西门子S7-200 SMART PLC中实现模拟量曲线输出,可以通过编程结合PID控制、定时器中断或自定义算法来生成随时间变化的模拟量信号。以下是详细的实现步骤和示例:
1. 硬件准备
PLC型号:确保使用支持模拟量输出的S7-200 SMART(如CPU SR20/ST20及以上,带AQW0模拟量输出通道)。
扩展模块:若CPU无内置模拟量输出,需添加EM AQ04(4通道模拟量输出模块)。
负载设备:如变频器、伺服驱动器或电压/电流调节装置。
2. 编程方法
方法1:使用定时器中断生成固定曲线
通过定时中断周期性更新模拟量输出值,实现线性、正弦等曲线。
示例程序(线性增长曲线):
st// 定义变量VAR timer_interval : TIME := T#100MS; // 100ms中断一次 counter : INT := 0; // 计数器 max_value : INT := 27648; // 模拟量最大值(12位精度) END_VAR // 主程序 NETWORK 1: 配置定时中断 LD SM0.1 // 常ON触点 MOVB 16#01, SMB34 // 设置定时中断0(100ms) MOVW timer_interval, SMB35 // 中断间隔 ATCH INT_0, 1 // 绑定中断程序 ENI // 全局中断使能 // 中断程序 INT_0 NETWORK 2: 生成线性曲线 LD SM0.0 // 中断触发 INCW counter // 计数器+1 ITD counter, AC0 // 转换为双整数 MUL AC0, K1000, AC0 // 乘以斜率(控制增长速度) MOVW max_value, AC1 // 限制最大值 BLD 100 // 比较指令(AC0 < AC1时跳转) JMP reset_counter MOVW AC0, AQW0 // 输出到模拟量通道0 RET reset_counter: LD SM0.0 MOVW 0, counter // 重置计数器 MOVW 0, AQW0 // 输出归零 RET
方法2:使用PID指令控制动态曲线
通过PID算法调节模拟量输出,实现跟随设定值(SV)的动态曲线。
示例步骤:
配置PID参数:
在“PID向导”中设置模拟量输出通道(如AQW0)。
定义PID变量表(VB100开始)。
编程动态设定值(SV):
st// 主程序:生成正弦曲线作为SVLD SM0.0 LRD VB100 // 读取当前时间(毫秒) ITD // 转换为双整数 DTR // 转换为实数 LDR =360.0 // 360度周期 /R // 计算相位(0~1) LDR =27648.0 // 模拟量幅值 *R // 缩放 SINR // 计算正弦值 LDR =13824.0 // 偏移量(使值在0~27648之间) +R // 偏移后值存入AC0 ROUND AC0, AC0 // 四舍五入为整数 MOVW AC0, VW100 // 更新PID的SV
调用PID指令:
stLD SM0.0PID VB100, VW100 // 执行PID计算(输出到AQW0)
方法3:自定义曲线算法
通过数学公式(如指数、抛物线)生成曲线:
st// 示例:抛物线曲线 y = k*x²LD SM0.0 ITD counter, AC0 DTR LDR =0.1 // 系数k *R **R 2.0 // 平方运算 LDR =27648.0 *R ROUND AC0, AC0 MOVW AC0, AQW0
3. 关键注意事项
模拟量范围:
S7-200 SMART模拟量输出默认范围为0~27648(12位)。
若需0~10V或4~20mA,需在硬件配置中校准。
中断优先级:
确保中断程序执行时间短,避免影响其他任务。
调试工具:
使用“状态表”监控
AQW0和变量值。通过“交叉引用”检查变量地址冲突。
4. 扩展应用
多段曲线:使用
CASE指令切换不同阶段的曲线参数。外部触发:通过数字量输入(如I0.0)启动/停止曲线输出。
数据记录:将模拟量值存入数组,通过通信上传至上位机分析。
通过上述方法,可以灵活实现S7-200 SMART的模拟量曲线输出,适用于恒温控制、流量调节、电机调速等场景。根据实际需求选择简单定时中断或复杂PID控制方案。

