西门子S7-400主机架扩展部件，接口终端模块

西门子工程师：S7-300、400 PLC 模拟量输入输出的量程转换控制

湖南艾欧曼自动化设备有限公司转载

主要分享一个关于西门子S7-300、400PLC模拟量输入输出的量程转换控制，主要有以下内容：

一、模拟量输入、输出量程转换的概念

二、S7-300、400 PLC 模拟量输入、输出模板

1、需要使用的模板

2、涉及的信号类型

三、STEP 7 中模拟量输入、输出的编程

1、FC105、FC106 在哪里

2、FC105、FC106 功能描述

3、FC105、FC106 参数定义

4、FC105、 FC106例子程序

一、模拟量输入、输出量程转换的概念

实际的工程量，如压力、温度、流量、物位等要采用各种类型传感器进行测量。传感器将输出标准电压、电流、温度、或电阻信号供 PLC 采集，PLC 的模拟量输入模板将该电压、电流、温度、或电阻信号等模拟量转换成数字量——整形数(INTEGER)。在 PLC 程序内部要对相应的信号进行比较、运算时，常需将该信号转换成实际物理值（对应于传感器的量程）。而经程序运算后得到的结果要先转换成与实际工程量对应的整形数，再经模拟量输出模板转换成电压、电流信号去控制现场执行机构。这样就需要在程序中调用功能块完成量程转换。

如一个压力调节回路中，压力变送器输出 4-20mA DC 信号到 SM331 模拟量输入模板，

SM331 模板将该信号转换成 0-27648 的整形数，然后在程序中要调用 FC105 将该值转换成 0-10.0（MPa）的工程量（实数），经 PID 运算后得到的结果仍为实数，要用 FC106 转换为对应阀门开度 0-*的整形数 0-27648 后，经 SM332 模拟量输出模板输出 4-20mA DC 信号到调节阀的执行机构。

二、S7-300、400 PLC 模拟量输入、输出模板

1、需要使用的模板

使用西门子 S7-300、400 PLC 进行模拟量输入、输出需要使用的模板：

S7-300系列 PLC：SM331 系列模拟量输入模板；SM332 系列模拟量输出模板；SM334、335系列模拟量输入、输出模板。

S7-400系列 PLC：SM431 系列模拟量输入模板；SM432 模拟量输出模板。

2、涉及的信号类型：电压，电流，温度，电阻。

三、STEP 7 中模拟量输入、输出的编程

1、FC105、FC106 在哪里

在编程界面下，在 Program elements 中的 Libraries 下的 Standard Library 下的 TI-S7

Converting Blocks 中就可以找到，见下图：

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、FC106 功能描述

在编程界面下选中该功能块，按一下计算机键盘上的 F1 功能键，即可打开关于该功能块的在线帮助，包括该功能块的功能，管脚参数定义、例子程序等。建议用户使用STEP 7 在线帮助，可以提供全面的编程帮助。

FC105 功能描述

SCALE（FC105）功能将一个整形数 INTEGER（IN）转换成上限、下限之间的实际的工程值(LO_LIM and HI_LIM)，结果写到 OUT。公式如下：

OUT = [ ((FLOAT (IN) – K1)/(K2–K1)) * (HI_LIM–LO_LIM)] + LO_LIM

常数 K1 和 K2 的值取决于输入值（IN）是双极性 BIPOLAR 还是单极性 UNIPOLAR。

双极性 BIPOLAR：即输入的整形数为 –27648 到 27648，此时 K1 = –27648.0 ， K2 = +27648.0

单极性 UNIPOLAR：即输入的整形数为 0 到 27648，此时 K1 = 0.0 ， K2 =+27648.0

如果输入的整形数大于 K2，输出 (OUT) 限位到 HI_LIM, 并返回错误代码。 如果输入的整形数小于 K1，输出限位到 LO_LIM，并返回错误代码。

反向定标的实现是通过定义 LO_LIM > HI_LIM 来实现的。反向定标后的输出值随着输入值的增大而减小。

FC106 功能描述

UNSCALE（FC106）功能将一个实数 REAL (IN) 转换成上限、下限之间的实际的工程值(LO_LIM and HI_LIM)，数据类型为整形数。结果写到 OUT。公式如下：

OUT = [ ((IN–LO_LIM)/(HI_LIM–LO_LIM)) * (K2–K1) ] + K1

常数 K1 和 K2 的值取决于输入值（IN）是双极性 BIPOLAR 还是单极性 UNIPOLAR。

双极性 BIPOLAR：即输出的整形数为 –27648 到 27648，此时 K1 = –27648.0 ， K2 = +27648.0

单极性 UNIPOLAR：即输出的整形数为 0 到 27648，此时 K1 = 0.0 ， K2 =+27648.0

如果输入值在下限 LO_LIM 和上限 HI_LIM 的范围以外，输出 (OUT) 限位到与其相近的上限或下限值（视其单极性 UNIPOLAR 或双极性 BIPOLAR 而定），并返回错误代码。

3、FC105、FC106 参数定义

FC105 的参数定义

错误信息：

如输入的整形数大于 K2，则输出(OUT) 限位到 HI_LIM，并返回错误值。如输入的整形数小于K1，输出限位到 LO_LIM，并返回错误值。ENO 端的信号状态置为 0 且返回值 RET_VAL 为W#16#0008。

FC106 的参数定义

错误信息：

如果输入值在下限 LO_LIM 和上限 HI_LIM 的范围以外，输出 (OUT) 限位到与其相近的上限或下限值（视其单极性 UNIPOLAR 或双极性 BIPOLAR 而定），并返回错误代码。ENO 端的信号状态置为 0 且返回值 RET_VAL 为 W#16#0008。

4、FC105和FC106例子程序

FC105例子程序

如输入 I0.0 为 1，SCALE 功能被执行。下面的例子中，整形数 22 将被转换成 0.0 到 100.0 的实数并写到 OUT。输入是双极性 BIPOLAR，用 I2.0 来设置。

FC106例子程序

如输入 I0.0 为 1，UNSCALE 功能被执行。下面的例子中，实数 50.03978588 将被转换成 0.0到 100.0 的工程量，再转换成整形数并写到 OUT。输入是双极性 BIPOLAR，用 I2.0 来设置。

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。

西门子S7-400主机架扩展部件，接口终端模块系列订货号

一，发送器接口模块

1，6ES7460-0AA01-0AB0  SIMATIC S7-400，连接组件 发送 IM 460-0 用于* 耦合，无 SV 传输， 含 K 总线

2，6ES7460-1BA01-0AB0  SIMATIC S7-400，连接组件 发送 IM 460-1 用于* 耦合，带 SV 传输， 不带 K 总线

3，6ES7460-3AA01-0AB0  SIMATIC S7-400，连接组件 发送 IM 460-3 用于 分散耦合，大 102 m 含 K 总线

4，6ES7463-2AA00-0AA0  SIMATIC S7-400，连接组件 发送 IM 463-2 用于 分散耦合到 SIMATIC S5 扩展设备 通过 IM 314，至 600 m

二，接收器接口模块

1，6ES7461-0AA01-0AA0  SIMATIC S7-400，连接组件 接收 IM 461-0 用于 *耦合，无 SV 传输，含 K 总线

2，6ES7461-1BA01-0AA0  SIMATIC S7-400，连接组件 接收 IM 461-1 用于 *耦合，带 SV 传输，不带 K 总线

3，6ES7461-3AA01-0AA0  SIMATIC S7-400，连接组件 接收 IM 461-3 用于 分散耦合，大 102 m 含 K 总线

三，终端模块

1，6ES7461-0AA00-7AA0  SIMATIC S7-400,终端连接器 用于接收 IM 461-0

2，6ES7461-3AA00-7AA0  SIMATIC S7-400,终端连接器 用于接收 IM 461-3

四，IM电缆

1，6ES7468-1AH50-0AA0  SIMATIC S7-400，IM 电缆 含 K 总线，0.75 米

2，6ES7468-1BB50-0AA0   SIMATIC S7-400，IM 电缆 含 K 总线，1.5 m

3，6ES7468-1BF00-0AA0   SIMATIC S7-400，IM 电缆 含 K 总线，5 米

4，6ES7468-1CB00-0AA0   SIMATIC S7-400，IM 电缆 含 K 总线，10 m

5，6ES7468-1CC50-0AA0   SIMATIC S7-400，IM 电缆 含 K 总线，25 m

6，6ES7468-1CF00-0AA0   SIMATIC S7-400，IM 电缆 含 K 总线，50 m

7，6ES7468-1DB00-0AA0  SIMATIC S7-400，IM 电缆 含 K 总线，100 m

8，6ES7468-3AH50-0AA0  SIMATIC S7-400，IM 电缆 带 SV 传输，不带 K 总线 0.75 米

9，6ES7468-3BB50-0AA0  SIMATIC S7-400，IM 电缆 带 SV 传输，不带 K 总线 1.5 m