S7-200PLC(CPU224XP)的模擬量輸入/出接口研究
S7-200PLC(CPU224XP)的模擬量輸入/出接口研究
一、設計方案
通過對輸入10V直流電壓模擬量的處理，來達到：
（1）調節電位器使八段數碼管顯示0到9這十個數字(即，把這10V直流電壓分成10個等級)；
（2）調節電位器輸出電壓實現四相步進電機轉速的10檔正反轉調節；
（3）調節電位器實現plc輸出模擬量對發光二極管的亮度調節。
二、簡要說明
（1）本實驗利用如下器材完成模擬量輸入輸出及各種數據形式之間的轉換和數碼管顯示應用等目的
1） 直流10v電源及4.7K電位器
2） CPU模塊上的模擬量輸入輸出模塊
3） 八段數碼管
4） 發光二極管
（2）要求當調節電位器獲得0~10V間連續變化的電壓信號時，若輸出電壓為0~1V則數碼管顯示“
三、硬件電路圖
（1）I/O地址分配
I0.0 四相步進電機正轉
I0.1 四相步進電機反轉
I0.2 停止
Q0.0 八段數碼管A
Q0.1 八段數碼管B
Q0.2 八段數碼管C
Q0.3 八段數碼管D
Q0.4 八段數碼管E
Q0.5 八段數碼管F
Q0.6 八段數碼管G
Q0.7 八段數碼管DP
Q1.0 四相步進電機A相
Q1.1 四相步進電機B相
Q1.2 四相步進電機C相
Q1.3 四相步進電機D相
A+ 、A- PLC模擬量輸入端
A+ 接直流10V電源正端
A- 接直流10V電源負端
V0 、M0 PLC模擬量輸出端
V0 發光二極管的+24V輸入端
M0 發光二極管的輸出端
(2) 電路接線圖
見附頁1
四、程序清單
根據以上電路圖編寫程序
見附頁2
五、系統調試過程
（1）由于實驗臺上PLC的輸出接口有限，在系統調試過程中，八段數碼管和步進電機不能同時進行，因此需要在程序中加兩條指令：
當I0.7為低電平時，程序跳過數碼管段程序，去執行步進電機段程序；當I0.7為高電平時，程序執行數碼管段程序，跳過步進電機段程序；這樣來為后續程序段的調試提供更多輸出接口。
(2) 由于發光二極管的發光范圍有一定的限制，當數碼管顯示0、1或2時，PLC輸出的模擬電壓不能是其導通，因此發光二極管不發光；而當數碼管顯示5時，發光二極管已經達到最大亮度之后亮度就不隨數碼管顯示數字的改變而改變，因此須在PLC程序中對其進行設置。比如，當數碼管顯示1時給二極管輔一個較大的值使其發光而后當數碼管沒改變兩個數字的時候讓二極管的亮度發生一次變化等。
（3）在系統的分步調試過程中，每調試完一步需對PLC的各輸入輸出端口清零，防止其影響后續程序的調試。如，需在數碼管顯示程序后加一條復位指令
當數碼管顯示程序的調試完成后對PLC輸出端口復位，否則將會影響步進電機的程序調試。
（4）本程序步進電機的調速用原理的是改變定時器的定時時間即變頻調速。由于受試驗臺上所使用的步進電機的限制，在其調速過程中定時器的定時時間不能太長也不能太短，一般定時時間T33定時在15到80之間為宜。因此在步進電機的速度檔位設置時，也要設置變量的值在15到80之間變化。
（5）在系統的硬件接線中應特別注意步進電機的接法，其+12V為電源輸出，而非輸入；應該接在Q1.0 、Q1.1、 Q1.2、 Q1.3的公共端2L上。
（6）二極管的模擬量控制中，模擬輸出端口V0應接在二極管的+24V輸入端，而M0應接在二極管的接線端Q0.0。
六、心得體會
通過本次試驗的編程、接線和調試
1） 掌握了PLC模擬量輸入/輸出的基本用法和接線方法；
2） 進一步明白了步進電機的工作過程和控制方法以及它的外圍接線方法；
3） 第一次實際運用了跳轉指令、移位指令、比較指令及斷碼指令等
4） 第一次把數碼管顯示、發光二極管亮度調節及步進電機的檔位調節等這么多小系統結合運用一個系統中
5） 整個過程中把PLC的各種指令又復習了一遍
6） 感覺自己對PLC的認識又進了一步
附錄 參考文獻
現代電氣控制及PLC應用技術
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組態王修改西門子300PLC定時器的定時時間應用實例
西門子S7-300PLC控制兩組傳送帶實例
西門子S7-300PLC控制兩電機實例（FC）
西門子S7-300PLC控制飲料裝箱線實例（計數器）
電位器控制變頻器的運行頻率