一種量程轉化指令庫在西門子PLC中的應用

邵振榮，閭 浩，丁肖璞

（揚力集團股份有限公司，江蘇 揚州 225000）

1 傳統模擬量使用的弊端

傳統的模擬量程序設計時，設計員首先需要去熟悉該模塊的每個地址對應什么功能，其次要知道每個地址要實現相應功能需賦什么樣的值等，還有模塊的一些繁瑣的設置，費時費力。

2 本文所述指令庫的系統構成以及轉換關系

本文所探討的電控系統主PLC采用西門子SMART200 CPU單元。系統組成如圖1所示。

因為 A/D（模 /數）、D/A（數 /模）轉換之間的對應關系，S7-200 SMART CPU內部用數值表示外部的模擬量信號，兩者之間有一定的數學關系。這個關系就是模擬量/數值量的換算關系。例如，使用一個0-20mA的模擬量信號輸入，在S7-200SMART CPU內部，0-20mA對應于數值范圍0-27648；對于4-20mA的信號，對應的內部數值為5530-27648。

圖1 系統組成

如果有兩個傳感器，量程都是0-16MPa，但是一個是0-20mA輸出，另一個是4～20mA輸出。它們在相同的壓力下，變送的模擬量電流大小不同，在S7-200SMART內部的數值表示也不同。顯然兩者之間存在比例換算關系。模擬量輸出的情況也大致相同。

上面談到的是0～20mA與4～20mA之間換算關系，但模擬量轉換的目的顯然不是在S7-200 SMART CPU中得到一個0-27648之類的數值；對于編程和操作人員來說，得到具體的物理量數值（如壓力值、流量值），或者對應物理量占量程的百分比數值要更方便，這是換算的最終目標。

通用比例換算公式如下：

Ov=[（Osh-Osl）*（lv-lsl）/（lsh-lsl）]+Osl

其中：Ov：換算結果

Iv：換算對象

Osh：換算結果的高限

Osl：換算結果的低限

Ish：換算對象的高限

Isl：換算對象的低限

模擬量輸入輸出之間的關系如圖2所示。

圖2 輸入輸出之間的關系

將這種關系做成一個庫指令，可以直接方便地調用。如圖3所示，圈出部分即為本文所介紹的模擬量量程轉化庫指令。

3 實際操作簡介及示例程序

結合本文所介紹配置，實際使用時，選擇模擬量模塊可輕松選擇輸入輸出類型以及范圍，其余一般默認即可。如圖4所示。

圖3 模擬量量程轉化庫

圖4 模擬量模塊設置

圖5 模擬量轉換程序示例

模擬量轉換程序如圖5所示（以變頻器頻率0～50Hz為例）。

從實際程序中，我們可以明顯看出SMART的庫指令極大的減少了設計工作者的勞動時間。設計員不需要去熟悉具體地址，因為模擬量模塊在配置時已經指定了地址，更不需要去了解每個地址需要去賦什么值。我們只需要根據我們的實際需要，改變指令輸入端的比例關系即可。

4 結束語

在自動化快速發展的今天，工業4.0已經勢在必行，廣大工控人都在積極的去追求和探索更方便、快捷以及更穩定的控制方式，它帶給我們的不僅僅是個人工作上的前進的一小步，更是整個社會工控向前邁進的一大步。