模拟量计算原理+库程序

假设模拟量的标准电信号是 A0—Am（如：4—20mA），A/D转换后数值为D0—Dm（如：6400—32000） ，设模拟量的标准电信号是A，A/D转换后的相应数值为D，由于是线性关系，函数关系

A＝f（D）可以表示为数学方程：

A＝（D－D0）×（Am－A0）／（Dm－D0）＋A0。 根据该方程式，可以方便地根据D值计算出A值。将该方程式逆换，得出函数关系D＝f（A）可以表示为数学方程： D＝（A－A0）×（Dm－D0）／（Am－A0）＋D0。

具体举一个实例，以S7-200和4—20mA为例，经A/D转换后，我们得到的数值是 6400—32000，即A0＝4，Am＝20，D0＝6400，Dm＝32000 ，代入公式，得出：A＝（D－6400）×（20－4）／（32000－6400）＋4，假设该模拟量与AIW0对应，则当AIW0的值为12800时，相应的模拟电信号是6400×16／25600＋4＝8mA。

又如，某温度传感器，－10—60℃与4—20mA相对应，以T表示温度值，AIW0为PLC模拟量采样值，则根据上式直接代入得出：T = 70×（AIW0－6400）／25600－10 可以用T 直接显示温度值。

模拟量值和A/D转换值的转换理解起来比较困难， 该段多读几遍， 结合所举例子，就会理解。为了让您方便地理解，我们再举一个例子：

某压力变送器，当压力达到满量程5MPa时，压力变送器的输出电流是20mA，AIW0的数值是32000。可见，每毫安对应的A/D值为32000/20，测得当压力为0.1MPa时，压力变送器的电流应为4mA ，A/D值为（32000/20）×4＝6400。由此得出，AIW0的数值转换为实际压力值（单位为KPa）的计算公式为：VW0的值 ＝ (AIW0的值－6400)(5000－100)/(32000－6400)＋100 （单位：KPa）

编程实例

您可以组建一个小的实例系统演示模拟量编程。本实例的的CPU 是CPU222，仅带一个模拟量扩展模块EM235，该模块的第一个通道连接一块带4—20mA变送输出的温度显示仪表，该仪表的量程设置为0—100度，即0度时输出4mA，100度时输出20mA。温度显示仪表的铂电阻输入端接入一个220欧姆可调电位器。

通用比例换算公式

模拟量的输入/输出都可以用下列的通用换算公式换算： Ov = [(Osh - Osl)*(Iv - Isl)/(Ish - Isl)] + Osl

它们之间的关系可以图示如下： 

图1. 模拟量比例换算关系 

实用指令库

在STEP 7-Micro/WIN Programming Tips（Micro/WIN编程技巧中）的Tip38就是关于如何实现上述转换的例程。为便于用户使用，现已将其导出成为“自定义指令库”，用户可以添加到自己的Micro/WIN编程软件中应用。

模拟量比例换算指令库和例子

注意：此指令库/程序的作者和拥有者对于该软件的功能性和兼容性不负任何责任。使用该软件的风险完全由用户自行承担。由于它是免费的，所以不提供任何担保，错误纠正和热线支持，用户不必为此联系西门子技术支持与服务部门。 在这个指令库中，子程序Scale_I_to_R可用来进行模拟量输入到S7-200内部数据的转换；子程序Scale_R_I可用于内部数据到模拟量输出的转换。 

编程举例

西门子模拟量指令库的用法如下图所示：

审核编辑 ：李倩