本文以EM235為例講解S7-200模擬量編程，主要包括以下內容：

1、模擬量擴展模塊接線圖及模塊設置

2、模擬量擴展模塊的尋址

3、模擬量值和A/D轉換值的轉換

4、編程實例

模擬量擴展模塊接線圖及模塊設置

EM235是最常用的模擬量擴展模塊，它實現了4路模擬量輸入和1路模擬量輸出功能。下面以EM235為例講解模擬量擴展模塊接線圖，如圖1。

圖1

圖1演示了模擬量擴展模塊的接線方法，對于電壓信號，按正、負極直接接入X＋和X－；對于電流信號，將RX和X＋短接后接入電流輸入信號的“＋”端；未連接傳感器的通道要將X＋和X－短接。

對于某一模塊，只能將輸入端同時設置為一種量程和格式，即相同的輸入量程和分辨率。（后面將詳細介紹）

EM235的常用技術參數：

模擬量輸入特性
模擬量輸入點數	4
輸入范圍	電壓（單極性）0～10V 0～5V 0～1V      0～500mV 0～100mV 0～50mV
電壓（雙極性）±10V ±5V ±2.5V ±1V  ±500mV  ±250mV ±100mV ±50mV  ±25mV
電流0～20mA
數據字格式	雙極性 全量程范圍-32000～+32000單極性 全量程范圍0～32000
分辨率	12位A/D轉換器
模擬量輸出特性
模擬量輸出點數	1
信號范圍	電壓輸出 ±10V電流輸出0～20mA
數據字格式	電壓-32000～+32000電流0～32000
分辨率電流	電壓12位電流11位

下表說明如何用DIP開關設置EM235擴展模塊，開關1到6可選擇輸入模擬量的單/雙極性、增益和衰減。

EM235開關	單/雙極性選擇	增益選擇	衰減選擇
SW1	SW2	SW3	SW4	SW5	SW6
					ON	單極性
					OFF	雙極性
			OFF	OFF			X1
			OFF	ON			X10
			ON	OFF			X100
			ON	ON			無效
ON	OFF	OFF						0.8
OFF	ON	OFF						0.4
OFF	OFF	ON						0.2

由上表可知，DIP開關SW6決定模擬量輸入的單雙極性，當SW6為ON時，模擬量輸入為單極性輸入，SW6為OFF時，模擬量輸入為雙極性輸入。

SW4和SW5決定輸入模擬量的增益選擇，而SW1，SW2，SW3共同決定了模擬量的衰減選擇。

根據上表6個DIP開關的功能進行排列組合，所有的輸入設置如下表：

單極性	滿量程輸入	分辨率
SW1	SW2	SW3	SW4	SW5	SW6
ON	OFF	OFF	ON	OFF	ON	0到50mV	12.5μV
OFF	ON	OFF	ON	OFF	ON	0到100mV	25μV
ON	OFF	OFF	OFF	ON	ON	0到500mV	125uA
OFF	ON	OFF	OFF	ON	ON	0到1V	250μV
ON	OFF	OFF	OFF	OFF	ON	0到5V	1.25mV
ON	OFF	OFF	OFF	OFF	ON	0到20mA	5μA
OFF	ON	OFF	OFF	OFF	ON	0到10V	2.5mV
雙極性	滿量程輸入	分辨率
SW1	SW2	SW3	SW4	SW5	SW6
ON	OFF	OFF	ON	OFF	OFF	±25mV	12.5μV
OFF	ON	OFF	ON	OFF	OFF	±50mV	25μV
OFF	OFF	ON	ON	OFF	OFF	±100mV	50μV
ON	OFF	OFF	OFF	ON	OFF	±250mV	125μV
OFF	ON	OFF	OFF	ON	OFF	±500	250μV
OFF	OFF	ON	OFF	ON	OFF	±1V	500μV
ON	OFF	OFF	OFF	OFF	OFF	±2.5V	1.25mV
OFF	ON	OFF	OFF	OFF	OFF	±5V	2.5mV
OFF	OFF	ON	OFF	OFF	OFF	±10V	5mV

6個DIP開關決定了所有的輸入設置。也就是說開關的設置應用于整個模塊，開關設置也只有在重新上電后才能生效。

輸入校準

模擬量輸入模塊使用前應進行輸入校準。其實出廠前已經進行了輸入校準，如果OFFSET和GAIN電位器已被重新調整，需要重新進行輸入校準。其步驟如下：

A、 切斷模塊電源，選擇需要的輸入范圍。

B、 接通CPU和模塊電源，使模塊穩定15分鐘。

C、 用一個變送器，一個電壓源或一個電流源，將零值信號加到一個輸入端。

D、 讀取適當的輸入通道在CPU中的測量值。

E、 調節OFFSET（偏置）電位計，直到讀數為零，或所需要的數字數據值。

F、 將一個滿刻度值信號接到輸入端子中的一個，讀出送到CPU的值。

G、 調節GAIN（增益）電位計，直到讀數為32000或所需要的數字數據值。

H、 必要時，重復偏置和增益校準過程。

EM235輸入數據字格式

下圖給出了12位數據值在CPU的模擬量輸入字中的位置

圖2

可見，模擬量到數字量轉換器（ADC）的12位讀數是左對齊的。最高有效位是符號位，0表示正值。在單極性格式中，3個連續的0使得模擬量到數字量轉換器（ADC）每變化1個單位，數據字則以8個單位變化。在雙極性格式中，4個連續的0使得模擬量到數字量轉換器每變化1個單位，數據字則以16為單位變化。

EM235輸出數據字格式

圖3給出了12位數據值在CPU的模擬量輸出字中的位置：

圖3

數字量到模擬量轉換器（DAC）的12位讀數在其輸出格式中是左端對齊的，最高有效位是符號位，0表示正值。

模擬量擴展模塊的尋址

每個模擬量擴展模塊，按擴展模塊的先后順序進行排序，其中，模擬量根據輸入、輸出不同分別排序。模擬量的數據格式為一個字長，所以地址必須從偶數字節開始。例如：AIW0，AIW2，AIW4……、AQW0，AQW2……。每個模擬量擴展模塊至少占兩個通道，即使第一個模塊只有一個輸出AQW0,第二個模塊模擬量輸出地址也應從AQW4開始尋址，以此類推。

圖4演示了CPU224后面依次排列一個4輸入/4輸出數字量模塊，一個8輸入數字量模塊，一個4模擬輸入/1模擬輸出模塊，一個8輸出數字量模塊，一個4模擬輸入/1模擬輸出模塊的尋址情況，其中，灰色通道不能使用。

圖4

模擬量值和A/D轉換值的轉換

假設模擬量的標準電信號是A0—Am（如：4—20mA），A/D轉換后數值為D0—Dm（如：6400—32000），設模擬量的標準電信號是A，A/D轉換后的相應數值為D，由于是線性關系，函數關系A＝f（D）可以表示為數學方程：

A＝（D－D0）×（Am－A0）／（Dm－D0）＋A0。

根據該方程式，可以方便地根據D值計算出A值。將該方程式逆變換，得出函數關系D＝f（A）可以表示為數學方程：

D＝（A－A0）×（Dm－D0）／（Am－A0）＋D0。

具體舉一個實例，以S7-200和4—20mA為例，經A/D轉換后，我們得到的數值是6400—32000，即A0＝4，Am＝20，D0＝6400，Dm＝32000，代入公式，得出：

A＝（D－6400）×（20－4）／（32000－6400）＋4

假設該模擬量與AIW0對應，則當AIW0的值為12800時，相應的模擬電信號是6400×16／25600＋4＝8mA。

又如，某溫度傳感器，－10—60℃與4—20mA相對應，以T表示溫度值，AIW0為PLC模擬量采樣值，則根據上式直接代入得出：

T=70×（AIW0－6400）／25600－10

可以用T 直接顯示溫度值。

模擬量值和A/D轉換值的轉換理解起來比較困難，該段多讀幾遍，結合所舉例子，就會理解。為了讓您方便地理解，我們再舉一個例子：

某壓力變送器，當壓力達到滿量程5MPa時，壓力變送器的輸出電流是20mA，AIW0的數值是32000。可見，每毫安對應的A/D值為32000/20，測得當壓力為0.1MPa時，壓力變送器的電流應為4mA，A/D值為（32000/20）×4＝6400。

由此得出，AIW0的數值轉換為實際壓力值（單位為KPa）的計算公式為：

VW0的值＝(AIW0的值－6400)(5000－100)/(32000－6400)＋100（單位：KPa）

編程實例

您可以組建一個小的實例系統演示模擬量編程。本實例的的CPU是CPU222，僅帶一個模擬量擴展模塊EM235，該模塊的第一個通道連接一塊帶4—20mA變送輸出的溫度顯示儀表，該儀表的量程設置為0—100度，即0度時輸出4mA，100度時輸出20mA。溫度顯示儀表的鉑電阻輸入端接入一個220歐姆可調電位器，簡單編程如下：

溫度顯示值＝（AIW0-6400）/256

編譯并運行程序，觀察程序狀態，VW30即為顯示的溫度值，對照儀表顯示值是否一致。