S7-300/400 PLC模拟量输入/输出的量程转换
1;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 0-100%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。
本文主要讨论 S7-300/400 PLC 编程中模拟量的量程转换。
2;S7-300/400 PLC;模拟量输入/输出模板
2.1;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。
2.2 涉及的信号类型
电压，电流，温度，电阻。
3 STEP;7;中模拟量输入/输出的编程
3.1;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。
3.2 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。
3.2.1;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。
3.2.2;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。
| 参数 | 类型 | 数据类型 | 存储区 | 描述 |
| EN | 输入 | BOOL | I,Q,M,D,L | 使能输入，高电平有效 |
| ENO | 输出 | BOOL | I,Q,M,D,L | 使能输出，如正确执行完毕，则为 1 |
| IN | 输入 | INT | I,Q,M,D,L,P, Constant | 要转换为工程量的输入值 |
| HI_LIM | 输入 | REAL | I,Q,M,D,L,P, Constant | 工程量上限 |
| LO_LIM | 输入 | REAL | I,Q,M,D,L,P, Constant | 工程量下限 |
| ;
BIPOLAR |
;
输入 |
;
BOOL |
;
I,Q,M,D,L |
1;表示输入为双极性，0;表示输入为单极
性 |
| OUT | 输出 | REAL | I,Q,M,D,L,P | 量程转换结果 |
| ;
RET_VAL |
;
输出 |
;
WORD |
;
I,Q,M,D,L,P |
返回值 W#16#0000 代表指令执行正
确。如返回值不是 W#16#0000，则需在错误信息中查该值的含义 |
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。
3.2.2 FC106;的参数定义
| 参数 | 声明 | 数据类型 | 存储区 | 描述 |
| EN | 输入 | BOOL | I,Q,M,D,L | 使能输入，高电平有效 |
| ENO | 输出 | BOOL | I,Q,M,D,L | 使能输出，如正确执行完毕，则为 1 |
| ;
IN |
输入 | ;
REAL |
I,Q,M,D,L,P,
Constant |
;
要转换成整形数的输入值 |
| ;
HI_LIM |
输入 | ;
REAL |
I,Q,M,D,L,P,
Constant |
工程量上限 |
| LO_LIM | 输入 | ;
REAL |
I,Q,M,D,L,P,
Constant |
工程量下限 |
| ;
BIPOLAR |
输入 | ;
BOOL |
;
I,Q,M,D,L |
1 表示输入为双极性，0 表示输入为单
极性 |
| OUT | 输出 | INT | I,Q,M,D,L,P | 量程转换结果 |
| ;
; RET_VAL |
;
输出 |
;
; WORD |
;
; I,Q,M,D,L,P |
返回值 W#16#0000 代表指令执行正确。如返回值不是 W#16#0000，则需在错误代码表中查该值的含义 |
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。
3.4;例子程序
3.4.1;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。
IN----------------------MW10=22执行前：
HI_LIM---------------MD20=100.0
LO_LIM--------------MD30=0.0
OUT-------------------MD40=0.0 BIPOLAR------------I2.0=TRUE
执行后：
OUT------------------MD40=50.03978588
3.4.2 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。
执行前：
IN---------------------- MD10=50.03978588 HI_LIM---------------MD20=100.0
LO_LIM--------------MD30=0.0
OUT-------------------MW40=0 BIPOLAR------------I2.0=TRUE
执行后：
OUT------------------MW40=22
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。
