软件编程和模拟量处理

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1、.软件编程和模拟量处理  各个开关量控制、定时、计数、连锁等常规控制用顺序控制方式编在主程序中，这里不赘述。下面重点描述模拟量的处理问题。  作为一个主要控制条件，稀释罐液位，是通过液位传感器送出4-20mA模拟信号进到控制系统中，CPU通过模拟量扩展模块EM232读取该值，并分析、处理该值，在几个指定的液位高度时，输出信号去控制相应设备或发出报警信号。和该模拟量有关的几个基本数据：  · 对于EM231和CPU212的规定，输入0-20mA对应数据为0-32000， 每1mA增量，数据为1600。  · 

2、稀释罐液位0-1000mm对应着液位传感器输出4-20mA。液位增量62.5mm，输出为1mA。    · 考虑到液位的波动情况，设定最大波动在5mm（即增128个数），上升时取上限值，下降时取下限值。 编好软件后，输入到PLC中，接上仿真开关、信号发生器等，开始调试程序。在调试中发现，模拟量的输入值变化太大，观察AIW0，随着信号源从4-20mA变化，应该从0-32000变化，观察时看到，AIW0的后三位数字都在跳动，这种情况无法参与控制。经分析和试验，从硬件和软件两方面着手解决。 1、硬件接线 从S7-

3、200的安装手册中可以看出，模拟量模块A/D转换间无隔离，这样模块本身抗干扰能力弱。但没有该模块的详细电路，考虑从信号输入端着手，如果输入以参考端接到适当位置，可以减小干扰。最后作了3种接法实验：   （1）A_端独立。  （2）A_接到M，而M又接地。  （3）A_接到M，而M不接地。  实验比较以上3种情况后，发现第3种情况结果最好，如图2所示。第1种情况，A独立，因EM231是单端输入，所以A如果悬空，信号没有基准，可能干扰大；第2种情况，A接M而又同时接地，但在这种水处理现场一般不设为仪表专做的地线

4、，因而接地后，各种强电杂波信号都可以通过地线串进来，使干扰增强；第3种情况，A接M又不接地，形成了浮地输入，这种接地常被称为模拟地或小信号地，在一定情况下可以抑制某些干扰，实验证明使用这种处理方法有一定效果。从编程器读取AIW0值，基本上是后两位数字在跳。由于EM231的数据位是12位，而AIW0取值范围是0-32000，是16位，因此，在12位的8421码中，最后一位的一次跳变就是8，这样，后两位在跳变也属正常。     图2 EM231接线的改变  2、软件编程  针对上述情况，从软件入手，进一步调整了

5、模拟量输入的稳定状况。方法是从AIW0取输入值，求多次采样的平均值 依据计算出的平均值输出，去控制给粉机的运行。即：由于S7-200的指令处理较快，模数转换时间也短，在几十us，且模拟量读数灵敏度较高，而在本控制系统中，对转换时间要求不高，所以可以采用多次采样的平均值方法，来处理输入值。例如10次采样值如下： 16848、16832、16808、16840、16864、16856、16872、16880、16824、16848，这些值最大为16800，最小为16808，差为72，如果10次采样为128次，求

6、平均值后放到VW20中，这样VW20的每次读取时间还在ms级，完全满足实际要求。（实际观察结果为AIW0的变化：164616-14672；VW20的变化：14647-14651）。经过上述软件的处理后，当AIW0中的值在后两位跳变时，经处理后的模拟量VW20中的值只是个位在跳变，且是一个一个跳变，通过调试证明，采集数据又提高了一个数量级。  五、结束语  在实际使用中发现，这种机型的模拟量模块的抗干扰性能还不尽人意，但最近，西门子公司又推出了S7-22X系列的小型机，据说模拟量的隔离性能好于S7-21X系列

7、，待下次选用时在作了解。但软件的这种处理模拟量输入的方法完全可以采用。    1、将模拟量通道AIW0的数据通过I_DI指令转换为DINT数据类型，并存放入AC0中 2、将AC0中的数据使用DI_R转换为浮点数,目的是为了提升计算精度，因为西门子不允许整型数据直接转换为浮点数，因此必须通过1，2步骤转换。 -..3、将AC0-6400，因为4-20mA的采集在西门子200系列中是通过坐标移动进行的，也就是因为对于0-20mA来说，西门子S7-200的采集数据在0-32000，也就是说每mA对应的数值为320

8、00/20=1600，那么4-20mA就是6400-32000，因此要将输入值-6400来完成坐标的移动。 4、然后除以（DIV_R）25600来得到输入值占用整个输入范围的百分比，32000-6400=25600，25600就是4-20mA对应的输入范围。 5、然后通过乘以（MUL_R）100，就得到了0-100的数据。  通过上述程序，将输入的模拟量信号对应的6400-32000之间的数据转换为0-100之间