西门子S120控制单元6SL3040-0MA00-0AA1

      大中型plc系统在要求高密度、更快、更精确的测量，并且能灵活连接各种温度、压力和流量变送器的过程控制场合时使用模拟量输入输出模块。从结构方面来看，大中型PLC与小型PLC的模拟量输入输出模块不太一致，前者更复杂、灵活性更强，主要表现在以下几点：
      （1） 用户可选的输入输出模块允许用户配置每个通道，以连接来自工业现场的各类电压或电流信号；
      （2） 高分辨率的输出模块有助于实现高精度的控制；
      （3） 模块上的输入滤波功能有效防止电磁干扰的影响；
      （4） 背板隔离保证了输入信号干扰不会对背板产生影响；
      （5） 通过更多的故障状态信息编程（如开路、**量程等），使得用户可以及时了解现场情况而有效减少了故障恢复时间。
      在生产过程中，存在大量的物理量，如压力、温度、速度、旋转速度、pH 值、粘度等。为了实现自动控制，这些模拟信号都需要被大中型PLC来处理，而且模拟量数量可以远远**过小型PLC的数量。图1所示为大中型PLC处理模拟量的过程。
 

图1模拟量模块的作用

      图4-1中，测量传感器利用线性膨胀、角度扭转或电导率变化等原理来测量物理量的变化；测量变送器将传感器到的变化量转换为标准的模拟信号，如: ± 500mV, ± 10V, ± 20mA, 4...20mA，这些标准的模拟信号将接到模拟输入模块上。www.
      由于PLC的CPU智能处理数字量信号，因此模拟输入模块中的ADC（模数转换器）就是用来实现转换功能。模数转换是顺序执行的，也就是说每个模拟通道上的输入信号是轮流被转换的。模数转换的存在存储器中，并一直保持到被一个新的转换值所覆盖，在STEP 7中可用“L  PIW…”指令来访问模数转换的。
      如果要进行模拟量输出，则可以使用传递指令“T  PQW...” ，该指令就是用来向模拟输出模块中写模拟量的数值（由用户程序计算所得），该数值由模块中的DAC（数模转换器）变换为标准的模拟信号。采用标准模拟输入信号的模拟执行器可以直接连接到模拟输出模块上。

 1、基本概况
      S7-300的CPU用16位的二进制补码表示模拟量值。其中较高位为符号位S，“0”表示正值，“1”表示负值，被测值的精度可以调整，取决于模拟量模块的性能和它的设定参数，对于精度小于15位的模拟量值，低字节中幂项低的位不用。
      S7-300模拟量输入模块可以直接输入电压、电流、电阻、热电偶等信号，而模拟量输出模块可以输出0～10 V、1～5 V、－10 V～10 V、0～20 mA、4～20 mA等模拟信号。
2、模拟量输入模块SM331 
      模拟量输入(简称模入(AI))模块SM331目前有三种规格型号，即8AI×l2位模块、2AI×l2位模块和8AI×l6位模块。
SM331主要由A/D转换部件、模拟切换开关、补偿电路、恒流源、光电隔离部件、逻辑电路等组成。A/D转换部件是模块的核心，其转换原理采用积分方法，被测模拟量的精度是所设定的积分时间的正函数，也即积分时间越长，被测值的精度越高。SM331可选四档积分时间：2.5 ms、16.7 ms、20 ms和l00 ms，相对应的以位表示的精度为8、12、12和14。
SM331与电压型传感器的连接，如图1所示。
 

图1  输入模块与电压型传感器的连接

      SM331与2线电流变送器的连接如图2a)所示，与4线电流变送器的连接如图2b)所示。4线电流变送器应有单独的电源。
 

图2  输入模块与2/4线变送器电流输入的连接

3、模拟量输出模块SM332 
      模拟量输出(简称模出(AO))模块SM332目前有三种规格型号，即4AO×l2位模块、2AO×12位模块和4AO×l6位模块，分别为4通道的12位模拟量输出模块、2通道的12位模拟量输出模块、4通道的16位模拟量输出模块。
      SM332可以输出电压，也可以输出电流。在输出电压时，可以采用2线回路和4线回路两种方式与负载相连。采用4线回路能获得比较高的输出精度。