【西门子自动化课程】 (23).docx

全集成自动化(TIA)解决方案培训教材第二局部第二章模拟量处理这个手册由西门子自动化与驱动集团教育合作部(automationanddrivetechno1.ogy,SiemensA&DCooperateswithEdUCation)以培训为目的编写。西门子对其内容不做任何形S的保证。手册的传播或若宓制,包括其内容的使用与发表仅作为公共教育及职业培训之用。其他情况需要西门子自动化与驱动集团教育合作部的书面许可(KnUS1.先生，E-Maitmichae1.)。违者必究。西门子保存所有权力，包括翻译，以及专利权、实用新型或外观设计专有权。感谢YiChae1.DZia1.IaSEngineering公司、职业学校的教师们，和其他有关朋友为本手册的编写做出的奉轼。目录：1. 前言42. 模拟信号63. STEP7中的数据类型74. 数学运算94. 1固定小数点数的计算(INT和DINT)94.2 浮点数运算(REA1.)94.3 数据格式转换操作105. 输入/输出模拟量125.2 输入和规格化模拟后125.2.规格化和输出模拟量13以下符号代表的含义；信息程序例如注意第二章第二局部介绍的是STEP7程序的附加功能。学习目标：这一章，读者将学习模拟量怎样在SIMTICS7中输入、处理和输出模拟信号ST即7中的数据类型数学运算ST即7中的数据类型转化输入和规格化模拟量规格化和输出模拟量根本条件:为了这局部内容的顺利进行，我们希望读者具备以卜的基础知识:Windows95/98/2000/ME/NET的根本操作知识用STEP7对P1.C编程的根本知识（例如学习了第局部第三章）需要的硬件和软件：1 PC,Windows95/98/2000/ME/NET的操作系统，以及最小：133MHz.64MB的RAM,65MB的空余磁盘空间。最正确：500MHz,128MB的RAM.65MB的空余磁盘空间。2 STEP75.x软件。3 一个PC用VPI接口.4 一个装有CPU3152DP的P1.CSIMTICS7300,组态举例：一电源：PS3072-CPU：CPU315-2DP-数字式输入：D1.16xDC24V一数字式输出：DO16xDC24V0.5A模拟信号模拟信号与数字信号不同，数字信号只接受两种信号“电压到达24伏”和"电压未到达O伏”，而模拟信号能在某一范围内划分出你想得到的很多电压.一个典型的例子是作为模拟信号传送器的电压计。通过调节电阻旋钮的位置可以到达从零开始直到最大电压.下面是模拟量测显在控制系统技术中的例子： 温度-50-150oC 流量O2001/min 转速5001500R/min 等等.这些模拟量通过测星:传感器都可以变成电信号。举例来说,500-1500Rmin的转速可以转换成0-10V的电压，当转速为865Rmin时，测量传感器输出的电压为+3.65V,如果想用可编程序控制器(P1.X)来实现相同的测量，电压、电流或电阻值必须首先转换成数字信号，这称为模一数转换(A/D转换).这意味着上面例子中3.65V的电压可转化成相同含义的二进制数字信号。更多时候用二进制数字来表示数字信号。如果只用1位.OAOV20mA1.OV11Bit2048例如描述。一IOV的电压范围，那么只能代表一个区域。如果用2位来描述05V或5-IoY的电压范围，那么可以划分成四个单独的区域，02.5/2.5-5/5-7.5/7.5IOVs通常模数转换在控制系统工程中占8或11位。8位可以有256个单独区域，11位可以有2048个单独区域»10V:2048=0,0048828mst><5mV可以，MSTEP7中的数据类型在SINATICS7提供了很多种不同格式的数据类型，卜表列出了根本数据类型。类型和描述所占位敏格式选项范BI及数值表示法保值及高tt）例如BoO1.(位)1布尔文本TRUE/FA1.SETRUEBYTE（字节）8十六进制数B#16ff0toBS1.WFFBff1.6W10WORD字）16二进制数2tt0to280Oo1.oOoO000000卜六进制数Wtt60toW16SFFFFW#16«100OBCDCSOto(999C#998无符号的十进制数BS<0,0)toB4(255,255)fW<10,20)DWORD(双字)32二迸IM数2tt0to2tt1.1.1.1.11111111-1111-1111.1111I1.1.1.I1.1.1.2ttIO(X)01.0-1000I01.1011.0111.1.1.1.1.卜六进制数ym8o(X)ooooto1.X柞IGttFFFFFFFFy1.6OO21234无符号的r进制数W(0,0,0,0)toB8<255,255,255,255)Btt<1.,14,100,120)INT(整数)16付符号的十进制数-32768to327671DINT（整数，32位32有符号的十进制数1.tt-2M7483648to1.«21474836471.tt1.REA1.（浮点数）32IEEE浮点数上限r±3.102823e*38下限:±1.115495e-381.234567e+13S5TIME(SIMATICBt间)16S7时间,每步IOms（缺省值）S5T0H,0M.OS_IOMStoS512H46M30SOMSandS5T»0HOMOSOMSS5T0H1MOS.OMSS5TIM11HIMOSOMSTIME(IHCWffBj)32IEC时间.每步1m，带符弓整数-T"24D20H31M23S648MStoTtt24D20H31M.23S647MST#0!)IHIMOSOMSTIMEitODIHH1.j)SOMSDATE(IEC日期)16IECHW1.,每步1天Wt1.99O-1.-1.toD2168-12-31DATEttI991-3-15TIMEOFDAY(Rff11J)32时间每步IiISTogo:0:0.0toTO1W23:59:59.999TIME01.'DAYS1.:10:3.3CHAR(字符)8ASCII字符'V,'B'etc.,B,注;t：在模拟量:处理中，INT和REA1.的数据格式扮演了很重要的用色，因为输入的模拟加在Iwr格式中以实数的形式存在.由丁INT格式会造成舍入误差，在更精确的数据处理中，只能使用REA1.格式。4.1 固定小数点数的计算(IFCT和DINT)使用固定小数点数，力口、减、乘、除等整数的数学操作成为可行。然而，由于不考虑小数点后面的数，会造成舍入误差。操作所占位数功能+116将累加器1低字中的内容与累加器2低字中的内容相加，结果保存到累加器1低字中>>-I16将累加器2低字中的内容减去累加落1低字中的内容，结果保存到累加器1中。*116将累加落2低字中的内容乘以累加器1低字中的内容.结果保存到累加器1中。/116将累加曙2低字中的内容除以累加器1低字中的内容，商保存到累加器1低字中，余数保存到累加器1的高字中。+D32将累加器1中的内容与累加器2中的内容相加，结果保存到累加器1中。-D32将累加器2中的内容减去累加器1中的内容，结果保存到累加器1中。D32将累加器2中的内容乘以累加器1中的内容,结果保存到累加器1中。/D32将累加落2中的内容除以累加得1中的内容，仅把商保存到累加器1中。MOD32将累加得2中的内容除以累加涔1中的内容，仅把金数保存到累加器I中.4.2 浮点数运算(REA1.)使用浮点数可以完成很多的数学操作。小数点的正确位置在这里要尤其注意。OperationFunction+R将累加器I（32位标准IEEE浮点数，下同）和累加器2（32位标准IEEE浮点数，卜.同）中的内容相加，结果保存在累加器1中。-R将累加器2中内容减去累加器1中的内容,结果保存在累加器1中.*R符累加器2中内容乘以累加器1中的内容，结果保存在累加器1中。/R将累加器2中内容除以累加罂1中的内容，结果保存在累加罂1中。SORT对累加器1中的内容求平方根，结果保存在索加器I中。SQR对累加器1中的内容求平方，结果保存在累加器1中。1.N对累加器I中的内容求自然时数，结果保存在累加器1中。EXP对累加器1中的内容求指数（以e为底），结果保存在累加潺1中。SIN把累加器1中的内容作为以弧度表示的角度，求其正弦，结果保存在累加器I中。COS把累加器1中的内容作为以弧度表示的角度，求其余弦，结果保存在累加器1中。TAN把累加器I中的内容作为以弧度表示的角度，求其正切，结果保存在累加器1中.ASIN计算累加器1中内容的反正弦，结果保存在累加器1中。ACOS计算累加器1中内容的反余弦，结果保存在累加器1中。ATN计算累加器1中内容的反正切，结果保存在累加器1中。4.3 数据格式转换操作因为数字的格式不总是适合以后重要的操作，因此要对数字进行格式转换操作。OperationFunctionBTIBCD转成整数（16位）。将累加罂1低字中的二进制编码十进制数转换成整数（16位）。BTDBCD转成整数（32位）。将累加罂1中的二进制编码十进制数转换成整数（32位）。ITB整数（16R）转成BCD。将累加器1低字中的整数（16位）转换成二进制编码十进制数。ITD整数（16位）转成双整数（32位）。将累加器1低字中的整数（16位）转换成双整数（32位）。DTB双整数（32位）转换成BC1.1.将累加器1中的双整数（32位）转换成二进制编码十进制数。DTR双整数（32位）转换成浮点数（32位,IEEE-FP）.将累加器1中的双整数（32位）转换成浮点数（32位，IEEE-IT）,RND取整。将累加器1中的32位IEEE浮点数转换成32位整数（双整数）。如果被转换数字的小数局部位丁奇数和偶数之间，该指令选择偶数结果。RND+取整为较大的双整数。该指令将结果取整为大于或等于该浮点数的圾小整数。RND-取整为较小的双整数。该指令将结果取整为小于或等于该浮点数的城大整数.TRUNC截尾取整。该指令取结果为被转换浮点数的整数局部。注意I在模拟量处理的情况下，模拟证处于INT格式，由于格式的舍入误差，应该将其转换成REA1.格式。如果不能直接转换，就先用11D指令将其转换成DiKr格式，然后再用DTD指令转换成REA1.格式.5. 输入/输出模拟量模拟量输入在P1.C中作为一个字的信息,这个字的存取使用以下指令:1.P1.WX作为“模拟输入字的装入”TPQWX作为“模拟输出字的传送"每一个模拟量（“信道”）都分配r一个外围的输入输出字.格式是整数的r11型.输入输出字的地址依赖于模块的初始地址。如果把模拟模块插在插槽4那么它的缺省初始地址为256。以后的模拟模块的初始地址按每个插槽16米增加。这个缺省的初始地址可以在硬件配置衣中逐条显示并核对。插槽6的第一路模拟输入的地址是PIW288,第二路模拟输入的地址是P1.W290,第一路模拟输出的地址是MW288,等等.在P1.C的进步操作（数字化）中，模拟用转换与模拟输入输出相同。SM334模块带有4路模拟输入和2路模拟输出，当模拟信号从。到IOV,0to20m时，数字量的范困如下：ArWVOnbunpec1.atobr1.Ve1111deebc1.beeAnebpoiipsngs这些数字量需要经常通过P1.C中的进步处理来规格化。5.1. ，入和短格化模拟量如果一个模拟量已转化成了数字量，在P1.C能处理它之前还必须经过规格化。同样的，从外国设备来的模拟输出量也需要规格化。在STEP7的程序中，规格化在数学操作中进行。所以数学操作应该尽可能的精确，将要规格化的值必须转化成REA1.的数据类型,这样舍入误差的影响可以最小.练习：在卜.面的例子中，从O到IOV的值中输入到插在插槽6的模拟模块中。目前这个值是一个整数（16位），应该规格化100到100o之间的REA1.格式，并以双字MinO保存在位储存器中。语句表的解决方案：1.PIW288/0到IoV的模拟员输入包含0到27648个整数（16位）ITD/16位整数值转换成32位整数DTR32位整数转化成实数1.2.7648e+4/R除以实数276481.9.000e+2/R/乘以实数900(1000100)1.I.000e+2/+R/加上实数100（补偿值）TMD1.O把100到100O规格化成REA1.格式5.2. 规格化和输出模拟如果个额定值正在或将要用于模拟辘出模块，则必须将它规格化。在STEP7的程序中，规格化在数学操作中进行。要被规格化的数据必须转化成REA1.的数据类型，这样舍入误差可以尽可能的小。举例：下面的例子中，100到100O的值以REA1.格式的双字MD20保存在位储存器中，应该用模拟输出模块SM334（PQW288）把从0到IoY的值规格化。语句表的解决方案:1.MD20实数格式100到100O的值1.1.000e+2/-R/诚去实数值100（补偿值）1.9.000e+2/R/除以实数值9001.2.7648e+4/*R/乘以实数值27648RND/舍入成整数TIPW288/实数0到27648（16位）对应模拟输出值0到IoY