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在工业控制中，某些输入量（如压力、温度、流量、转速等）是模拟量，某些执行机构（如电动调节阀和变频器等）要求PLC输出模拟量信号，而PLC的CPU只能处理数字量。
模拟量首先被传感器和变送器转换为标准量程的电流或电压，如 4～20 mA，1～5 V，0～10 V，PLC用A/D转换器将它们转换成数字量。
D/A转换器将PLC中的数字量转换为模拟量电压或电流，再去驱动执行机构，从而达到控制物理量的目的。
模拟量I/O模块的主要任务就是实现A/D转换（模拟量输入）和D/A转换（模拟量输出），以满足PLC控制的要求。
例如，在温度闭环控制系统中，炉温用热电偶或热电阻检测，温度变送器将温度转换为标准量程的电流或电压后送给模拟量输入模块，经A/D转换后得到与温度成正比的数字量，CPU将它与温度设定值比较，并按某种控制规律对差值进行运算，将运算结果（数字量）送给模拟量输出模块，经D/A转换后变为电流信号或电压信号，用来控制电动调节阀的开度，通过它控制加热用的天然气的流量，实现对温度的闭环控制。
A/D转换器和D/A转换器的二进制位数反映了它们的分辨率，位数越多，分辨率越高。在S7-200 的模拟量扩展模块中，A/D、D/A转换器的位数均为 12 位。
S7-200 PLC有 5 种模拟量扩展模块，包括 4 路模拟量输入模块EM231、2 路模拟量输出模块EM232、4 路模拟量输入/1 路模拟量输出混合模块EM235、4 路热电偶输入模块EM231 和 2 路热电阻输入模块EM231，可以根据实际情况来选择合适的转换模块。
S7-200 的模拟量模块使用比较简单，只要正确地选择好模块，了解接线方法并正确地对模块接线，不需要过多的准备与操作，就能顺利地实现模拟量的输入/输出。
模拟量输入模块是把来自现场设备的标准信号，经过滤波去掉干扰信号后，再通过A/D转换，将模拟量信号变换成PLC能够处理的数字信号，然后经过光电耦合器隔离后传送给PLC内部电路，供PLC CPU处理。这一过程如图 1-15 所示。
EM231 和EM235 模拟量输入模块的一些重要参数和说明如表 1-6 所示，其中包括用户在选型时最关心的模块极性、转换量程、输入/输出电压范围和A/D转换时间等参数。
图 1-15 模拟量输入信号处理过程
表 1-6 EM231 和EM235 模拟量输入模块重要参数及说明
带正负号的电流或电压在A/D转换后用二进制补码表示。对于不同的输入，都应该设置硬跳线（拨码开关）或软跳线（参数设定）。模拟量输入模块有多种单极性、双极性直流电流、电压输入量程，可以用模块上的DIP开关来设置，见表 1-7 和表 1-8。
表 1-7 EM231 模拟量输入模块配置
表1-8 EM235 模块组态配置
表1-7 中，SW1 规定了输入信号的极性（ON配置模块按单极性转换，OFF配置模块按双极性转换），SW2 和SW3 的设置分别配置了模块的不同量程和分辨率。表 1-8 中，SW1、SW2 和SW3 规定了衰减，SW4 和SW5 规定了增益，SW6 规定了输入信号的极性（ON表示输入信号为单极性，OFF表示输入信号为双极性）。
开关的设置应用于整个模块，一个模块只能设置为一种测量范围，开关设置只有在重新上电后才能生效。
模拟量输入模块的输入信号经A/D转换后的二进制数在CPU中的存放格式如图 1-16 所示。模拟量转换为数字量的 12 位读数是左对齐的，MSB和LSB分别是最高有效位和最低有效位。最高有效位是符号位，0 表示正值，1 表示负值。在单极性格式中，最低位是 3 个连续的 0，相当于A/D转换值被乘以 8。在双极性格式中，最低位是4 个连续的 0，相当于A/D转换值被乘以 16。
图 1-16 模拟量输入数据字的格式
将模拟量输入模块的输出值转换为实际的物理量时应考虑变送器的输入/输出量程和模拟量输入模块的量程，找出被测物理量与A/D转换后的数字值之间的比例关系。
例 1 某发电机的电压互感器的电压比为 10 kV/100 V（线电压），电流互感器的电流比为 1 000 A/5 A，功率变送器的额定输入电压和额定输入电流分别为AC 100 V和 5 A，额定输出电压为DC ±10 V，模拟量输入模块将DC ±10 V输入信号转换为数字-32 000～+32 000。设转换后得到的数字为 N ，试求以kW为单位的有功功率值。
解： 在设计功率变送器时已考虑了功率因数对功率计算的影响，因此在推导转换公式时，可以按功率因数为 1 来处理。根据互感器额定值计算的一次回路的有功功率额定值为：
由以上关系不难推算出互感器一次回路的有功功率与转换后的数字值之间的关系为 17 321/32 000 kW/字。设转换后的数字为 N ，如果以kW为单位显示功率 P ，采用定点数运算时的计算公式为
例 2 量程为 0～10 MPa的压力变送器的输出信号为DC 4～20 mA，模拟量输入模块将 0～20 mA转换为 0～32 000 的数字量，设转换后得到的数字为 N ，试求以kPa为单位的压力值。
解： 4～20 mA的模拟量对应于数字量 6 400～32 000，即 0～10 000 kPa对应于数字量 6 400～32 000，压力的计算公式应为
模拟量输出模块是把PLC输出的数字量经光电耦合器后，再经过D/A转换器后，将数字信号转换成模拟信号，经过运算放大器后驱动输出，该过程如图 1-17 所示。
EM232 和EM235 模拟量输出模块的一些重要参数和说明如表 1-9 所示，其中包括用户在选型时最关心的量程、输入/输出电压范围和D/A转换时间等参数。
图 1-17 模拟量输出信号处理过程
表 1-9 EM232 和EM235 模拟量输出模块重要参数及说明
对于模拟量输出模块的选择，应该注意模块的信号输出范围、数字格式、精度和驱动能力等。
经PLC CPU模块处理后的 12 位数字输出格式如图 1-18 所示。模拟量输出数据字是左对齐的，最高有效位是符号位，0 表示正值。最低位是 4 个连续的 0，在将数据字装载到DAC寄存器之前，低位的 4 个 0 被截断，不会影响输出信号值。
图 1-18 模拟量输出数据字的格式
EM235 是最常用的模拟量扩展模块（如图 1-19 所示），它实现了 4 路模拟量输入和1 路模拟量输出功能。EM235 模拟量扩展模块的接线方法，对于电压信号，按正、负极直接接入X+和X−；对于电流信号，将RX和X+短接后接入电流输入信号的“+”端；未连接输入信号的通道要将X+和X−短接。模块左下部的M和L+端接入DC 24 V电源。右端与之相邻的分别是校准电位器和组态配置开关DIP。
需要注意的是为避免共模电压，需将M端与所有信号负端连接。
图 1-19 EM235 模块
每个模拟量扩展模块的寻址按扩展模块的先后顺序进行排序，其中，模拟量根据输入/输出不同分别排序。模拟量的数据格式为一个字长，所以地址必须从偶数字节开始，精度为 12 位；模拟量值为 0～32 000 的数值。
输入格式：AIW[起始字节地址]；
输出格式：AQW[起始字节地址]。
每个模拟量输入模块，按模块的先后顺序地址为固定的，顺序向后排。例如，AIW0，AIW2，AIW4……。
每个模拟量输出模块占两个通道，即使第一个模块只有一个输出AQW0（EM235只有一个模拟量输出），第二个模块模拟量输出地址也应从AQW4 开始寻址，依此类推。