模拟量模块的使用及信号的采集与处理

1、电气控制综合实验报告模拟量模块的使用及信号的采集与处理院（系、部）：姓 名：学 号：班 级：专 业：指导教师： 2011年1月10日 北京一、实验目的1、熟悉S7-300模拟量模块的软硬件正确使用方法（硬件安装接线及软件的设置）。2、掌握模拟量数据输入输出模块转换原理、输入输出编程方法及调试环境STEP7的使用。3、熟悉可编程序控制器的工作原理、主要参数、硬件结构、模块特性、安装配置及指令系统、程序设计、调试方法。实验内容涉及常用低压电器、电气控制线路；可编程序控制器的配置及硬件组态、外部连接；编程与调试环境STEP7的使用；项目的创建、软件规划、程序编辑及综合调试。二、实验要求1、熟悉实验所

2、需的设备、模块及元器件，编程所需的软件环境和硬件条件。2、熟悉测量所需的信号源、仪表。3、用尽可能直观的方式检验实验结果是否正确。4、了解测量系统的速度和精度。三、实验原理通过模拟量输入模块采集模拟量（标准的电压信号），由模拟量输出模块输出电压。四、实验设备西门子S7-300PLC、装有STEP7 计算机、万用表及实验电源。五、实验步骤1、连线具体连线如图1、图2图1图2原理连线图如图3图31、硬件组态 总体硬件组态如图4图4 总体硬件组态硬件参数设置如图5图5 硬件参数设置2、模拟量输入/输出模块 选中槽号7，插入通用模拟量输入/输出模块AI4/AO2(6ES7 334-0KE00-0AB0

3、)，该模块有4输入通道、2输出通道，精度为12bit+符号，测量方法：电压、电阻、温度，测量范围（010V、10K、Pt 100），输出范围（010V）。3、模块参数设置3.1、General（常规）：Short（模拟量大概介绍）、Order No（产品订单号）、Name（产品名称）。参数设置如图6图6 General参数设置 3.2、Addresses（输入/输出通道地址）：System Default（系统缺省）、Process image（过载映像）。参数设置如图7图7 Addresses参数设置 3.3、Inputs（输入通道具体设置）：Measuring Type（测量信号类型）：E

4、（电压），Intergration Time（整定时间），Measuring Range（测量信号范围）：选择不同类型输入信号，选择对应的信号范围，本实验为010V。参数设置如图8图8 Inputs参数设置3.4、Outputs（输出通道具体设置）：Type of Outpus（输出信号类型）：E（电压），Outpu Range（输出信号范围）：010V。参数设置如图9图9 Outputs参数设置4、程序清单 MOVE指令为功能框图形式的传送指令，IN为被传送数据输入端；OUT为数据接收端；EN为是使能端（这里常为1）。程序梯形图如图10图10 程序梯形图5、电压信号的转换精度采集精度与模拟量

5、模块有关，该模块A/D转换的位数为12位，其分辨率为12+符号位。0V对应电压输出值如图11图11 0V对应电压输出值9.5V对应电压输出值如图12图12 9.5V对应电压输出值六、实验结果 110V电压测量值和分析值如表1表1 测量值和分析值数据表经分析，输出电压和电压源电压的差值是偶然出现，其他时间相同。结果原因：旋钮调节电压源电压是手动可能不稳。 万用表量程选择20V（小数位一位），电压表量程固定值为30V（小数位一位）。 设备中电阻消耗电压，使得所测数值不准确。 最后一组数据电源电压最大值为9.7（旋钮到头）将输出电压和十进制数据绘图，并线性拟合，（拟合度为1即100%）结果如图13图13 数据拟合图七、参考文献1 陈立定.电气控制与可编程控制器的原理及应用M.机械工业出版社，20042 廖常初.S7-300/400PLC应用技术M.机械工业出版社，2007. 93 李国勇.可编程控制器实验教程M.电子工业出版社，2008.94 秦益霖.西门子S7-300PLC应用技术M.电子工业出版社，2007.45 柴瑞娟等.西门子PLC编程技术及工程应用M.机械工业出版社，2007.76 胡学林.可编程控制器原理及应用M.电子工业出版社，20077 孟晓芳等.西门子系列变频器及其工程应用M.机械工业出版社，2008.88