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西门子S7-1500 模拟量模块读取数据程序编写
发布时间:2024-03-28

模拟量模块工作的基本原理是:通过模数转换器(A-D转换),将模拟量信号转换成数字量信号。并且以二进制补码的形式表示,占用两个字节,共16位,最高位为符号位。

16位二进制补码表示的数值范围是-32768~+32767,但模块的测量范围却不与数值范围相同。

测量范围为-27648~+27648,比如测量的电压为±10V,那么对应关系就是:

-10V=-27648

+10V=+27648

数值范围测量范围的不同,可以表示当传感器输入信号超限时的数据,这样CPU就能对故障进行诊断。

下表是输入信号与转换的数字值之间的对应关系:

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1、模拟量值的规范化

无论外部的信号是什么(温度、压力、流量、速度),这些信号经模块转换后都用-27648~+27648范围的整数表示,这个整数没有单位,更不容易记忆。

我们在程序中使用模拟量时,如果程序中的数值和实际中的情况一致,那么将会更加方便。把无意义的数值转换成有实际意义的数据,就是模拟量的规范化。

2、SCALE指令

在经典STEP7软件中通过库的方式,提供规范化程序模块,在博途中把这些常用的功能块做成了指令。

SCALE指令就相当于经典STEP7中的FC105,用法相同。

示例:利用压力传感器通过4-20mA信号,采集压力值,压力变送器量程0~0.6MPa,如果利用SCALE指令采集模拟量数据,如下图所示:

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IN:模拟量数据地址,在硬件组态中可查到具体地址,以%IW开头(与经典STEP7不同)。

HI_LIM:量程上限,本示例为压力变送器上限量程0.6,数据类型为浮点数。

LO_LIM:量程下限,本示例为压力变送器上限量程0.0,数据类型为浮点数。

RET_VAL:错误代码,当转换出错时可根据代码提示查找错误。

OUT:转换值,通过指令规范化后的实际值,数据类型为浮点数。

BIPOLAR:极性选择,0=单极性,1=双极性。

除了利用SCALE指令进行数据转换,当然你也可以自己利用数学方法,构造出转换程序,博途中提供很方便的指令。

但是不建议这么做,既然有了SCALE指令再去自己写算法,显然这么做很浪费精力。这些指令经过了多次验证,肯定不会出问题,自己编写的程序,容易出差错。

在博途中增加了缩放SCALE_XNORM_X标准化两个指令,也可以通过这两个指令进行规范化,但要比SCALE指令复杂点,可以试着自己编写。

3、循环采集

对于模拟量信号,在短时间内不会出现很大的波动,没必要在主程序中每个周期都扫描采集,可以利用循环中断,实现固定时间间隔进行采样。

新建一个组织块,类型选择为Cyclic interrupt(循环中断),如下图所示:

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上图中的时间间隔单位是μs,数值范围250~60000000(250μs~60s)

把我们编写的模拟量采集程序块,拖拽到循环中断OB30中,即可实现每隔500ms对模拟量进行一次采样。


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