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03
模擬量與數字量的轉換

在實際的工程項目中，讀者往往采集溫度、壓力、流量等信號，那么在程序中如何處理這些模擬量信號呢？換句話說編寫模擬量程序的目的是什么呢？編寫模擬量程序的目的是將模擬量轉換成對應的數字量，最終將數字量轉換成工程量（物理量）。

模擬量轉換為工程量分為單極性和雙極性兩種。雙極性的-27648對應工程量的最小值，27648對應工程量的最大值。

單極性模擬量分為兩種，即4-20mA和0-10V、0-20mA。

（1）第一種為4-20mA,是帶有偏移量的。

因為4mA為總量的20%，而20mA轉換為數字量為27648，所以4mA對應的數字量為5530。模擬量轉換為數字量是S7-1200PLC完成的，讀者要在程序中將這些數值轉換為工程量。

（2）第二種是沒有偏移量的

沒有偏移量的是如0-10V、0-20mA等模擬量，27648對應最大工程量，0對應工程量的最小值。

（3）模擬量信號（0-10V、0-5V或0-20mA）在S7-1200PLC CPU內部用0-27648的數值表示（4-20mA對應5530-27648），這兩者之間有一定的數學關系，如圖3-5-5

圖3-5-5 模擬量信號與數字量曲線

04
標準化指令和縮放指令

（1）標準化指令（NORM_X）

NORM_X指令：使用“NORM_X”指令，可將輸入VALUE中變量的值映射到線性標尺對其標準化。使用參數MIN和MAX定義輸入VALUE值范圍的限值：

LAD	參數	數據類型	說明
	EN	BOOL	允許輸入
	ENO	BOOL	允許輸出
	MIN	整數、浮點數	取值范圍的下限
	VALUE	整數、浮點數	要標準化的值
	MAX	整數、浮點數	取值范圍的上限
	OUT	浮點數	標準化結果

注意：可以從指令框“<???>”下拉列表中選擇該指令的數據類型。

標準化指令的計算公式是：OUT= (VALUE - MIN) / (MAX - MIN)，其中 (0.0 <= OUT <= 1.0)，計算原理如圖3-5-6

圖3-5-6 標準化指令公式對應計算原理圖

用一個例子來說明標準化指令（NORM_X）的使用，梯形圖如圖3-5-7所示：

當I0.0閉合激活標準化指令，要標準化的VALUE存儲在MW10中，VALUE的范圍是0-27648，將VALUE標準化的輸出范圍是0.0-1.0。假設MW10中是13824，那么MD12中的標準化的結果是0.5。

圖3-5-7 標準化指令示例

（2）縮放指令（SCALE_X）

SCALE_X指令：使用“SCALE_X”指令，可將輸入VALUE的值映射到指定的值范圍來對其縮放。當執行縮放指令時，輸入VALUE的浮點值會縮放到有參數MIN和MAX定義的值范圍?？s放結果為整數，存儲在OUT輸出中?？s放指令參數見下表：

LAD	參數	數據類型	說明
	EN	BOOL	允許輸入
	ENO	BOOL	允許輸出
	MIN	整數、浮點數	取值范圍的下限
	VALUE	整數、浮點數	要標準化的值
	MAX	整數、浮點數	取值范圍的上限
	OUT	浮點數	標準化結果

注意：可以從指令框“<???>”下拉列表中選擇該指令的數據類型。

縮放指令的計算公式是：OUT= VALUE (MAX - MIN) + MIN，其中 (0.0 <= VALUE <= 1.0)，計算原理如圖3-5-8；

用一個例子來說明標準化指令（NORM_X）的使用，梯形圖如圖3-5-8所示，當I0.0閉合激活標準化指令，要標準化的VALUE存儲在MD16中，VALUE的范圍是0-27648，將VALUE標準化的輸出范圍是0-27648。假設MD10中是0.5，那么MW20中的標準化的結果是13824。

圖3-5-8 縮放指令示例
四、任務實施

本任務的實施步驟主要分為PLC接線、IO地址分配以及程序設計思路：

01
IO地址分配

輸入地址	說明	溫度顯示地址	說明
IW64	模擬量輸入	MD24	溫度顯示

02
程序設計思路

1）使用標準化指令，把采集過來的模擬量值進行標準化，標準化后的范圍值在0.0-1.0之間。

2）再使用縮放指令，把標準化后的數值進行縮放，縮放后的范圍值在溫度傳感器量程（-50.0-200.0℃）范圍之間。

03
程序設計

五、經驗與總結

1、模擬量的換算，主要是要理解模擬量與數字量之間的關系。

2、在本任務中，主要使用的是標準化和縮放指令進行模擬量采集換算，換算的時候要注意數字量及工程量數值的填寫，以免換算錯誤。

3、在上述例子中，溫度傳感器的量程為-50℃-200℃，所以在縮放指令中需要正確填寫數值。

4、如果現場有多個溫度傳感器，可以使用帶參數子程序的方式編寫更加方便。

5、如果現場的傳感器是4-20mA電流輸出的，那么在標準化指令中的MIN管腳填寫的數值應該是5530，而不是0。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的基于西门子1200PLC模拟量测温案例2的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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