西门子6ES7235-0KD22-0XA8性能参数

设置模拟量模块的常规属性(如图4)。

　　图4 设置模拟量模块的常规属性

　　C、设置模拟量模块的地址属性，输出属性，这里采用电压输出。模拟量输出模块可以诊断下列故障：组态/参数分配错误;接地短路(仅对于电压输出);断线(仅对于电流输出);无负载电压L+。

　　D、保存硬件配置并下载，通过“在线"命令可以读出该模块的信息，包括故障信息。

　　(3)软件编程

　　跟模拟量输入编程一样，模拟量输出也可以采用MOVE指令来进行，如将数值10000送入到PQW128，这时候可以测得该通道的模拟量输出电压为3.62V。

西门子S7-200 PLC在直流电源监控器中的应用

1 知道

直流电源设备是电力系统*的辅机设备。供给断路器分合闸用电，后备电池充电以及二次回路的仪器仪表等低压设备用电都采用直流电源。目前国内发电厂及变电站使用的直流电源设备已广泛采用高频整流模块为功率单元，为了对整个直流系统进行合理的实时监控、管理，本文设计了一种基于西门子s7-200plc［1］的高频直流监控器。其功能主要是实时采集直流系统的电压、电流及供电支路的开关状态等运行参数，并对数据进行分析处理，判断直流系统的运行工况，并根据pid控制理论进行实时运行控制和故障处理，并对蓄电池进行在线监测，为电力综合自动化控制系统提供安全、稳定、可靠的直流电源。

2 系统硬件组成及工作原理

系统硬件组成原理框图如图1所示。系统主要由高频直流监控器（以下简称监控器）、模拟量采样板、高频整流模块等组成。其中监控器是整个系统的核心部分，主要由西门子s7-216cpu配以em-235模拟量模块、中国台湾人机电子mt-510t触摸屏等组成。

3 程序设计

3.1 程序流程图设计

plc终端软件采用stl语言编写，程序设计采用模块化，功能化结构，便于维护、扩展。为提高终端的抗干扰能力，软件控制中采用了数字滤波、故障自检、控制口令等措施，保证控制操作的正确性和可靠性。装置plc主要程序流程如图2所示，主要由初始化程序、数据采集处理子程序、时钟处理子程序、充电转换子程序、故障报警及保护子程序、交流中断子程序、pid调节计算子程序、硅链投切控制子程序等组成。

           、

主程序始终处于循环运行状态，其中初始化程序主要完成系统的初始化，设定各寄存器、计数器、plc工作模式、定时器中断、通讯方式等参数初始值等。然后不断调用模拟量采集及处理子程序对系统数据进行实时采集；调用充电程序运行方式子程序决定监控器的运行方式；调用故障报警及保护子程序判断故障报警及保护继电器输出；调用时钟处理子程序对蓄电池充电程序各种运行时间累计；调用交流电中断子程序保证系统在交流中断后自动恢复；调用硅链投切子程序根据系统设置的控母电压定值对硅链进行自动投切控制；调用通讯子程序（中断方式）实现与上位机监控系统及其它智能设备通讯。

模拟量模块设置

　　应用模拟量模块EM231时，需要根据输入信号的规格设置右下角的DIP开关。DIP开关只对输入信号有效，并且对所有的输入通道都是相同的。EM231带模拟量输入通道的模块，还分别有电位器用于对输入信号进行校正。EM231上的增益电位器用于调整输入信号和转换数值的放大关系。EM231模块的DIP开关功能

　　模拟量模块的接线

　　模拟量输入模块可以通过DIP拨码开关设置为不同的测量方法。开关的设置应用于整个模块，一个模块只能设置为一种测量范围。(注:开关设置只有在重新上电后才能生效) ，EM231的接线如图2所示。

　　模拟量比例换算

　　因为A/D（模/数）、D/A（数/模）转换之间的对应关系，S7-200 CPU内部用数值表示外部的模拟量信号，两者之间有一定的数学关系。这个关系就是模拟量/数值量的换算关系。

　　例如，使用一个0 - 20mA的模拟量信号输入，在S7-200 CPU内部，0 - 20mA对应于数值范围0 - 32000；对于4 - 20mA的信号，对应的内部数值为6400 - 32000。

　　如果有两个传感器，量程都是0 - 16MPa，但是一个是0 - 20mA输出，另一个是4 - 20mA输出。它们在相同的压力下，变送的模拟量电流大小不同，在S7-200内部的数值表示也不同。显然两者之间存在比例换算关系。模拟量输出的情况也大致相同。

　　上面谈到的是0 - 20mA与4 - 20mA之间换算关系，但模拟量转换的目的显然不是在S7-200 CPU中得到一个0 - 32000之类的数值；对于编程和操作人员来说，得到具体的物理量数值（如压力值、流量值），或者对应物理量占量程的百分比数值要更方便，这是换算的终目标。

　　模拟量的输入/输出都可以用下列的通用换算公式换算：

　　Ov = [(Osh - Osl)*(Iv - Isl)/(Ish - Isl)] + Osl

　　其中：

　　Ov: 换算结果

　　Iv: 换算对象

　　Osh: 换算结果的高限

　　Osl: 换算结果的低限

　　Ish: 换算对象的高限

　　Isl: 换算对象的低限

　　模拟量数据格式与寻址

　　模拟量输入/输出数据是有符号整数，占用一个字长（两个字节），所以地址必须从偶数字节开始。模拟量的转换精度为12位，但在PLC中表示为-32000－+32000之间的整数值（实际上数值可以是整个16位有符号整数的范围，但标准输入信号如10V/20mA被标定为对应32000，模拟量超过标准值一点也因此可以表示）。在S7-200中，单极性模拟量输入/输出信号的数值范围是 0 - 32000；双极性模拟量信号的数值范围是 -32000－+32000。

Labview是实验室虚拟仪器工程工作台（Labview Virtual Instruments Engineering Workbench）的简称，是美国国家仪器公司开发的虚拟仪器开发平台软件，它的功能强大灵活，可以广泛应用于自动测量系统、工业过程自动化、实验室仿真等各个领域。

Labview使用图形化编程语言编程，简单直观，极大节省程序开发时间，同时Labview可提供丰富的库函数和功能模块，可完成各种各样的编程任务。

Labview*重要的功能在于它可提供数据采集与分析库，能连接总线接口硬件、VXI仪器及GPIB和串口仪器。

图1 基于Labview开发平台的虚拟仪器

国内使用的很多仪器都提供了串口通讯功能，利用Labview的串口通讯函数可轻易与这些仪器连接，通过串口进行数据传送。

本文以OMRON的CPM1A型PLC为例，详细说明了在Labview中如何利用已有的串口通讯函数集来与PLC进行串口通讯。