西門子PLC有多種類型，例如：西門子PLC S7-200系列和西門子PLC S7-300、S7-1200/1500系列等，他們廣泛的應用在各種工業自動化領域。用戶在使用過程中，需要對模擬量進行處理，來實現各種邏輯。下面簡要 介紹一下西門子PLC模擬量處理方法。

西門子PLC模擬量處理方法

1. 標準信號

在電動傳感器時代，中央控制成為可能，這就需要檢測信號的遠距離傳送。但是紛繁復雜的物理量信號直接傳送會大大降低儀表的適用性。而且大多傳感器屬于弱信號型，遠距離傳送很容易出現衰減、干擾的問題。因此才出現了二次變送器和標準的電傳送信號。二次變送器的作用就是將傳感器的信號放大成為符合工業傳輸標準的電信號，如0-5V、0-10V或4-20mA(其中用得更多的是4-20mA)。而變送器通過對放大器電路的零點遷移以及增益調整，可以將標準信號準確的對應于物理量的被檢測范圍，如0-100℃或-10-100℃等等。這是用硬件電路對物理量進行數學變換。中央控制室的儀表將這些電信號驅動機械式的電壓表、電流表就能顯示被測的物理量。對于不同的量程范圍，只要更換指針后面的刻度盤就可以了。更換刻度盤不會影響儀表的根本性質，這就給儀表的標準化、通用性和規模化生產帶來的無可限量的好處。

2. 數字化儀表

到了數字化時代，指針式顯示表變成了更直觀、更jingque的數字顯示方式。在數字化儀表中，這種顯示方式實際上是用純數學的方式對標準信號進行逆變換，成為大家習慣的物理量表達方式。這種變換就是依靠軟件做數學運算。這些運算可能是線性方程，也可能是非線性方程，現在的電腦對這些運算是易如反掌。

3. 信號變換中的數學問題

信號的變換需要經過以下過程：物理量-傳感器信號-標準電信號-A/D轉換-數值顯示。

為簡單起見，我們在此討論的是線性的信號變換。同時略過傳感器的信號變換過程。

假定物理量為A，范圍即為A0-Am，實時物理量為X;標準電信號是B0-Bm，實時電信號為Y;A/D轉換數值為C0-Cm，實時數值為Z。

如此，B0對應于A0，Bm對應于Am，Y對應于X，及Y=f(X)。由于是線性關系，得出方程式為Y=(Bm-B0)*(X- A0)/(Am-A0)+B0。又由于是線性關系，經過A/D轉換后的數學方程Z=f(X)可以表示為Z=(Cm-C0)*(X-A0)/(Am- A0)+C0。那么就很容易得出逆變換的數學方程為X=(Am-A0)*(Z-C0)/(Cm-C0)+A0。方程中計算出來的X就可以在顯示器上直接表達為被檢測的物理量。

4. PLC中逆變換的計算方法

以西門子PLC S7-200和4-20mA為例，經A/D轉換后，我們得到的數值是6400-32000，及C0=6400，Cm=32000。于是，X=(Am-A0)*(Z-6400)/(32000-6400)+A0。

例如某溫度傳感器和變送器檢測的是-10-60℃，用上述的方程表達為X=70*(Z-6400)/25600-10。經過PLC的數學運算指令計算后，西門子HMI可以從結果寄存器中讀取并直接顯示為工程量。

用同樣的原理，我們可以在HMI上輸入工程量，然后由軟件轉換成控制系統使用的標準化數值。

在西門子PLC S7-200中，(Z-6400)/25600的計算結果是非常重要的數值。這是一個0-1.0()的實數，可以直接送到PID指令(不是指令向導)的檢測值輸入端。PID指令輸出的也是0-1.0的實數，通過前面的計算式的反計算，可以轉換成6400-32000，送到D/A端口變成 4-20mA輸出。