3.1 模拟量控制概述

3.1.1 模拟量控制简介

1.模拟量控制

在工业控制中，某些输入量（如压力、温度、流量和液位等）是连续变化的模拟量信号，某些被控对象也需模拟信号控制，因此要求PLC有处理模拟信号的能力。

由于PLC内部执行信号的均为数字量，因此模拟量处理需要完成有两方面任务：一是将模拟量转换成数字量（A/D转换）；二是将数字量转换为模拟量（D/A转换）。

2.模拟量处理过程

模拟量处理过程，如图3-1所示。这个过程分为以下几个阶段：

1）模拟量信号的采集，由传感器来完成。传感器将非电信号（如温度、压力、液位和流量等）转化为电信号。注意此时的电信号为非标准信号。

2）非标准电信号转化为标准电信号，此项任务由变送器来完成。传感器输出的非标准电信号传送给变送器，经变送器将非标准电信号转换为标准电信号。根据国际标准，标准信号有两种类型，分别为电压输出型和电流输出型。电压输出型的标准信号为DC1～5V；电流输出型的标准信号为DC4～20mA。

图3-1 模拟量处理过程

3）A/D转换和D/A转换。变送器将其输出的标准信号传送给模拟量输入扩展模块后，模拟量输入扩展模块将模拟量信号按照一定的比例关系转化为数字量信号，再经过PLC运算，将其结果输出或直接驱动输出继电器，从而驱动数字量负载，或再经模拟量输出模块实现D/A转换后，输出模拟量信号控制模拟量负载。

3.1.2 模块扩展连接

S7-200 SMART PLC本身有一定数量的I/O点数，其地址分配也是固定的。当I/O点数不够时，通过连接I/O扩展模块或安装信号板，可以实现扩展。扩展模块一般安装在PLC本机的右端，最多可以扩展6个扩展模块；扩展模块可以分为数字量输入模块、数字量输出模块、数字量输入输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、模拟量输入输出模块、热电阻输入模块和热电偶输入模块。

扩展模块的地址分配由I/O模块的类型和模块在I/O链中的位置决定。数字量I/O模块的地址以字节为单位，某些CPU和信号板的数字量I/O点数如果不是8的整数倍，最后一个字节中未用的位不会分配给I/O链中的后续模块。

CPU、信号板和各扩展模块的起始地址分配，如图3-2所示。用系统块组态硬件时，编程软件STEP 7-Micro/WIN SMART会自动分配各模块和信号板的地址。

图3-2 扩展模块连接及起始地址分配