西门子S7-400模块CPU416F-3PN/DP

时间：2023-06-15

作者：浔之漫智控技术（上海）有限公司

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在工业生产控制过程中，特别是在连续型的生产过程中，经常会要求对一些物理量如温度、压力、流量等进行控制。这些物理量它们都是随时间而连续变化的。在控制领域把这些随时间连续变化的物理量叫模拟量。

我们在使用模拟量的时候，首先要了解几个概念，传感器、变送器、执行器还有AD转换器、DA转换器等。

那么这里所说的传感器，我们常用的传感器有哪些呢?常用的有温度传感器，又包括了热电阻和热电偶这两种类型，还有压力传感器、湿度传感器等等。传感器是用于模拟量输入的，用于采集外部的温度、湿度、压力等信号。

温度探头一般不可以直接接入常用模拟量模块，需要接入**温度模块，或者加变送器。一般压力传感器也不能直接接入模拟量模块，一般是购买自带变送器，或者使用压力变送器。

那么当传感器和变送器结合使用的时候可以将非电物理量转换成统一的标准电量。这就是传感器和变送器的一个作用。

传感器和变送器转换出来的是一个标准电量，是电信号，我们的PLC是不能直接接收电信号的，那么就需要一个转换，也就是AD转换，将模拟量转换成数字量。在我们PLC这边，AD转换器其实就是一个模拟量的输入模块，而DA转换器就是模拟量的输出模块。

而对于模拟量输出，我们是做模拟量控制变频器速度，从而控制电机速度;或者是模拟量控制伺服力矩和速度控制;又或者是模拟量控制比例阀的开度控制等。

接着再说一下常用的模拟量信号，也就是电压、电流。常用的电压范围：0~10V，-10~ 10V，0~5V，-5V~ 5V，其中常用的是0~10V的电压信号。常用的电流范围：0~20mA，4~20mA，-20mA~ 20mA，其中常用的是4~20mA的电流信号。

我们在做模拟量控制的时候，模拟量的转换是很重要的。比如说0~10V的电压信号，从实际量程转换成模拟量，然后模拟量转换成数字量，后是数字量转换成量程进行输出，不管这样的过程其实是可以进行简化的。

简化之后，是如下图的对应关系。

我们可以得出这个一个公式。(数字量上限-数字量下限)/(量程上限-量程下限)=(数字量值-数字量下限)/(量程值-量程下限)，如下图所示。有了这样的公式，我们进行模拟量换算的时候就非常方便啦。

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