浅谈西门子S7-1200PLC的模拟量转换，附实例演示

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今天来简单探讨一下西门子S7-1200PLC的模拟量使用方法。

实际工业应用中常常由传感器采集压力、温度、速度等非电信号，并将这些非电量转换为电压或电流信号再传输给PLC、单片机等控制系统，此时这些信号均为模拟量。我们往往要对PLC中采集的模拟量信息进一步的加工处理，方便用来计算、比较、显示等。

模拟量转换的相关设置

S7-1200(1214C)内部集成了2路模拟量信号输入通道，分别为通道0和通道1，也就是可以同时接收并处理两个传感器输入的模拟信号，对应的地址为IW64和IW66（长度为一个字，16位），在TIA PROTAL中选中PLC的“常规”—“AI”标签项可以进行查看和设置。

S7-1200PLC模拟量转换的工作原理

假设PLC的AI0口外接了一个温度传感器，传感器将测得的温度值转换为一个范围为0～10V的连续电压信号输入给PLC。模拟量经过PLC内部的A/D转换后被转换成了范围0～27648的数字量并存储在特定地址的寄存器中。具体的转换流程如下图所示。

如何将模拟量输入转换的数字值还原成对应的物理量？

例：某个压力传感器的量程为0～0.1MPa，转换成对应的电压信号为0～5V,设转换后地址IW64中的数值为N，尝试求以Pa为单位的压力值。

电压转换成数字信号后存入IW64的数值为N

在博途软件中编写对应的PLC程序如下：

在编写梯形图程序时有以下两点需要特别注意：

1)因为PLC执行除法指令时会丢掉余数而只保留商值，这样会影响计算的精度，所以在编写梯形图程序计算压力值时要注意先乘后除。

2)IW64中的数据类型为整型（INT）,该值乘以100000后其结果会超出int的范围，所以必须先应用CONV指令将数据类型转换为DInt。

F&C 资讯分享｜传感器原理与应用

概述

现代信息技术的三大支柱是传感器技术（信息采集），通信技术（信息传输），计算机技术（信息处理）

传感器：是一种能把特定的信息转换成某种可用信号输出的器件和装置

传感器的组成：敏感元件、转换元件、信号调理和转换电路（辅助电源）

传感器的发展趋势：新原理、新材料、新工艺、微型化、多功能、集成化、智能化、多源融合、网络化。

传感器是物联网的感官，可感知探测采集获取对象信息，是物联网全面感知的主要部件。

物联网：物联网就是物物相连的互联网，将各设备按照协议与互联网结合，形成网络交换信息通讯。

传感器的基本特性

传感器的静态特性：指当输入量为常数或变化极慢时，传感器的输入输出特性，包括线性度、迟滞、最大重复偏差、灵敏度。由漂移和稳定性，分辨率和阈值、精确度等性能指标描述

传感器动态特性：当输入量随时间变化时讨论传感器的动态特性，是指传感器输出对随时间变化的输入量的响应特性（时间常数t，固有频率W，阻尼系数ξ）

传感器动态特性主要指标：

①阶跃响应特性（最大偏移量、迟滞时间、上升时间、巅峰时间、响应时间）

②频率响应特性（幅频特性、相频特性、通频带、工作频率、固有频率、相位误差、跟随角）

各类传感器

电阻式传感器

电阻应变效应：金属导体的电阻值随它受力所产生随机械形变的大小而发生变化的现象称为电阻应变效应。

电容式传感器

嘉准电容式接近传感器

电容传感器类型：

①、变面积型：测量范围大，用于测线位移、角位移

②、变极距型：灵敏度高，用于小位移测量

③、变介质型：用于液面高度、介质厚度测量

电感式传感器

嘉准电感式接近传感器

电感式传感器：利用线圈自感互感变化实现非电量电测的一种装置

超声波传感器

嘉准超声波传感器

超声波：频率高于20KHz的波称为超声波，几千赫兹到几十兆赫兹

超声波在通过两种介质时会发生反射，折射和波形转换

常用的超声波传感器探头形式：

兼用型传感器：发射和接收元件放在一起

专用型传感器：发射和接收器件各自独立

原理：通过定时控制电路，触发逻辑电路放大检波电路数据处理电路，将检测超声波信号变换为有关距离的信号，利用时钟脉冲对发送和接收之间的延迟时间计数，计数值与每个计数脉冲周期时间乘积为超声波传播时间

超声波测厚原理：当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头，通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。

光栅传感器

嘉准安全光栅传感器

光栅传感器基本原理：根据莫尔条纹原理制成的计量光栅

莫尔条纹：两光栅叠合形成，透光部分叠加，光通过后形成亮带；不透光部分叠加，光线无法透过，形成暗带。

特点：莫尔条纹间距对光栅栅距有放大作用；对光栅栅距局部误差有误差平均效应，能提高测量精度

新型光敏传感器

嘉准槽型光电传感器

原理：光敏传感器的工作原理就是把光信号转变成电信号，然后通过电信号反应出来。

在日常生活中，不少人会碰到人体感应灯、光控玩具、照相机等等，其实这些都用的到光敏传感器。在传感器中有一个光敏电阻，光线的强弱都会刺激到光敏电阻，而光敏电阻就会产生相应的反应传给其他元件，经过其他元件的处理光信号就会转变成电信号，因此就可以达到控制开关的目的，非常好用。

文章部分来源于CSDN博主「柈涌」的原创文章。

原文链接：

https://blog.csdn.net/weixin_40381254/article/details/85267287

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