模擬量模塊工作的基本原理是：通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A-D轉(zhuǎn)換），將模擬量信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號。并且以二進(jìn)制補(bǔ)碼的形式表示，占用兩個(gè)字節(jié)，共16位，最高位為符號位。

16位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示的數(shù)值范圍是-32768~+32767，但模塊的測量范圍卻不與數(shù)值范圍相同。

測量范圍為-27648~+27648，比如測量的電壓為±10V，那么對應(yīng)關(guān)系就是：

• -10V=-27648

• +10V=+27648

數(shù)值范圍與測量范圍的不同，可以表示當(dāng)傳感器輸入信號超限的數(shù)據(jù)，這樣CPU就能對故障進(jìn)行診斷。

下表是輸入信號與轉(zhuǎn)換的數(shù)字值之間的對應(yīng)關(guān)系：

1、模擬量值的規(guī)范化

無論外部的信號是什么（溫度、壓力、流量、速度），這些信號經(jīng)模塊轉(zhuǎn)換后都用-27648~+27648范圍的整數(shù)表示，這個(gè)整數(shù)沒有單位，更不容易記憶。

我們在程序中使用模擬量時(shí)，如果程序中的數(shù)值和實(shí)際中的情況一致，那么將會更加方便。把無意義的數(shù)值轉(zhuǎn)換成有實(shí)際意義的數(shù)據(jù)，就是模擬量的規(guī)范化。

2、SCALE指令

在經(jīng)典STEP7軟件中通過庫的方式，提供規(guī)范化程序模塊，在博途中把這些常用的功能塊做成了指令。

SCALE指令就相當(dāng)于經(jīng)典STEP7中的FC105，用法相同。

示例：利用壓力傳感器通過4-20mA信號，采集壓力值，壓力變送器量程0~0.6MPa，如果利用SCALE指令采集模擬量數(shù)據(jù)，如下圖所示：

• IN：模擬量數(shù)據(jù)地址，在硬件組態(tài)中可查到具體地址，以%IW開頭（與經(jīng)典STEP7不同）。

• HI_LIM：量程上限，本示例為壓力變送器上限程0.6，數(shù)據(jù)類型為浮點(diǎn)數(shù)。

• LO_LIM：量程下限，本示例為壓力變送器上限程0.0，數(shù)據(jù)類型為浮點(diǎn)數(shù)。

• RET_VAL：錯(cuò)誤代碼，當(dāng)轉(zhuǎn)換出錯(cuò)時(shí)可根據(jù)代碼提示查找錯(cuò)誤。

• OUT：轉(zhuǎn)換值，通過指令規(guī)范化后的實(shí)際值，數(shù)據(jù)類型為浮點(diǎn)數(shù)。

• BIPOLAR：極性選擇，0=單極性，1=雙極性。

除了利用SCALE指令進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，當(dāng)然你也可以自己利用數(shù)學(xué)方法，構(gòu)造出轉(zhuǎn)換程序，博途中提供很方便的指令。

但是不建議這么做，既然有了SCALE指令再去自己寫算法，顯然這么做很浪費(fèi)精力。這些指令經(jīng)過了多次驗(yàn)證，肯定不會出問題，自己編寫的程序，容易出差錯(cuò)。

在博途中增加了縮放SCALE_X和NORM_X標(biāo)準(zhǔn)化兩個(gè)指令，也可以通過這兩個(gè)指令進(jìn)行規(guī)范化，但要比SCALE指令復(fù)雜點(diǎn)，可以試著自己編寫。

3、循環(huán)采集

對于模擬量信號，在短時(shí)間內(nèi)不會出現(xiàn)很大的波動，沒必要在主程序中每個(gè)周期都掃描采集，可以利用循環(huán)中斷，實(shí)現(xiàn)固定時(shí)間間隔進(jìn)行采樣。

新建一個(gè)組織塊，類型選擇為Cyclic interrupt（循環(huán)中斷），如下圖所示：

上圖中的時(shí)間間隔單位是μs，數(shù)值范圍250~60000000（250μs~60s）

把我們編寫的模擬量采集程序塊，拖拽到循環(huán)中斷OB30中，即可實(shí)現(xiàn)每隔500ms對模擬量進(jìn)行一次采樣。