S7300模拟量采集

1、宁 波 技 师 学 院课 程 设 计 课题名称 S7-300PLC模拟量采集 专业班级 学生姓名 学 号 指导教师 宁波技师学院电气技术系二零零一二年 五 月摘要模拟量是指变量在一定范围连续变化的量也就是在一定范围（定义域）内可以取任意值。数字量是分立量不是连续变化量只能取几个分立值二进制数字变量只能取两个值变送器是把传感器的输出信号转变为可被控制器识别的信号的转换器。至于有时候与传感器通用是因为现代的多数传感器的输出信号已经是通用的控制器可以接收的信号，此信号可以不经过变送器的转换直接为控制器所识别。所以，传统意义上的“变送器”意义应该是：“把传感器的输出信号转换为可以被控制器或者测量仪表所

2、接受标准信号的仪器”。在自控中：信号源->传感器->变送器->运算器控制器->执行机构->控制输出。在时间上或数值上都是连续的物理量称为模拟量，一般模拟量输入输出分别用AI/AO表示。模拟量指控制系统量的大小是一个在一定范围内变化的连续数值，比如温度，从0-100度，压力从0-10MPA，液位从1-5米，电动阀门的开度从0-100%，等等，这些量都是模拟量。 输出的量为模拟量即为“模拟量输出”。最常用的地方是电子技术领域，比如DA转换输出的即为模拟电流/电压（连续变化的电流/电压），模拟整流电路输出的也是模拟量。从数学角度，如果物理某在t时刻输出量a(t)呈a(t

3、)=F(t)的连续函数关系，则输出量为模拟量。 这次试验压力的测试，水流的高度。关键字：模拟量、压力、水流目 录1引 言12 总体设计23 模拟量输入32.1 模拟量输入模块32.2 模拟量输入模快的接线方式32.3量程卡的设置52.4输入模块设置64 软件设计84.1AI系统84.1 AI程序10致谢11参考文献121 引 言模拟量输入/输出量程转换的概念是实际的工程量，如压力、温度、流量等要采用各种类型传感器进行测量。传感器将标准电压、电流、温度或流量信号供PLC采集，PLC的模拟量输入模块将该电压、电流、温度、流量信号等模拟量转换成数字量。在PLC程序内部要对相应的信号进行比较、运算时，

4、常需将该信号转换为实际的物理值。而经程序运算后得到的结果先要转换成与实际工程对应的浮点数，再经模拟量输出模版转换成电压、电流、信号去控制现场的执行机构。这样就需要在程序中调用功能块完成量程转换。比如这个工程，调试的是一个流量调节回路中，流量变送器输出2-2-MA DC信号到SM331模拟输入模块，模块将该信号转换成浮点数，然后在程序中调用FC105将该值转换成工程量，我们就可以监视实际工程中的流量值了。2 总体设计 模拟量AI采用SM311模块是8x12Bit（8通道12位）对应货号是6ES7 331-7KF02-OABO，在模数转化上利用传感器或变送器的，电压或电流取出的值，到AI模块上进行

5、转换，然后把值传给西门子的CPU进行处理，从而检测控制传感器的值，如图2-1图2-1本课题完成一下功能要求：1.对变送器进行取值，并进行控制2.对模数功能块FC105进行调用3.对AI模块进行设置4.对AI量程块进行选择3 模拟量输入2.1 模拟量输入模块模拟量输入用于连接电压和电流传感器、热电耦、电阻和热电阻，用来实现PLC与模拟量过程信号的连接。模拟量输入模块如图2-1所示，将从过程发送来的模拟信号转换成供PLC内部处理用的数字信号。本次工程用的是SM311输入模块如图2-1所示。该模块具有如下特点：分辨率为9到15位+符号位（用于不同的转换时间），可设置不同的测量范围。通过量程模块可以机

6、械调整电流/电压的基本测量范围。用PG上的STEP 7硬件组态工具可进行微调。模块把诊断和超限中断发送到可编程控制器的CPU中。模块向CPU发送详细的诊断信息。 图2-12.2 模拟量输入模快的接线方式两线制电流和四线制电流都只有两根信号线，它们之间的主要区别在于：两线制电流的两根信号线既要给传感器或者变送器供电，又要提供电流信号;而四线制电流的两根信号线只提供电流信号。因此，通常提供两线制电流信号的传感器或者变送器是无源的;而提供四线制电流信号的传感器或者变送器是有源的，因此，当PLC的模板输入通道设定为连接四线制传感器时，PLC只从模板通道的端子上采集模拟信号，如图2-3，而当PLC的模板

7、输入通道设定为连接二线制传感器时，如图2-2，PLC的模拟输入模板的通道上还要向外输出一个直流24V的电源，以驱动两线制传感器工作。图2-2两限制传感器接线图2-3四限制传感器接线传感器型号：1、两线制(本身需要供给24vDC电源的，输出信号为4-20MA，电流)即+接24vdc,负输出4-20mA电流。2、四线制(有自己的供电电源，一般是220vac ，信号线输出+为4-20ma正，-为4-20ma负。PLC：(以2正、3负为例)1、两线制时正极2输出24VDC电压，3接收电流)，所以遇到两线制传感器时，一种接法是2接传感器正，3接传感器负;跳线为两线制电流信号。二种接法是2悬空，3接传感器

8、的负，同时传感器正要接柜内24vdc;跳线为两线制电流信号。(以2正、3负为例)2、四线制时正极2是接收电流，3是负极。(四线制好处是传感器负极信号与柜内M为不同电平时不会影响精度很大，因为是传感器本身电流的回路)遇到四线制传感器时，一种方法是2接传感器正，3接传感器负，plc跳线为4线制电流。“传感器正与plc的3相连，2悬空，跳线为两线制电流。”此条在四线制和二线制传感器均适用，大家可以自己试验，好用的顶起来。(以2正、3负为例)3、四线制传感器与plc两线制跳线接法：信号线负与柜内M线相连。将传感器正与plc的3相连，2悬空，跳线为两线制电流。(以2正、3负为例)4、电压信号：2接传感器

9、正，3接传感器负，plc跳线为电压信号。2.3量程卡的设置量程卡 在模板的左侧装有量程卡，允许的设置为“A”，“B”，“C”和“D”，分别适用于不同的测量的类型和范围。在安装模板前必须正确地设置它。没有量程卡的模拟量模板具有适应电压和电流测量的不同接线端子，这样，通过正确地连接有关端子可以设置测量的类型。关于设置不同的测量类型及测量范围的简要说明印在模板上。对于这个工程，水位的测量采用的是二线制变送器，所以选择“D”，如图2-4所示。图2-42.4输入模块设置在“硬件”界面下设置好机架后，双击输入模块“ATBx12bit”，如下图：双击输入模块后会弹出一个执行框，点击“地址”后，将开始地址改为

10、“256”如下图：改完地址后，再点击“输入”，将“测量型号”中点击“2DMU”设置传感器的类型。（本次用的是两线的变送器）。如下图：4 软件设计4.1AI系统 建立一个西门子硬件模块在添加好电源和CPU后，在配置文件中选择AI模块如图4-1 图4-1在添加完成时在硬件系统中会出现此模块如图4-2 图4-2在此操作成功后双击进行选择，设置对话框点输入。如图4-3图4-3在选择完成后点确定，就可以了，然后就是程序编写。4.1 AI程序在S7-300中AI模块的程序已经，厂方已经写好，只要进行功能模块的调用就好了，调用方法 如图4-4图4-4在图4-4的下对话框下找到FC105功能块，如图4-5图4

11、-5IN：使能端。HI_LIM：高线。L0_LIM：低线。BIPOLAR：极性。RET_VAL：报错存入。OUT：输出的值（液位）致谢本人的课题报告一直是在指导老师章小通的悉心指导下进行的。章老师治学态度严谨，学识渊博，为人和蔼可亲。并且在整个学习过程中，章老师不断对我得到的结论进行总结，并提出新的问题，使得我的课题学习能够深入地进行下去，也使我接触到了许多理论和实际上的新问题，使我做了许多有益的思考。在此表示诚挚的感谢和由衷的敬意。同时,也要感谢学校给予我这个深造的平台，浓厚的学术氛围，舒适的学习环境！在此，我还要感谢在一起共同学习的同学们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至设计的顺利完成。特别感谢教我们的陈老师，对本课题做了不少工作，给予我不少的帮助。论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们！谢谢参考文献【1】西门子（中国）有限公司,SimaticStep7程序设计编程手册【2】程周，可编程序控制器