模拟量扩展模块

3.3　模拟量扩展模块

在工业控制系统中，温度、压力、流量、液位、成分、转速等物理量经传感器或变送器转换为直流电压、直流电流、毫伏电压、电阻等模拟信号，这些信号需要经A/D转换变成数字量信号后才能被PLC所处理。而执行器、变频器要求PLC输出模拟信号，从而实现对介质流量、电机转速的控制。模拟量I/O扩展模块的主要任务就是实现A/D转化（模拟量输入）和D/A转化（模拟量输出）。在加热炉温度控制系统中，用热电偶或热电阻实现被测参数炉温检测，热电偶或热电阻输出的毫伏或电阻信号送给PLC热电偶或热电阻扩展模块，将毫伏或电阻信号转换成电压信号后经信号滤波、电平转换等预处理后，由A/D转换器将其转换成与加热炉温度成比例的数字量，与设定值相比较得到偏差信号，并按控制规律对偏差信号进行运算，将运算结果作为控制信号经D/A转化（由模拟量输出模块完成）变成4～20mA电流信号，作为执行器输入信号用以改变调节阀的开度，从而实现对天燃气流量的调节，实现对加热炉温度的自动控制。

S7-200PLC有三种模拟量扩展模块，其中EM 231为模拟输入扩展模块；EM 232为模拟输出扩展模块；EM 235为模拟输入/输出扩展模块。其中EM 231、EM 235均提供4路无隔离（现场与逻辑电路间）差分模拟信号输入，技术数据如表3-6所示。

表3-6　S7-200PLC模拟量扩展模块模拟输入技术数据表

EM 232模拟输出扩展模块提供无隔离（现场与逻辑电路间）两路模拟量输出，EM 235为模拟输入/输出扩展模块提供一路无隔离模拟量输出，技术数据如表3-7所示。

表3-7　S7-200PLC模拟量扩展模块模拟输出技术数据表

模拟量扩展模块提供了模拟量输入/输出扩展功能，可适用于复杂的控制场合直接与传感器和执行器相连12 位的分辨率和多种输入/输出范围能够不用外加放大器而与传感器和执行器直接相连。当实际应用变化时，PLC可以相应地进行扩展，同时用户程序的调整也非常容易。扩展模块具有与CPU基本单元相同的安装特点，S7-200PLC的扩展模块种类很多，安装固定方式与CPU基本单元相同。如果需要扩展模块较多时，模块连接起来会过长，这时可以使用扩展转接电缆重叠排布。常用的安装固定方式可采用在标准导轨上将安装模块卡装在紧挨CPU右侧的导轨上，通过总线连接电缆与CPU互相连接，这种方式称为标准导轨安装；用螺钉将模块安装在柜板上，模块装在CPU右边，相互之间用总线连接电缆连接，这种安装方式建议在剧烈振动的情况下使用，这种方式称为面板安装。两种安装方式如图3-11所示。

图3-11　模拟量扩展模块安装