一种量程转化指令库在西门子PLC中的应用

邵振荣，闾 浩，丁肖璞

（扬力集团股份有限公司，江苏 扬州 225000）

1 传统模拟量使用的弊端

传统的模拟量程序设计时，设计员首先需要去熟悉该模块的每个地址对应什么功能，其次要知道每个地址要实现相应功能需赋什么样的值等，还有模块的一些繁琐的设置，费时费力。

2 本文所述指令库的系统构成以及转换关系

本文所探讨的电控系统主PLC采用西门子SMART200 CPU单元。系统组成如图1所示。

因为 A/D（模 /数）、D/A（数 /模）转换之间的对应关系，S7-200 SMART CPU内部用数值表示外部的模拟量信号，两者之间有一定的数学关系。这个关系就是模拟量/数值量的换算关系。例如，使用一个0-20mA的模拟量信号输入，在S7-200SMART CPU内部，0-20mA对应于数值范围0-27648；对于4-20mA的信号，对应的内部数值为5530-27648。

图1 系统组成

如果有两个传感器，量程都是0-16MPa，但是一个是0-20mA输出，另一个是4～20mA输出。它们在相同的压力下，变送的模拟量电流大小不同，在S7-200SMART内部的数值表示也不同。显然两者之间存在比例换算关系。模拟量输出的情况也大致相同。

上面谈到的是0～20mA与4～20mA之间换算关系，但模拟量转换的目的显然不是在S7-200 SMART CPU中得到一个0-27648之类的数值；对于编程和操作人员来说，得到具体的物理量数值（如压力值、流量值），或者对应物理量占量程的百分比数值要更方便，这是换算的最终目标。

通用比例换算公式如下：

Ov=[（Osh-Osl）*（lv-lsl）/（lsh-lsl）]+Osl

其中：Ov：换算结果

Iv：换算对象

Osh：换算结果的高限

Osl：换算结果的低限

Ish：换算对象的高限

Isl：换算对象的低限

模拟量输入输出之间的关系如图2所示。

图2 输入输出之间的关系

将这种关系做成一个库指令，可以直接方便地调用。如图3所示，圈出部分即为本文所介绍的模拟量量程转化库指令。

3 实际操作简介及示例程序

结合本文所介绍配置，实际使用时，选择模拟量模块可轻松选择输入输出类型以及范围，其余一般默认即可。如图4所示。

图3 模拟量量程转化库

图4 模拟量模块设置

图5 模拟量转换程序示例

模拟量转换程序如图5所示（以变频器频率0～50Hz为例）。

从实际程序中，我们可以明显看出SMART的库指令极大的减少了设计工作者的劳动时间。设计员不需要去熟悉具体地址，因为模拟量模块在配置时已经指定了地址，更不需要去了解每个地址需要去赋什么值。我们只需要根据我们的实际需要，改变指令输入端的比例关系即可。

4 结束语

在自动化快速发展的今天，工业4.0已经势在必行，广大工控人都在积极的去追求和探索更方便、快捷以及更稳定的控制方式，它带给我们的不仅仅是个人工作上的前进的一小步，更是整个社会工控向前迈进的一大步。