SPLC的硬件与硬件组态PPT学习教案

1、会计学1SPLC的硬件与硬件组态的硬件与硬件组态21968年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司为了适应生产工艺不断更新的需要，期望找到一种新的方法，尽可能减少重新设计继电控制系统和重新接线的工作，以降低成本、缩短周期，设想把计算机通用、灵活、功能完备等优点和继电控制系统的简单易懂、价格便宜等优点结合起来，制成一种通用控制装置，并把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，用面向控制过程、面向问题的年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司为了适应生产工艺不断更新的需要，期望找到一种新的方法，尽可能减少重新设计继电控制系统和重新接线的工作，以降低成本、缩短周期，设想把计算机通用、灵活、功能完备等优点和继

2、电控制系统的简单易懂、价格便宜等优点结合起来，制成一种通用控制装置，并把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，用面向控制过程、面向问题的“自然语言自然语言”进行编程，使不熟悉计算机的人也能方便地使用。进行编程，使不熟悉计算机的人也能方便地使用。1969年，美国数字设备公司研制出了第一台可编程序逻辑控制器，在通用汽车公司的自动装配线上试用获得了成功。年，美国数字设备公司研制出了第一台可编程序逻辑控制器，在通用汽车公司的自动装配线上试用获得了成功。PLC的起源的起源-1第1页/共66页3可编程逻辑控制器（可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）简称）简称PL

3、C，最初只能进行计数、定时及开关量逻辑控制。，最初只能进行计数、定时及开关量逻辑控制。随着计算机技术的发展，可编程逻辑控制的功能不断扩展和完善，其功能远远超出了逻辑控制的范围，具有了随着计算机技术的发展，可编程逻辑控制的功能不断扩展和完善，其功能远远超出了逻辑控制的范围，具有了PID、A/D、D/A、算术运算、数字量智能控制、监控、通信联网等多方面的功能，它已变成了实际意义上的一种工业控制计算机。、算术运算、数字量智能控制、监控、通信联网等多方面的功能，它已变成了实际意义上的一种工业控制计算机。于是，美国电器制造商协会将其正式命名为可编程序控制器（于是，美国电器制造商协会将其正式命名为可编程序

4、控制器（Programmable Controller），简称），简称PC。由于它与个人计算机由于它与个人计算机(Personal computer)的简称的简称PC相同，所以人们习惯上仍将其称为相同，所以人们习惯上仍将其称为PLC。 PLC的起源的起源-2第2页/共66页41987年年2月，国际电工委员会月，国际电工委员会(IEC)对可编程控制器的定义是：对可编程控制器的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，是专为在工业环境下的应用而设计的。可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，是专为在工业环境下的应用而设计的。它采用一类可编程序的存储器，用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺

5、序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式输入它采用一类可编程序的存储器，用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式输入/输出，控制各种类型的机械或生产过程。输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统连成一个整体、易于扩充功能的原则设计。可编程序控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统连成一个整体、易于扩充功能的原则设计。PLC的定义的定义第3页/共66页5PLC的基本结构的基本结构PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术而发展起来

6、的一种新型、通用的自动控制装置。其硬件组成与微型计算机相似。是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。其硬件组成与微型计算机相似。工业自动控制中使用的可编程控制器的种类很多，不同类型的产品各有特点，但可编程控制器在组成、工作原理及编程方法等许多方面是基本相同的。工业自动控制中使用的可编程控制器的种类很多，不同类型的产品各有特点，但可编程控制器在组成、工作原理及编程方法等许多方面是基本相同的。第4页/共66页6PLC控制系统示意图控制系统示意图第5页/共66页7PLC的特点的特点 1. 编程方法简单易学编程方法简单易学2. 功能强，性能

7、价格比高功能强，性能价格比高3. 硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强4. 可靠性高，抗干扰能力强可靠性高，抗干扰能力强5. 系统的设计、安装、调试工作量少系统的设计、安装、调试工作量少6. 维修工作量小，维修方便维修工作量小，维修方便7. 体积小，能耗低体积小，能耗低第6页/共66页8PLC的工作原理的工作原理 扫描过程第7页/共66页9扫描周期扫描周期 PLC在在RUN工作状态时，执行一次扫描过程所需的时间称为扫描周期，典型值为工作状态时，执行一次扫描过程所需的时间称为扫描周期，典型值为1 100ms。第8页/共66页10I/O的存取通过的存取通过I/O

8、映像寄存器，而不是实际映像寄存器，而不是实际I/O，优点：，优点：1、程序执行阶段输入固定，执行完后再用输出映像寄存器的值更新输出点，使系统运行稳定；、程序执行阶段输入固定，执行完后再用输出映像寄存器的值更新输出点，使系统运行稳定；2、用户程序读写、用户程序读写I/O映像寄存器比读写映像寄存器比读写I/O点快得多，可以提高程序的执行速度。点快得多，可以提高程序的执行速度。过程映像寄存器过程映像寄存器第9页/共66页11立即立即I/O的处理的处理在程序执行的过程中使用立即在程序执行的过程中使用立即I/O指令可以直接存取指令可以直接存取I/O点。点。用立即用立即I/O指令读输入点时，相应的输入过程

9、映像寄存器的值未被更新。指令读输入点时，相应的输入过程映像寄存器的值未被更新。用立即用立即I/O指令写输出点时，相应的输出过程映像寄存器的值被更新。指令写输出点时，相应的输出过程映像寄存器的值被更新。第10页/共66页12S7-1200 PLC (Programmable Logic Controller) 是西门子公司推出的一款是西门子公司推出的一款PLC，主要面向简单而高精度的自动化任务。，主要面向简单而高精度的自动化任务。S7-1200设计紧凑、组态灵活且具有功能强大的指令集，这些特点的组合使它成为控制各种应用的完美解决方案。设计紧凑、组态灵活且具有功能强大的指令集，这些特点的组合使它成

10、为控制各种应用的完美解决方案。 CPU将微处理器、集成电源、输入电路和输出电路组合到一个设计紧凑的外壳中以形成功能强大的将微处理器、集成电源、输入电路和输出电路组合到一个设计紧凑的外壳中以形成功能强大的PLC。CPU根据用户程序逻辑监视输入并更改输出，用户程序可以包含布尔逻辑、计数、定时、复杂数学运算以及与其它智能设备的通信。根据用户程序逻辑监视输入并更改输出，用户程序可以包含布尔逻辑、计数、定时、复杂数学运算以及与其它智能设备的通信。1.1 S7-1200 PLC 简介简介第11页/共66页131.1 S7-1200 PLC 简介简介S7-1200 PLC在西门子在西门子PLC系列产品中的定

11、位系列产品中的定位第12页/共66页141.2 S7-1200 的硬件的硬件第13页/共66页15电源接口电源接口可拆卸用户接线连接器（保护盖下面）可拆卸用户接线连接器（保护盖下面）板载板载 I/O 的状态的状态LEDPROFINET 连接器（连接器（CPU 的底部）的底部）1.2 S7-1200 的硬件的硬件 CPU模块模块指示指示CPU运行状态的运行状态的LED第14页/共66页161.2 S7-1200 的硬件的硬件 CPU模块技术规范模块技术规范特性CPU1211CCPU1212CCPU1214C本机数字量I/O本机模拟量输入点6I/4O28I/6O214I/10O2脉冲捕获输入点数6

12、814扩展模块个数-28上升沿/下降沿中断点数6/68/812/12集成/可扩展的工作存储器集成/可扩展的装载存储器25KB/不可扩展1MB/24MB25KB/不可扩展1MB/24MB50KB/不可扩展2MB/24MB高速计数器点数/最高频率3点/100kHz3点/100kHz1点/30kHz3点/100kHz3点/30kHz高速脉冲输出点数/最高频率2点/100kHz(DC/DC/DC型)操作员监控功能无有有传感器电源输出电流/mA300300400外形尺寸/mm901007590100751110075第15页/共66页17CPU的共性：的共性： 集成的集成的24V传感器传感器/负载电源可

13、供传感器和编码器使用，也可以用做输入回路的电源。负载电源可供传感器和编码器使用，也可以用做输入回路的电源。 集成的集成的2点模拟量输入点模拟量输入(0 10V)，输入电阻，输入电阻100k ，10位分辨率。位分辨率。 2点脉冲列输出点脉冲列输出(PTO)或脉宽调制或脉宽调制(PWM)输出，最高频率为输出，最高频率为100kHz。 有有16个参数自整定的个参数自整定的PID控制器。控制器。 4个时间延迟与循环中断，分辨率为个时间延迟与循环中断，分辨率为1ms。 可以扩展可以扩展3块通信模块和一块信号板，块通信模块和一块信号板，CPU可以用信号板扩展一路模拟量输出或高速数字量输入可以用信号板扩展一

14、路模拟量输出或高速数字量输入/输出。输出。1.2 S7-1200 的硬件的硬件 CPU模块技术规范模块技术规范第16页/共66页181.2 S7-1200 的硬件的硬件 CPU模块技术规范模块技术规范版本版本电源电压电源电压DI输入电压输入电压DO输出电压输出电压DO输出电流输出电流DC/DC/DCDC 24VDC 24VDC 24V0.5A,MOSFETDC/DC/RelayDC 24VDC 24VDC 5 30VAC 5 250V2A,DC30W/ AC200WAC/DC/Relay AC 85 264V DC 24VDC 5 30VAC 5 250V2A,DC30W/ AC200WCPU

15、的的3种版本：种版本：第17页/共66页191.2 S7-1200 的硬件的硬件 CPU1214C AC/DC/Relay的外部接线图的外部接线图第18页/共66页201.2 S7-1200 的硬件的硬件 CPU1214C DC/DC/DC的外部接线图的外部接线图第19页/共66页211.2 S7-1200 的硬件的硬件 CPU1214C DC/DC/Relay的外部接线图的外部接线图第20页/共66页221.2 S7-1200 的硬件的硬件信号板信号板SB (signal board)通过信号板可以给 CPU 增加 I/O。 SB 连接在 CPU 的前端。 l 具有 4 个数字量 I/O（2

16、 x DC 输入和 2 x DC 输出）的 SB l 具有 1 路模拟量输出的 SB 第21页/共66页231.2 S7-1200 的硬件的硬件信号板信号板SB 1221接线图接线图第22页/共66页241.2 S7-1200 的硬件的硬件信号板信号板SB 1222接线图接线图第23页/共66页251.2 S7-1200 的硬件的硬件信号板信号板SB 1223接线图接线图第24页/共66页261.2 S7-1200 的硬件的硬件信号板信号板SB 1232 1x模拟量输出接线图第25页/共66页271.2 S7-1200 的硬件的硬件信号模块信号模块 SM (signal module)可以使用

17、信号模块给 CPU 增加附加功能。信号模块连接在 CPU 右侧。 第26页/共66页281.2 S7-1200 的硬件的硬件数字量数字量I/O可以选用可以选用8点、点、16点和点和32点的数字量输入点的数字量输入/输出模块，来满足不同的控制需要。输出模块，来满足不同的控制需要。第27页/共66页291.2 S7-1200 的硬件的硬件模拟量模拟量I/O在工业控制中，某些输入量在工业控制中，某些输入量(温度、压力、流量、转速等温度、压力、流量、转速等)是模拟量，某些执行机构是模拟量，某些执行机构(例如电动调节阀和变频器等例如电动调节阀和变频器等)要求要求PLC输出模拟量信号，而输出模拟量信号，而

18、PLC的的CPU只能处理数字量。只能处理数字量。模拟量模拟量I/O模块的任务就是实现模块的任务就是实现A/D和和D/A。模拟量首先被传感器和变送器转换为标准量程的电压或电流，例如模拟量首先被传感器和变送器转换为标准量程的电压或电流，例如4 20mA，1 5V， 0 10V，PLC用模拟量输入模块的用模拟量输入模块的A/D转换器将它们转换成数字量。带正负号的电流或电压在转换器将它们转换成数字量。带正负号的电流或电压在A/D转换后用二进制补码来表示。转换后用二进制补码来表示。模拟量输出模块的模拟量输出模块的D/A转换器将转换器将PLC中的数字量转换为模拟电压或电流，再去控制执行机构。中的数字量转换

19、为模拟电压或电流，再去控制执行机构。A/D和和D/A的二进制位数反映了它们的分辨率，位数越多，分辨率越高。的二进制位数反映了它们的分辨率，位数越多，分辨率越高。第28页/共66页301.2 S7-1200 的硬件的硬件集成的集成的PROFINET接口接口 1/3实时工业以太网是现场总线发展的趋势，实时工业以太网是现场总线发展的趋势，PROFINET是基于工业以太网的现场总线，是开放式的工业以太网标准，它使工业以太网的应用扩展到了控制网络最底层的现场设备。是基于工业以太网的现场总线，是开放式的工业以太网标准，它使工业以太网的应用扩展到了控制网络最底层的现场设备。S7-1200与编程计算机的通信与

20、编程计算机的通信第29页/共66页311.2 S7-1200 的硬件的硬件集成的集成的PROFINET接口接口 2/3S7-1200与精简系列面板的通信与精简系列面板的通信第30页/共66页321.2 S7-1200 的硬件的硬件集成的集成的PROFINET接口接口 3/3利用工业以太网交换机利用工业以太网交换机CSM 1277 进行多设备的连接进行多设备的连接第31页/共66页331.2 S7-1200 的硬件的硬件通信模块通信模块 (Communication module) 1/2有两种通信模块：有两种通信模块：CM1241 RS232 和和CM1241 RS485 l CPU 最多支持

21、最多支持 3 个通信模块个通信模块 l 各各 CM 连接在连接在 CPU 的左侧（或连接到另一的左侧（或连接到另一 CM 的左侧）的左侧） 第32页/共66页341.2 S7-1200 的硬件的硬件通信模块通信模块 (Communication module) 2/2在编程接口模式下利用在编程接口模式下利用 CM1241 进行点对点连接进行点对点连接第33页/共66页35SIMATIC STEP 7 Basic 是西门子公司开发的高集成度工程组态系统，包括面向任务的是西门子公司开发的高集成度工程组态系统，包括面向任务的HMI智能组态软件智能组态软件SIMATIC Wincc Basic。上述两

22、个软件集成在一起，也称为上述两个软件集成在一起，也称为TIA (Totally Integrated Automation，全集成自动化，全集成自动化)Portal， 它提供了直观易用的编辑器，用于对它提供了直观易用的编辑器，用于对S7-1200 和精简系列面板进行高效组态。和精简系列面板进行高效组态。除了支持编程以外，除了支持编程以外，STEP 7 Basic还为硬件和网络组态、诊断等提供通用的工程组态框架。还为硬件和网络组态、诊断等提供通用的工程组态框架。STEP 7 Basic 提供了两种编程语言提供了两种编程语言(LAD 和和 FBD) 。 有两种视图：有两种视图：Portal(门户门

23、户)视图，可以概览自动化项目的所有任务；项目视图，将整个项目视图，可以概览自动化项目的所有任务；项目视图，将整个项目(包括包括PLC和和HMI)按多层结构显示在项目树中。按多层结构显示在项目树中。 1.3 编程工具编程工具STEP 7 Basic特点特点第34页/共66页361.3 编程工具编程工具STEP 7 Basic典型的自动化系统典型的自动化系统 1/2典型的自动化系统包含以下内容：典型的自动化系统包含以下内容：l 借助程序来控制过程的借助程序来控制过程的PLC；l 用来操作和可视化过程的用来操作和可视化过程的 HMI 设备。设备。第35页/共66页371.3 编程工具编程工具STEP

24、 7 Basic典型的自动化系统典型的自动化系统 2/2TIA Portal 可用来帮助您创建自动化系统，关键的组态步骤为：可用来帮助您创建自动化系统，关键的组态步骤为： l 创建项目创建项目 l 配置硬件配置硬件 l 联网设备联网设备 l 对对PLC 编程编程 l 组态可视化组态可视化 l 加载组态数据加载组态数据 l 使用在线和诊断功能使用在线和诊断功能 第36页/共66页381.3 编程工具编程工具STEP 7 Basic工程组态系统工程组态系统可以使用可以使用 TIA Portal 在同一个工程组态系统中组态在同一个工程组态系统中组态 PLC 和可视化。和可视化。所有数据均存储在一个项

25、目中，所有数据均存储在一个项目中，STEP 7和和WinCC不是单独的程序，而是可以访问公共数据库。不是单独的程序，而是可以访问公共数据库。所有数据均存储在一个公共的项目文件中。所有数据均存储在一个公共的项目文件中。 第37页/共66页391.3 编程工具编程工具STEP 7 Basic数据管理数据管理在在 TIA Portal 中，所有数据都存储在一个项目中。修改后的应用程序数据（如变量）会在整个项目内中，所有数据都存储在一个项目中。修改后的应用程序数据（如变量）会在整个项目内(甚至跨越多台设备甚至跨越多台设备)自动更新。自动更新。 第38页/共66页401.3 编程工具编程工具STEP 7

26、 Basic界面总览界面总览任务卡详细视图工作区巡视区设备或网络概览区编辑器栏第39页/共66页411.3 编程工具编程工具STEP 7 Basic创建新项目创建新项目“项目项目”“新建新建”，出现，出现“创建新项目创建新项目”对话框：对话框：第40页/共66页421.3 编程工具编程工具STEP 7 Basic添加新设备添加新设备双击项目树中的双击项目树中的“添加新设备添加新设备”：第41页/共66页431.3 编程工具编程工具STEP 7 Basic参数设置参数设置“选项选项”“设置设置”：第42页/共66页441.4 硬件组态硬件组态组态的任务组态的任务设备组态设备组态 (configu

27、ring)的任务就是在设备和网络编辑器中生成一个与实际的硬件系统对应的模拟系统，包括系统中的设备的任务就是在设备和网络编辑器中生成一个与实际的硬件系统对应的模拟系统，包括系统中的设备(PLC和和HMI)，PLC各模块的型号、订货号和版本。各模块的型号、订货号和版本。模块的安装位置和设备之间的通信连接，都应与实际的硬件系统完全相同。模块的安装位置和设备之间的通信连接，都应与实际的硬件系统完全相同。此外还应设置模块的参数，即给参数赋值，或称为参数化。此外还应设置模块的参数，即给参数赋值，或称为参数化。自动化系统启动时，自动化系统启动时，CPU比较组态时生成的虚拟系统和实际的硬件系统，如果两个系统不

28、一致，将采取相应的措施。比较组态时生成的虚拟系统和实际的硬件系统，如果两个系统不一致，将采取相应的措施。第43页/共66页451.4 硬件组态硬件组态添加模块添加模块在硬件组态时，需要将在硬件组态时，需要将I/O模块或通信模块放置到工作区的机架的插槽内：用模块或通信模块放置到工作区的机架的插槽内：用“拖放拖放”的方法放置硬件对象；用的方法放置硬件对象；用“双击双击”的方法放置硬件对象。的方法放置硬件对象。第44页/共66页461.4 硬件组态硬件组态过滤器过滤器如果激活了硬件目录的过滤器功能，则硬件目录只显示与工作区有关的硬件。如果激活了硬件目录的过滤器功能，则硬件目录只显示与工作区有关的硬件

29、。例如用设备视图打开例如用设备视图打开PLC的组态画面时，则硬件目录不显示的组态画面时，则硬件目录不显示HMI，只显示，只显示PLC的模块。的模块。第45页/共66页471.4 硬件组态硬件组态删除硬件组件删除硬件组件可以删除设备视图或网络视图中的硬件组态组件，被删除的组件的地址可供其他组件使用。不能单独删除可以删除设备视图或网络视图中的硬件组态组件，被删除的组件的地址可供其他组件使用。不能单独删除CPU和机架，只能在网络视图或项目树中删除整个和机架，只能在网络视图或项目树中删除整个PLC站。站。删除硬件组件后，可以对硬件组态进行编译。编译时进行一致性检查，如果有错误将会显示错误信息，应改正错

30、误后重新进行编译。删除硬件组件后，可以对硬件组态进行编译。编译时进行一致性检查，如果有错误将会显示错误信息，应改正错误后重新进行编译。第46页/共66页481.4 硬件组态硬件组态信号模块和信号板的地址分配信号模块和信号板的地址分配 1/3添加了添加了CPU、信号板或信号模块后，他们的、信号板或信号模块后，他们的I/O地址是自动分配的。选中地址是自动分配的。选中“设备概览设备概览”，可以看到，可以看到CPU集成的集成的I/O模板、信号板、信号模块的地址。模板、信号板、信号模块的地址。第47页/共66页491.4 硬件组态硬件组态信号模块和信号板的地址分配信号模块和信号板的地址分配 2/3选中模

31、块，通过巡视窗口的选中模块，通过巡视窗口的“I/O地址地址/硬件标识符硬件标识符”，可以修改模块的地址：，可以修改模块的地址：也可以直接在设备概览中修改：也可以直接在设备概览中修改：第48页/共66页501.4 硬件组态硬件组态信号模块和信号板的地址分配信号模块和信号板的地址分配 3/3DI/DO的地址以字节为单位分配，没有用完一个字节，剩余的位也不能作它用。的地址以字节为单位分配，没有用完一个字节，剩余的位也不能作它用。AI/AO的地址以组为单位分配，每一组有两个输入的地址以组为单位分配，每一组有两个输入/输出点，每个点输出点，每个点(通道通道)占一个字或两个字节。占一个字或两个字节。建议不

32、要修改自动分配的地址。建议不要修改自动分配的地址。第49页/共66页511.4 硬件组态硬件组态数字量输入点的参数设置数字量输入点的参数设置 1/2选中设备视图中的选中设备视图中的CPU、信号模块或信号板，然后选中巡视窗口，设置输入端的滤波器时间常数：、信号模块或信号板，然后选中巡视窗口，设置输入端的滤波器时间常数：第50页/共66页521.4 硬件组态硬件组态数字量输入点的参数设置数字量输入点的参数设置 2/2可以激活输入点的上升沿和下降沿中断功能，以及设置产生中断时调用的硬件中断可以激活输入点的上升沿和下降沿中断功能，以及设置产生中断时调用的硬件中断OB：激活输入端的脉冲捕捉激活输入端的脉

33、冲捕捉(Pulse Catch)功能，即暂时保持窄脉冲的功能，即暂时保持窄脉冲的ON状态，直到下一次刷新输入过程映像状态，直到下一次刷新输入过程映像 第51页/共66页531.4 硬件组态硬件组态数字量输出点的参数设置数字量输出点的参数设置选择在CPU进入STOP时，数字量输出保持最后的值，或使用替换值。 选择“使用替换值”，可以设置替换值：选中复选框表示替换值为1，反之为0 第52页/共66页541.4 硬件组态硬件组态模拟量输入点的参数设置模拟量输入点的参数设置积分时间越长，精度越高，快速性越差，干扰抑制频率越低；为了抑制工频干扰，积分时间一般选择20ms 测量种类和范围 滤波用平均值数字

34、滤波来实现，滤波等级越高，模拟值越稳定，但快速性越差 是否启用超出上限值或低于下限值时的诊断功能 第53页/共66页551.4 硬件组态硬件组态模拟量输出点的参数设置模拟量输出点的参数设置激活电压输出的短激活电压输出的短路诊断功能路诊断功能 激活电流输出的断激活电流输出的断路诊断功能路诊断功能 超出上限值超出上限值32511或下限值或下限值-32512的的诊断功能诊断功能 CPU进入进入STOP时时输出点的值输出点的值 模拟量输出类型模拟量输出类型(电电压或电流压或电流)和范围和范围 第54页/共66页561.4 硬件组态硬件组态模拟量如转换后模拟值表示模拟量如转换后模拟值表示 1/2模拟量输

35、入输出模块中模拟量对应的数字称为模拟值，模拟值用模拟量输入输出模块中模拟量对应的数字称为模拟值，模拟值用16位二进制补码位二进制补码(整数整数)表示。最高位表示。最高位(第第16位位)为符号位，正数的符号位为为符号位，正数的符号位为0，负数的符号位为，负数的符号位为1。模拟量经模拟量经A/D转换后得到的数值的位数如果小于转换后得到的数值的位数如果小于16，则自动左移，使其符号位在，则自动左移，使其符号位在16位字的最高位，未使用的低位则填入位字的最高位，未使用的低位则填入0，称为，称为“左对齐左对齐”。设模拟量的精度为。设模拟量的精度为12位加符号位，左移位加符号位，左移3位后，相对于实际的模

36、拟值被乘以位后，相对于实际的模拟值被乘以8。这种处理方法的优点在于模拟量的量程与移位处理后的数字的关系是固定的，与左对齐之前的转换值无关，便于后续的处理。这种处理方法的优点在于模拟量的量程与移位处理后的数字的关系是固定的，与左对齐之前的转换值无关，便于后续的处理。第55页/共66页571.4 硬件组态硬件组态模拟量如转换后模拟值表示模拟量如转换后模拟值表示 2/2范围双极性单极性十进制十六进制百分比10,5,2.5V十进制十六进制百分比020mA上溢出，断电327677FFFH118.515%11.851V327677FFFH118.515%23.70mA超出范围325117EFFH117.5

37、89%11.759V325117EFFH117.589%23.52mA正常范围276486C00H100.000%10V276486C00H100.000%20mA00H0%0V00H0%0mA- 276489400H- 100.00%-10V低于范围-325128100H-117.593% -11.759V下范围，断电-327688000H-118.519-11.851V第56页/共66页581.4 硬件组态硬件组态转换举例转换举例 1/3根据模拟量输入模块的输出值计算对应的物理量时，应考虑变送器的输入根据模拟量输入模块的输出值计算对应的物理量时，应考虑变送器的输入/输出量程和模拟量输入模块

38、的量程，找出被测物理量与输出量程和模拟量输入模块的量程，找出被测物理量与A/D转换后的数字之间的比例关系。转换后的数字之间的比例关系。例：压力变送器的量程为例：压力变送器的量程为010MPa，输出信号为，输出信号为010V，模拟量输入模块的量程为，模拟量输入模块的量程为010V，转换后的数字量为，转换后的数字量为027648。设转换后得到的数字为设转换后得到的数字为N，试求以，试求以kPa为单位的压力值。为单位的压力值。010MPa的模拟量对应于数字量的模拟量对应于数字量027648，转换公式为，转换公式为 ：)(27648/10000kPaNP在运算时一定要先乘后除，否则会损失原始数据的精度

39、。在运算时一定要先乘后除，否则会损失原始数据的精度。第57页/共66页591.4 硬件组态硬件组态转换举例转换举例 2/3例：某温度变送器的量程为例：某温度变送器的量程为-100500 C，输出信号为，输出信号为420mA，某模拟量输入模块将，某模拟量输入模块将020mA 的电流信号转换后的数字的电流信号转换后的数字027648。设转换后得到的数字为设转换后得到的数字为N，求以，求以0.1 C为单位的温度值。为单位的温度值。第58页/共66页60单位为单位为0.1 C 的温度值的温度值-10005000对应于数字量对应于数字量553027648，转换公式为，转换公式为 ：1.4 硬件组态硬件组态转换举例转换举例 3/3CNTNT1 . 01000221185530600055302764