输出2设定错误，数值0表示无错误，数值1表示有错误。 第0位：输出1设定错误，数值0表示无错误，数值1表示有错误。（3）断线检测功能：断线检测功能只能用于输入信号为15V/420mA，而且对于15V范围时，最大电压不得大于0.3；对于420mA范围时，最大电流不得大于1.2mA，否则就相当于连接。3. 可调整模式IR区分配可调整模式的IR字和位的分配见如下：CPU输出到单元：字n：被调整的是输入还是输出，左边的数字确定输入还是输出：1表示输出，2表示输入，右边的数字确定是第1路还是第2路。字n+1：第5位：清除调整值，返回当前值。 第4位：确定调整值，写入EEPROM 第3位：当ON时，增加调整值 第2位：当ON时，减少调整值 第1位：当ON时，调整增益偏差。 第0位：当ON时，调整偏移量偏差。字n+2字n+7：未使用。字n+8：16位二进制数的转换值（A/D）和设定值（D/A）。字n+9：第158位：错误码。两位16进制数。 第5位，输入2的断线检测。0表示连接，1表示断线。 第4位，输入2的断线检测。0表示连接，1表示断线。5.2.2 DM区域 1. DM区域分配 DM区域分配如下：CPU工作区单元号DM字地址#0DM10001099#1DM11001199#2DM12001299#3DM13001399#4DM14001499#5DM15001599#6DM16001699#7DM17001799#8DM18001899#9DM19001999#ADM20002099#BDM21002199#CDM22002299#DDM23002399#EDM24002499#FDM25002599 模拟量I/O单元MAD01（固定数据区域）DM（m）I/O转换允许，回路转换设置DM（m+1）输入信号范围DM（m+2）DM（m+3）输出保持功能设置DM（m+6）DM（m+9）设置平均值处理的采样次数DM（m+10）DM（m+13）比例值设置偏置值设置 单元09为m=1000+100单元号 单元AF对应单元号为10152. DM区域字的位分配DM（m）：位1110：回路2的比例转换，00：不使用；01：使用正梯度转换；10：使用负梯度转换；11：同10。位98：回路1的比例转换，00：不使用；01：使用正梯度转换；10：使用负梯度转换；11：同10。位5：指定使用输入2，0：表示不使用；1：表示使用。位4：指定使用输入1，0：表示不使用；1：表示使用。位1：指定使用输出2，0：表示不使用；1：表示使用。位0：指定使用输出1，0：表示不使用；1：表示使用。DM（m+1）：位1110：输入2的信号范围设置，00：-10V10V；01：010V；10：15V/420mA；11：同10。位98：输入1的信号范围设置，00：-10V10V；01：010V；10：15V/420mA；11：同10。位32：输出2的信号范围设置，00：-10V10V；01：010V；10：15V/420mA；11：同10。位10：输出1的信号范围设置，00：-10V10V；01：010V；10：15V/420mA；11：同10。DM（m+2）：位70是输出1在转换停止时的输出状态设置：00：清除；01：保持；02DM（m+3）： 位70是输出2在转换停止时的输出状态设置：00：清除；01：保持；02DM（m+4）和DM（m+5）：未使用。DM（m+6）：输入1的平均值处理设置： 0000：不进行平均值处理。 0001用两个缓冲器的平均值处理。 0002用四个缓冲器的平均值处理。 0003用八个缓冲器的平均值处理。 0004用十六个缓冲器的平均值处理。DM（m+7）：输入2的平均值处理设置： 0000：不进行平均值处理。 0001用两个缓冲器的平均值处理。 0002用四个缓冲器的平均值处理。 0003用八个缓冲器的平均值处理。 0004用十六个缓冲器的平均值处理。DM（m+8）、DM（m+9）：未使用。DM（m+10）：回路1（输入1到输出1），常数A是BCD数，范围是09999。DM（m+11）：回路1（输入1到输出1），常数B是十六位二进制数。DM（m+12）：回路2（输入2到输出2），常数A是BCD数，范围是09999。DM（m+13）：回路2（输入2到输出2），常数B是十六位二进制数。5.3 模拟量输入功能5.3.1 设定输入和信号范围1. 设定输入模拟I/O单元只对指定了输入的信号进行转换。例如，若要输入1和输入2工作，就需要把图5-6所示的DM（m）中的第5位和第4位置1。图5-6 指定输入信号2. 设定输入信号范围输入信号范围可以按照需要设置，详细见图5-7。图5-7 设置信号范围设定输入信号范围之后，一定要PLC重新上电后，设定的内容才有效，也可以利用重启动位使设置有效。3. 读转换值输入模拟量的转换值存储在IR区的n+5字和n+6字中。其中n+5是输入1的转换值，n+6是输入2的转换值。例1 模拟量单元MAD01的单元号为#0，将输入1的转换内容传输到DM0001单元的梯形图如图5-8所示。图5-8 将输入1的转换内容传输到DM0001单元例2 将两个输入的转换值送到DM0001和DM0002单元。该例需要使用块传输指令。结果如图5-9所示。图5-9 两个输入转换值传输到DM0001和DM0002单元的梯形图5.3.2 平均值处理平均值处理功能用于将转换值进行平均处理，处理方法示意图如图5-10所示。图5-10 平均值处理示意图根据图5-10所示的平均值处理方法，有平均值：其中：mean value 是平均值。 buffer(i)是第i个缓冲区的数据。 n 缓冲区的个数。在DM（m+6）和DM（m+7）可以设置输入1和2是否需要平均值处理以及缓冲器的个数。设置内容如下：0000：不进行平均值处理。0001：具有2个缓冲区的平均值处理。0002：具有4个缓冲区的平均值处理。0003：具有8个缓冲区的平均值处理。0004：具有16个缓冲区的平均值处理。5.3.3 峰值保持功能该功能可以保持最大的转换值，图5-11是峰值保持的示意图。该功能的特点是只要有高的转换值，则转换值就保持在这个值，直到有更高的转换值出现为止。该功能可以对输入1和输入2分别设置，具体设置如图5-12所示。图5-11 峰值保持功能示意图图5-12 峰值保持功能的设置图5-13是使能峰值保持功能的梯形图。这里MAD01单元的单元号是#0。当输入条件满足时，启动峰值保持功能，将输入信号1的转换数据峰值保持。当输入条件不满足时，峰值保持功能自动失效。图5-13 使能峰值保持功能5.3.4 断线检测功能该功能用于检测输入是否断线，若是出现断线情况，且满足15V输入时，输入信号不大于0.3V，或是420mA输入时，输入信号不大于1.2mA的条件，就可以检测出断线，并将IR区的n+9中对应的位置1。具体如图5-14所示。图5-15是利用断线检测，确定是否转换数据需要传输的梯形图。这里假设MAD01单元的单元号是#0。被传输的数据在IR105单元，数据传输到DM0001单元。该梯形图的功能是保证有效的数据被传输。这是因为断线后的数据是坏数据，有可能造成重大控制失误。图5-14 断线功能检测位位置图5-15 利用断线检测传输数据的梯形图5.4 模拟量输出功能5.4.1 设置输出和信号范围1. 若要进行D/A转换首先需要设定转换通道，设定转换通道就是使DM（m）单元的某些位为1。具体如图5-16所示。图5-16 设置转换通道2. 输出信号范围输出信号范围可以在DM（m+1）单元中设置。具体设置如图5-17所示。注意设置完成之后，一定要使PLC重新通电或是通过设置重启动位使设置从CPU中传输到单元中，只有这样设置才能有效。图5-17 输出信号范围设置5.4.2输出保持功能输出保持功能可以在如下情况下使输出信号保持不变：（1）当输出转换使能位为0。（2）在调整模式，在调整过程中没有指定输出通道。（3）被转换的数字数据有错误。（4）PLC出现重大错误。当转换停止时的输出状态可以是清除（CLR）、保持（HOLD）和最大（MAX）。输出信号数值见表5-4。表5-4 输出信号状态表输出信号清除（CLR）保持（HOLD）最大（MAX）0V10V-0.5V（满标尺的5%）前一个转换输出的电压10.5V（最大值+（满标尺的5%）-10V+10V0V前一个转换输出的电压11.0V（最大值+（满标尺的5%）1V5V0.8V（满标尺的5%）前一个转换输出的电压5.2V（最大值+（满标尺的5%）420mA3.2mA（满标尺的5%）前一个转换输出的电流20.8mA（最大值+（满标尺的5%）输出保持功能需要按照表5-5所示的内容进行设置。表5-5 输出保持功能的设置DM字功能设置DM（m+2）输出1：当停止转换时的输出状态xx00: CLRxx01: HOLDxx02: MAXxx表示是任意数值 DM（m+3）输出2：当停止转换时的输出状态注意设置完成后需要PLC重新通电，或是重新设置重启动位才能使设置有效。5.4.3写入被转换数值输出1的被转换数值写入IR区的字n+1，而输出2的被转换数值写入IR区的字n+2。都是16位二进制数据。图5-18所示的是将DM0001中的内容写入IR101中进行转换的梯形图。这里MAD01单元的单元号是#0。图5-18 将DM0001单元的数据写入IR101进行D/A转换输出1和输出2同时输出的梯形图如图5-19所示。该梯形图把DM0001和DM0002单元的内容送入IR101和IR102单元。图5-19 输出1和输出2同时转换的梯形图5.4.4 起动和停止转换要进行D/A转换，就需要进行转换设置，具体设置见图5-20。当该设置位是1，就进行转换，否则就不进行D/A转换。图5-20 转换设置图5-21是对于单元号为#0的单元输出1设置转换的梯形图。图5-21 使输出1开始转换的梯形图5.4.5 转换数据超出范围若是被转换数据超出了范围，就会发生错误，该错误标志存放在IR区的字n+9。字n+9的第1位存储的是输出2的错误，第0位存储的是输出1的错误。利用该错误标志可以进行转换检测，若是数据不对，就不进转换。图5-22就是利用错误标志控制转换的梯形图。图5-22 利用错误标志控制转换的梯形图5.5 比例变换功能 模拟I/O单元具有模拟到模拟变换功能，该功能是在单元内部完成的，转换的回路是：输入1进行比例计算输出1 和输出2进行比例计算输出2。在模拟输入和模拟输出之间的关系是：正梯度变换的模拟输出和模拟输入之间的关系如图5-23所示。而负梯度变换的模拟输出和模拟输入之间的关系如图5-24所示。图5-23 正梯度变换 图5-24 负梯度变换要进行回路变换，首先需要指定回路，然后需要输入A常数和B常数，具体内容如表5-6所示。表5-6 设置回路变换常数A和BDM字功能输入数值DM（m+10）回路1（输入1输出1），输入常数ABCD码，范围099.99，单位0.01DM（m+11）回路1（输入1输出1），输入常数B16位二进制数DM（m+12）回路2（输入2输出2），输入常数ABCD码，范围099.99，单位0.01DM（m+13）回路2（输入2输出2），输入常数B16位二进制数注意设置完成后需要PLC重新通电，或是重新设置重启动位才能使设置有效。5.6 偏移量和增益调整在可调整模式，可以对单元的偏移量和增益进行调整，调整过程如图5-25所示。图5-25 调整偏移量的增益的过程实际偏移量调整就是零点调整，而增益调整是满度值调整。对于A/D转换来说，输入0信号时，转换的数字量应该为0，若是不为0，就应该调整，而输入满度值的模拟电压时，转换的数字量就应该是满度的数字量，若不是满度数字量，就应该调整。调整的方法是在输入端接一个可调整信号，然后调整这个信号，使转换的数字量满足0值和满度值的要求。对于D/A转换器，需要数字量在0值或满度值时，输出的模拟电压也应该是0值或满度值，若不是这样，就需要调整。调整方法是：，用数字电压表监测输出的模拟量信号，然后增大或减小数字信号，直到输出的模拟信号满足要求为止。一旦调整完毕，需要将数据写进单元的EEPROM中保存起来。 5.6.1 输入偏移量和增益调整过程1. 设置被调整的输入通道输入通道的选择如图5-26所示。图5-26 选择输入通道例如，要对单元号为#0的输入1进行调整，就在字100单元输入0021。2. 调整偏移量和增益字n+1用于设置具体的调整内容，设置位的位置如图5-27所示。图5-27 调整内容的设置3. 偏移量调整步骤下面以单元号为#0的单元为例说明调整偏移量的过程。第1步：将PLC模式转换成可调整模式（断电后才能设置DIP开关）。第2步：PLC加电第3步：在IR100单元输入0021。选择输入1。第4步：在IR10100位输入1，表明是偏移量调整。第5步：在输入端1加调整电压，同时监测IR108单元，使转换数字数据为0000。这里要注意输入电压的范围：010V输入时的输入电压范围是-0.5V+0.5V-10V10V输入时的输入电压范围是-1V+1V15V输入时的输入电压范围是0.8V+1.2V420mA输入时的输入电流范围是3.2+4.8mA第6步：使10104位为1，将设置写入EEPROM，然后再将该单元设置为0。第7步：使10100位置0。注意当10104位为1时，千万不要断电，否则结果不能预测。4. 增益调整步骤下面以单元号为#0的单元为例说明调整增益的过程。第1步：将PLC模式转换成可调整模式（断电后才能设置DIP开关）。第2步：PLC加电第3步：在IR100单元输入0021。选择输入1。第4步：在IR10101位输入1，表明是增益调整。第5步：在输入端1加输入电压，同时监测IR108单元，使转换数据为最大值（0FA0或07D0）。这里要注意输入电压的范围：010V输入时的输入电压范围是9.5V+10.5V-10V10V输入时的输入电压范围是9.0V+11.0V15V输入时的输入电压范围是4.8V+5.2V420mA输入时的输入电流范围是19.220.8mA第6步：将10104位为1，将设置写入EEPROM，然后再将该单元设置为0。第7步：将10101位置0。5. 清除偏移量和增益设定值的步骤下面以单元号为#0的单元为例说明清除偏移量和增益设定值的过程。第1步：将10105位设置为1。第2步：将10104位设置为1，然后再设置为0。第3步：将10105为设置为0。5.6.2 输出偏移量和增益调整过程1. 设置被调整的输出通道输出通道的选择如图5-28所示。图5-28 选择输入通道例如，要对单元号为#0的输出1进行调整，就在字100单元输入0011。2. 调整偏移量和增益字n+1用于设置具体的调整内容，设置位的位置如图5-29所示。图5-29 输出偏移量和增益需要设置的位3. 输出偏移量调整步骤下面以单元号为#0的单元为例说明调整偏移量的过程。第1步：将PLC模式转换成可调整模式（断电后才能设置DIP开关）。第2步：PLC加电第3步：在IR100单元输入0011。选择输出1。第4步：在IR10100位输入1，表明是偏移量调整。第5步：调整输出数据，监测IR108单元，同时用数字电压或电流表测量输出1的电压或电流，输出数据的调整范围如下：010V输出范围时，可调整数据范围是FF3800C8，输出电压应该为0V。-10V10V输出范围时，可调整的数据范围是FF3800C8，输出电压应该为0V。15V输出范围时，可调整的数据范围是FF3800C8，输出电压应该为1V。420mA输出范围时，可调整的数据范围是FF3800C8，输出电流应该为4mA。输出数据的调整是通过字n+1的第3位和第2位实现的。其中第3位可以使数据增加，第2位可以使数据减少。当第3位设置为1后，数据每0.5s增加一个数，在3s后会每0.1s增加一个数。当第2位设置为1后，数据每0.5s减少一个数，在3s后会每0.1s减少一个数。当输出的模拟量达到希望的数值后，使第3位或第2位为0，停止数据变化。例如，可以使10102为1，这时数据减少，输出的模拟量随之减少，当达到适当的数值后，使10102为0。第6步：将10104位为1，将设置写入EEPROM，然后再将该单元设置为0。第7步：将10100位设置为0。注意当10104位为1时，千万不要断电，否则结果不能预测。4. 输出增益调整步骤下面以单元号为#0的单元为例说明调整偏移量的过程。第1步：将PLC模式转换成可调整模式（断电后才能设置DIP开关）。第2步：PLC加电第3步：在IR100单元输入0011。选择输出1。第4步：在IR10101位输入1，表明是增益调整。第5步：调整输出数据，监测IR108单元，同时用数字电压表或电流表测量输出1的电压或电流，数据的变化范围如下：010V输出范围时，可调整数据范围是OED81068，输出电压应该为10V。-10V10V输出范围时，可调整的数据范围是07080898，输出电压应该为10V。15V输出范围时，可调整的数据范围是0ED81068，输出电压应该为5V。420mA输出范围时，可调整的数据范围是0ED81068，输出电流应该为20mA。输出数据的调整是通过字n+1的第3位和第2位实现的。其中第3位可以使数据增加，第4位可以使数据减少。当第3位设置为1后，数据每0.5s增加一个数，在3s后会每0.1s增加一个数。当第2位设置为1后，数据每0.5s减少一个数，在3s后会每0.1s减少一个数。当输出的模拟量达到希望的数值后，使第3位或第2位为0。例如可以使10103为1，这时数据增加，输出的模拟量随之增加，当达到适当的数值后，使10103为0。第6步：将10104位为1，将设置写入EEPROM，然后再将该单元设置为0。第7步：将10101位设置为0。注意当10104位为1时，千万不要断电，否则结果不能预测。5. 清除偏移量和增益设定值的步骤下面以单元号为#0的单元为例说明调清除偏移量和增益设定值的过程。第1步：将10105位设置为1。第2步：将10104位设置为1，然后再设置为0。第3步：将10105为设置为0。5.7 MAD01单元使用的例题下面借助实验来说明模拟量I/O单元的使用方法。实验前应该准备一个如图5-30所示的直流电源，该电源是A/D转换的信号源。还应该准备一块用于测量模拟量输出的数字电压表。 图5-30 用于A/D转换的模拟信号源如下实验用PLC 的型号是C200HE，CPU单元是CPU42，5槽机架的第3槽安装有继电器输出单元OC225，在第4槽安装有输入单元ID212，模拟量I/O单元是MAD01，该单元安装在第2槽，其上的旋转开关位置是0，所以该单元的单元号是#0。在MAD01单元的输入1端（INV1+和IN V1-）加上图5-30所示的电压信号，接线时注意电压极性。例1 A/D 转换实验要进行A/D转换，需要设置输入号，输入电压的范围。需要知道：从哪个地址读出转换数据。由于MAD01的单元号是#0，所以输入号是在DM1000单元中设置，若选择输入1，则向DM1000单元写入0010。输入电压范围是在DM1001单元中设置，若选择010V，就需要向该单元写入0100。而转换数据读出的地址是IR105。图5-31所示梯形图的功能就是将IR105中的转换数据传输到DM0001单元。图5-31 A/D转换的梯形图 该梯形图程序需要在CPT软件中编制、连接PLC并下载。除了梯形图程序外，还需要在DM1000单元写入十六进制数0010，使输入1工作；同时还要在DM1001单元写入十六进制数0100，确定输入电压的范围是010V。向DM区单元中写入数据的方法是使用CPT软件的View/Tables/PLC Data菜单，在选择DM区地址并输入需要传输的数据后，用Transfer Current Selection to PLC按钮，将选择单元的数据写入PLC中，为使数据可靠的写入DM区，还可使用Transfer Current Selection From PLC按钮将选择的DM区地址单元的数据从DM区回传到监视器屏幕，或者使用Compare Current Selection to PLC按钮对选择单元的数据与PLC中的数据进行比较，以证实数据是否传送到DM区。数据写入DM1000和10001单元后，需要关掉PLC电源，然后再加电，这时写入DM区中的设置才会有效。实验时调节输入电压，可以在梯形图中看到DM0001单元看到数据随输入电压的变化而变化。例2 D/A转换实验要使PLC能够进行D/A转换实验，首先应该：需要设置：输出端口和输出电压范围。需要知道：在哪个地址启动转换，向哪个地址写入数据。D/A转换的梯形图程序如图5-32所示。图中用A/D转换得到的数据提供给D/A转换，所以需要A/D转换的输入1和D/A转换的输出1同时工作。若同时需要输入1和输出1同时工作，需要向DM1000中写入十六进制的0011，要使输入1和输出1的电压范围都是010V，需要向DM1001单元写入十六进制的0101。由于单元号是#0，所以A/D转换的数据是从IR105单元读出，D/A转换的数据需要向IR101单元写入，为使D/A转换器工作，需要使IR10000位为1。实验时调节加在输入1上的电压，用数字万用表测量D/A输出1的电压，可以看到这两个电压的大小是一样的。而从梯形图上可以看到数据从IR105写入DM0001，然后又从DM0001写入IR101，所以IR105、DM0001和IR101中的数据是一样的，都随输入电压的变化而变化。图5-32 D/A转换实验图5-33 例3的梯形图例3 利用比较指令，监测输入电压的变化该实验首先对输入的模拟电压进行A/D转换，然后使用比较指令判断输入模拟电压的大小，并用指示灯指示。该实验使用输入1，电压范围010V。所以在DM1000单元写入0010，在DM1001单元写入0100。该实验的梯形图程序如图5-33所示。该程序中使用了区域比较指令，该指令的功能是当DM0001的内容小于#0100时，标志位25507置1，当DM0001的内容大于#0100，同时小于#0200时，标志位25506置1，当DM0001的内容大于#0200时，标志位25505置1。这里#0100是比较下限，#0200是比较上限，可以按照需要设置。需要在CPT软件中执行View/PLC Setting菜单才能使ZCP(88)指令出现在指令列表窗口。所以该梯形图的功能是当输入模拟电压变化时，在不同的电压区间，有不同的标志位置1，点亮不同的指示灯。例4 对A/D转换结果进行线性比例变换该例是将A/D转换形成的二进制数进行线性比例变换。具体步骤是首先进行A/D转换，再使用二进制加法指令ADB（50）将转换结果加一个数，目的是得到一个正数，这是因为有些转换在模拟输入电压很小时，转换的结果可能是负数。最后进行使用SCL（17）扩展指令进行线性比例变换。例如要把图5-34所示的A/D转换完成的二进制数据（输入模拟电压范围为0V10V）转换成BCD数据04400，就需要两步完成，第一步是将转换的数据加00C8（BIN），第二步是进行线性变换。图5-34 二进制转换数据的线性变换根据例题要求，A/D转换需要在CPT软件中设置：DM1000单元中写入0010，使用输入1。DM1001单元中写入0100，输入电压的范围为010V。为完成二进制加法运算还需要在梯形图程序中设置：DM0000单元中写入#00C8，保证线性变换的数是正数。DM0001单元中放置二进制加法结果。为完成线性变换，还需要：DM0002单元中写入#0000，这是BCD数的第一点。DM0003单元中写入#0000，这是二进制数的第一点。DM0004单元中写入#4400，这是BCD数的第二点。DM0005单元中写入#1130，这是二进制数的第二点。线性变换的原理如图5-35所示。 图5-35 线性变换这里由于使用了扩展指令，所以需要将CPU的DIP开关第4位设置为“ON”。而且要在CPT软件中使用View/PLC Setting菜单将SCL（17）指令添加到可以使用的指令区，再传输到CPU中，使CPU具有使用SCL（17）扩展指令的功能。该例的梯形图程序如图5-36所示。变换的结果放在DM0008单元中。 图5-36 例4的梯形图 如果把010V变换成BCD码的数字1000，则有每伏电压100个数字，相