1、模拟量模块的使用及信号的采集与处理电气控制综合实验报告 模拟量模块的使用及信号的采集与处理院(系、部):姓 名:学 号:班 级:专 业:指导教师: 2011年1月10日 北京一、实验目的1、熟悉S7-300模拟量模块的软硬件正确使用方法(硬件安装接线及软件的设置)。2、掌握模拟量数据输入输出模块转换原理、输入输出编程方法及调试环境STEP7的使用。3、熟悉可编程序控制器的工作原理、主要参数、硬件结构、模块特性、安装配置及指令系统、程序设计、调试方法。实验内容涉及常用低压电器、电气控制线路;可编程序控制器的配置及硬件组态、外部连接;编程与调试环境STEP7的使用;项目的创建、软件规划、程序编辑及
2、综合调试。二、实验要求1、熟悉实验所需的设备、模块及元器件,编程所需的软件环境和硬件条件。2、熟悉测量所需的信号源、仪表。3、用尽可能直观的方式检验实验结果是否正确。4、了解测量系统的速度和精度。三、实验原理通过模拟量输入模块采集模拟量(标准的电压信号),由模拟量输出模块输出电压。四、实验设备西门子S7-300PLC、装有STEP7 计算机、万用表及实验电源。五、实验步骤1、连线具体连线如图1、图2图1图2原理连线图如图3图31、硬件组态 总体硬件组态如图4图4 总体硬件组态硬件参数设置如图5图5 硬件参数设置2、模拟量输入/输出模块 选中槽号7,插入通用模拟量输入/输出模块AI4/AO2(6
3、ES7 334-0KE00-0AB0),该模块有4输入通道、2输出通道,精度为12bit+符号,测量方法:电压、电阻、温度,测量范围(010V、10K、Pt 100),输出范围(010V)。3、模块参数设置3.1、General(常规):Short(模拟量大概介绍)、Order No(产品订单号)、Name(产品名称)。参数设置如图6图6 General参数设置 3.2、Addresses(输入/输出通道地址):System Default(系统缺省)、Process image(过载映像)。参数设置如图7图7 Addresses参数设置 3.3、Inputs(输入通道具体设置):Measur
4、ing Type(测量信号类型):E(电压),Intergration Time(整定时间),Measuring Range(测量信号范围):选择不同类型输入信号,选择对应的信号范围,本实验为010V。参数设置如图8图8 Inputs参数设置3.4、Outputs(输出通道具体设置):Type of Outpus(输出信号类型):E(电压),Outpu Range(输出信号范围):010V。参数设置如图9图9 Outputs参数设置4、程序清单 MOVE指令为功能框图形式的传送指令,IN为被传送数据输入端;OUT为数据接收端;EN为是使能端(这里常为1)。程序梯形图如图10图10 程序梯形图5
5、、电压信号的转换精度采集精度与模拟量模块有关,该模块A/D转换的位数为12位,其分辨率为12+符号位。0V对应电压输出值如图11图11 0V对应电压输出值9.5V对应电压输出值如图12图12 9.5V对应电压输出值六、实验结果 110V电压测量值和分析值如表1表1 测量值和分析值数据表经分析,输出电压和电压源电压的差值是偶然出现,其他时间相同。结果原因:旋钮调节电压源电压是手动可能不稳。 万用表量程选择20V(小数位一位),电压表量程固定值为30V(小数位一位)。 设备中电阻消耗电压,使得所测数值不准确。 最后一组数据电源电压最大值为9.7(旋钮到头)将输出电压和十进制数据绘图,并线性拟合,(
6、拟合度为1即100%)结果如图13图13 数据拟合图七、参考文献1 陈立定.电气控制与可编程控制器的原理及应用M.机械工业出版社,20042 廖常初.S7-300/400PLC应用技术M.机械工业出版社,2007. 93 李国勇.可编程控制器实验教程M.电子工业出版社,2008.94 秦益霖.西门子S7-300PLC应用技术M.电子工业出版社,2007.45 柴瑞娟等.西门子PLC编程技术及工程应用M.机械工业出版社,2007.76 胡学林.可编程控制器原理及应用M.电子工业出版社,20077 孟晓芳等.西门子系列变频器及其工程应用M.机械工业出版社,2008.88 胡建.西门子S7-300PLC应用教程M.机械工业出版社,2010.19 陈章平、杨泽、沈国宇、戴金等.西门子S7-300/400PLC控制系统设计与应用M.清华大学出版社,2009.7