TIA博途模拟量测量与工程量转换

模拟量输入模块提供了一个数值用于标准化模拟量信号（电流、电压、电阻或温度）。这个数值代表被测量的参数（例如：以公升计量料位）。这个过程被称作标准化或缩放模拟量值。图. 01 是标准化的例子。

图. 01

相反，使用用户程序计算过程值。这个过程值被转换成数字信号，模拟量输出模块再将其转换成模拟量信号用来驱动模拟执行器。此转换过程被称作逆标准化。图. 02 是逆标准化的例子。

图. 02

因此，Y 数值总是转换结果。X 数值在不同情况下都是已知参数。

有以下几种方式进行标准化：

一、FC165和FC166

通过输入 yMIN 和 yMAX ，能限制计算值y （计算出的y值）到低限和高限之间的一个特定值。这限制了模拟量输入和输出量程卡的上限和下限范围（这限制了模拟量输入和输出卡件的上溢和下溢）。

y值根据一般线性方程计算：y = a x + b。

由此引出以下关系：y = (y1-y0) / (x1-x0) * (x-x0) + y0 。

以下是用功能块 SKAL_LINEAR+LIM_INT_REAL [FC165] (INTEGER > REAL) 实现线性缩放的例子。

图. 03

例子：

模拟量输入模块用来测量一个4mA 至 20mA 的电流信号。此信号在 CPU 内部被转换为 0 至27648。液位用此计算值来测量。由此可知 4mA 对应 0.0m 液位，而 20mA 对应 1.7m 液位。

输出如下参数： P0(x0=0; y0=0.0)

P1(x1=+27648; y1=+1.7)

按照如下方式调用 FC165 功能块：

图. 04

注：该函数没有加密，不受TIA Portal版本限制。

二、FC105和FC106

程序库例程FC105，FC106，用户可以使用它们将模拟量输入/输出的整数数值与工程量单位之间进行转换。用户需要将此例程安装到程序库中。

步骤1：解压缩“analog_convert.rar”文件到一个文件夹。

步骤2：打开STEP7 Basic中的“Libraries Tab”, 点击“Open global library”图标。

图. 01

步骤3：选择“analog_convert”库所解压的文件夹。

图. 02

步骤4：在添加程序库后，FC105（SCALE），FC106（UNSCALE）即可以被添加到用户程序中。

图. 03

参数转化关系：

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