模拟量模块所支持的模拟值精度,如表1.1所示。
表1.1
单极性输入范围(例如,电压输入0~10V,对应值为0~27648),如表1.2所示。
表1.2
双极性输入范围(例如,电压输入-10~10V,对应值为-27648~27648),如表1.3所示。
表1.3
例如,表1.4中 12 位分辨率的模块,其数据从低字节的第四位(bit3)开始变化,其最小变化单位 23 = 8 ,bit0~bit2 则补“ 0 ”(红色图框为无效位)
表1.4
设该模拟量通道类型为电压0~10V,满量程电压值10V对应数据27648,其能识别的最小电压值为:
误差是A/D转换的实际值与真实值的接近程度。
模拟量转换的误差除了取决于A/D转换的分辨率,还受到转换芯片的外围电路的影响。在实际应用中,输入的模拟量信号会有波动、噪声和干扰,内部模拟电路也会产生噪声、漂移,这些都会对转换的值造成影响。这些因素造成的误差要大于 A/D 芯片的转换误差。
例如,6ES7 331-7KF02-0AB0,其基本误差限值如表2.1所示。
表2.1
目前常用的S7-300模板规格型号参见模板手册,下载链接
1)FC105/FC106 在哪里?
在编程界面下,在 “程序元素”中的 “库——> Standard Library ——> TI-S7 Converting Blocks”中可以找到,见图3.1:
图3.1
图3.2
注意:请不要使用 “S5-S7 Converting Blocks”下的 FC105,FC106,该路径下的功能是用于 S5 输入输出模板的,在 S7 输入输出模板上无法使用。
2) FC105功能描述
SCALE(FC105)功能接受一个整型值(IN),并将其转换为以工程单位表示的介于下限和上限(LO_LIM和HI_LIM)之间的实型值。将结果写入OUT。SCALE功能使用以下等式:
OUT = [ ((FLOAT (IN) - K1)/(K2 - K1)) * (HI_LIM - LO_LIM)] + LO_LIM
常数K1和K2根据输入值是BIPOLAR还是UNIPOLAR设置。
● BIPOLAR:假定输入整型值介于 -27648与27648之间,因此K1 = -27648.0,K2 = +27648.0
●UNIPOLAR:假定输入整型值介于0和27648之间,因此K1 = 0.0,K2 = +27648.0
如果输入整型值大于K2,输出(OUT)将钳位于HI_LIM,并返回一个错误。如果输入整型值小于K1,输出将钳位于LO_LIM,并返回一个错误。
通过设置LO_LIM > HI_LIM可获得反向标定。使用反向转换时,输出值将随输入值的增加而减小。
3) FC105的参数定义
参数 |
描述 |
数据类型 |
存储区 |
描述 |
EN |
输入 |
BOOL |
I、Q、M、D、L |
使能输入端,信号状态为1时激活该功能。 |
ENO |
输出 |
BOOL |
I、Q、M、D、L |
如果该功能的执行无错误,该使能输出端信号状态为1。 |
IN |
输入 |
INT |
I、Q、M、D、L、P、常数 |
欲转换为以工程单位表示的实型值的输入值。 |
HI_LIM |
输入 |
REAL |
I、Q、M、D、L、P、常数 |
以工程单位表示的上限值。 |
LO_LIM |
输入 |
REAL |
I、Q、M、D、L、P、常数 |
以工程单位表示的下限值。 |
BIPOLAR |
输入 |
BOOL |
I、Q、M、D、L |
信号状态为1表示输入值为双极性。信号状态0表示输入值为单极。 |
OUT |
输出 |
REAL |
I、Q、M、D、L、P |
转换的结果。 |
RET_VAL |
输出 |
WORD |
I、Q、M、D、L、P |
如果该指令的执行没有错误,将返回值W#16#0000。对于W#16#0000以外的其它值,参见"错误信息"。 |
故障信息:
如果输入整型值大于K2,输出(OUT)将钳位于HI_LIM,并返回一个错误。如果输入整型值小于K1,输出将钳位于LO_LIM,并返回一个错误。ENO的信号状态将设置为0,RET_VAL等于W#16#0008。
4) FC105例子程序
如果输入I0.0的信号状态为1 (激活),则执行SCALE功能。在本例中,整型值22将转换为介于0.0和100.0之间的实型值,并写入OUT。如I2.0的信号状态所示,该输入值为BIPOLAR。
如果该功能的执行没有错误,ENO和Q0.0的信号状态将设置为1,RET_VAL等于W#16#0000。
执行前:
IN ----------------------> MW10=22
HI_LIM ---------------> MD20=100.0
LO_LIM --------------> MD30=0.0
OUT -------------------> MD40=0.0
BIPOLAR ------------> I2.0=TRUE
执行后:
OUT ------------------> MD40=50.03978588
5) FC106 功能描述
UNSCALE(FC106)功能接收一个以工程单位表示、且标定于下限和上限(LO_LIM和HI_LIM)之间的实型输入值(IN),并将其转换为一个整型值。将结果写入OUT。UNSCALE功能使用以下等式:
OUT = [ ((IN - LO_LIM)/(HI_LIM - LO_LIM)) * (K2 - K1) ] + K1
并根据输入值是BIPOLAR还是UNIPOLAR设置常数K1和K2。
● BIPOLAR:假定输出整型值介于 -27648和27648之间,因此,K1 = -27648.0,K2 = +27648.0
● UNIPOLAR:假定输出整型值介于0和27648之间,因此,K1 = 0.0,K2 = +27648.0
如果输入值超出LO_LIM和HI_LIM范围,输出(OUT)将钳位于距其类型(BIPOLAR或UNIPOLAR)的指定范围的下限或上限较近的一方,并返回一个错误。
6) FC106 的参数定义
参数 |
描述 |
数据类型 |
存储区 |
描述 |
EN |
输入 |
BOOL |
I、Q、M、D、L |
使能输入端,信号状态为1时激活该功能。 |
ENO |
输出 |
BOOL |
I、Q、M、D、L |
如果该功能的执行无错误,该使能输出端信号状态为1。 |
IN |
输入 |
REAL |
I、Q、M、D、L、P、常数 |
欲转换为整型值的输入值。 |
HI_LIM |
输入 |
REAL |
I、Q、M、D、L、P、常数 |
以工程单位表示的上限值。 |
LO_LIM |
输入 |
REAL |
I、Q、M、D、L、P、常数 |
以工程单位表示的下限值。 |
BIPOLAR |
输入 |
BOOL |
I、Q、M、D、L |
信号状态为1表示输入值为双极性。信号状态0表示输入值为单极。 |
OUT |
输出 |
INT |
I、Q、M、D、L、P |
转换结果。 |
RET_VAL |
输出 |
WORD |
I、Q、M、D、L、P |
如果该指令的执行没有错误,将返回值W#16#0000。对于W#16#0000以外的其它值,参见"错误信息"。 |
故障信息:
如果输入值超出LO_LIM和HI_LIM范围,输出(OUT)将钳位于距其类型(BIPOLAR或UNIPOLAR)的指定范围的下限或上限较近的一方,并返回一个错误。ENO的信号状态将设置为0,RET_VAL等于W#16#0008。
7) FC106 例子程序
如果输入I0.0的信号状态为1 (激活),则执行UNSCALE功能。在本例中,标定于0.0和100.0之间的实型值50.03978588,将转换为一个整型值,并写入OUT。如I2.0的信号状态所示,该输入值为BIPOLAR。
如果该功能的执行没有错误,ENO和Q0.0的信号状态将设置为1,RET_VAL等于W#16#0000。
执行前:
IN ----------------------> MD10=50.03978588
HI_LIM ---------------> MD20=100.0
LO_LIM --------------> MD30=0.0
OUT -------------------> MW40=0
BIPOLAR ------------> I2.0=TRUE
执行后:
OUT ------------------> MW40=22
注意:通常在一个项目都有不只一个模拟量需要转换,FC105 和FC106 在程序中都可多次调用,调用的方法同上述例子程序。
1)SCALE/UNSCALE在哪里?
在TIA Portal中指令SCALE/UNSCALE的功能和STEP7中的FC105/FC106功能相同,用于模拟量输入/输出的编程。
编程界面下,在 “指令” 中的“基本指令 ——> 转换操作”中可以找到,见图4.1:
图4.1
2)SCALE/UNSCALE如何使用?
SCALE/UNSCALE指令的使用和FC105/FC106完全相同,对应引脚的定义也完全相同,使用方法请参加章节3。