西门子代理商PLC中国(授权)广东东莞一级代理商

模拟量模块的工作原理在于通过模/数转换器（A/D转换器），实现将连续的模拟量信号转化为离散的数字量信号。这一转换过程得到的数字量信号以二进制补码形式呈现，占据两个字节的空间，总共16位，其中Zui高位作为符号位。

尽管16位二进制补码能够表示-32768至+32767的数值范围，但模块的实际测量范围并不与之完全吻合，而是设定在-27648至+27648之间。例如，当测量的电压为±10V时，对应的数字值便是-27648和+27648。这种数值范围与测量范围的不一致，允许系统在传感器输入信号超出正常范围时记录数据，从而便于CPU进行故障诊断。

下面列出了输入信号与转换后的数字值之间的对应关系表格。

1、模拟量值的标准化

不论外部信号是何种类型（如温度、压力、流量、速度等），经模块转换后，都将以-27648至+27648范围内的整数形式表达。这些整数不具备特定的单位，且难以记忆。因此，在程序中使用模拟量时，将无意义的数值转换为具有实际意义的数据显得尤为重要，这一过程被称为模拟量的标准化。

2、SCALE指令

在STEP7等经典软件中，标准化程序模块以库的形式提供，而在博途（TIA Portal）中，这些常用功能被封装成了指令。SCALE指令与STEP7中的FC105功能块用法相似，用于实现模拟量数据的标准化处理。

例如，当使用压力传感器通过4-20mA信号采集压力值时，若压力变送器的量程为0~0.6MPa，则可以利用SCALE指令进行数据采集和标准化。该指令需要设置模拟量数据地址（可在硬件组态中查询，通常以%IW开头）、量程上限和下限、错误代码输出以及标准化后的实际值输出等参数。

此外，SCALE指令还支持极性选择（0=单极性，1=双极性），以适应不同应用场景的需求。

虽然可以通过数学方法自行编写转换程序，但博途已经提供了经过验证的SCALE指令，因此不建议重复造轮子。这些指令的稳定性高，出错概率低，能够显著提高开发效率。

除了SCALE指令外，博途还提供了SCALE_X和NORM_X等标准化指令，它们的功能更为复杂，但同样可以实现模拟量的标准化处理。开发者可以根据自身需求选择合适的指令进行编程。

3、周期性采集

由于模拟量信号在短时间内通常不会发生显著变化，因此无需在主程序中每个周期都进行扫描采集。为了降低系统负担并提高数据处理效率，可以利用循环中断功能实现固定时间间隔的采样。通过创建一个类型为Cyclic interrupt（循环中断）的组织块，并设置合适的时间间隔（单位：μs，范围250~60000000），然后将模拟量采集程序块拖拽到循环中断OB30中，即可实现周期性采样。在本例中，我们设置的时间间隔为500ms，即每隔500ms对模拟量进行一次采样。