S7-200PLC(CPU224XP)的模拟量输入/出接口研究
S7-200PLC(CPU224XP)的模拟量输入/出接口研究
一、设计方案
通过对输入10V直流电压模拟量的处理，来达到：
（1）调节电位器使八段数码管显示0到9这十个数字(即，把这10V直流电压分成10个等级)；
（2）调节电位器输出电压实现四相步进电机转速的10档正反转调节；
（3）调节电位器实现plc输出模拟量对发光二极管的亮度调节。
二、简要说明
（1）本实验利用如下器材完成模拟量输入输出及各种数据形式之间的转换和数码管显示应用等目的
1） 直流10v电源及4.7K电位器
2） CPU模块上的模拟量输入输出模块
3） 八段数码管
4） 发光二极管
（2）要求当调节电位器获得0~10V间连续变化的电压信号时，若输出电压为0~1V则数码管显示“
三、硬件电路图
（1）I/O地址分配
I0.0 四相步进电机正转
I0.1 四相步进电机反转
I0.2 停止
Q0.0 八段数码管A
Q0.1 八段数码管B
Q0.2 八段数码管C
Q0.3 八段数码管D
Q0.4 八段数码管E
Q0.5 八段数码管F
Q0.6 八段数码管G
Q0.7 八段数码管DP
Q1.0 四相步进电机A相
Q1.1 四相步进电机B相
Q1.2 四相步进电机C相
Q1.3 四相步进电机D相
A+ 、A- PLC模拟量输入端
A+ 接直流10V电源正端
A- 接直流10V电源负端
V0 、M0 PLC模拟量输出端
V0 发光二极管的+24V输入端
M0 发光二极管的输出端
(2) 电路接线图
见附页1
四、程序清单
根据以上电路图编写程序
见附页2
五、系统调试过程
（1）由于实验台上PLC的输出接口有限，在系统调试过程中，八段数码管和步进电机不能同时进行，因此需要在程序中加两条指令：
当I0.7为低电平时，程序跳过数码管段程序，去执行步进电机段程序；当I0.7为高电平时，程序执行数码管段程序，跳过步进电机段程序；这样来为后续程序段的调试提供更多输出接口。
(2) 由于发光二极管的发光范围有一定的限制，当数码管显示0、1或2时，PLC输出的模拟电压不能是其导通，因此发光二极管不发光；而当数码管显示5时，发光二极管已经达到最大亮度之后亮度就不随数码管显示数字的改变而改变，因此须在PLC程序中对其进行设置。比如，当数码管显示1时给二极管辅一个较大的值使其发光而后当数码管没改变两个数字的时候让二极管的亮度发生一次变化等。
（3）在系统的分步调试过程中，每调试完一步需对PLC的各输入输出端口清零，防止其影响后续程序的调试。如，需在数码管显示程序后加一条复位指令
当数码管显示程序的调试完成后对PLC输出端口复位，否则将会影响步进电机的程序调试。
（4）本程序步进电机的调速用原理的是改变定时器的定时时间即变频调速。由于受试验台上所使用的步进电机的限制，在其调速过程中定时器的定时时间不能太长也不能太短，一般定时时间T33定时在15到80之间为宜。因此在步进电机的速度档位设置时，也要设置变量的值在15到80之间变化。
（5）在系统的硬件接线中应特别注意步进电机的接法，其+12V为电源输出，而非输入；应该接在Q1.0 、Q1.1、 Q1.2、 Q1.3的公共端2L上。
（6）二极管的模拟量控制中，模拟输出端口V0应接在二极管的+24V输入端，而M0应接在二极管的接线端Q0.0。
六、心得体会
通过本次试验的编程、接线和调试
1） 掌握了PLC模拟量输入/输出的基本用法和接线方法；
2） 进一步明白了步进电机的工作过程和控制方法以及它的外围接线方法；
3） 第一次实际运用了跳转指令、移位指令、比较指令及断码指令等
4） 第一次把数码管显示、发光二极管亮度调节及步进电机的档位调节等这么多小系统结合运用一个系统中
5） 整个过程中把PLC的各种指令又复习了一遍
6） 感觉自己对PLC的认识又进了一步
附录 参考文献
现代电气控制及PLC应用技术
投诉建议
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