1、根本概念
咱们生活在一个物质的国际中。人间一切的物质都包含了化学和物理特性，咱们是经过对物质的表观性质来了解和表述物质的自有特性和运动特性。这些表观性质便是咱们常说的质量、温度、速度、压力、电压、电流等用数学言语表述的物理量，在自控范畴称为工程量。这种表述的长处是直观、简略了解。在电动传感技能呈现之前，传统的检测仪器能够直接显现被丈量的物理量，其间也包含机械式的电动外表。
2、规范信号
在电动传感器年代，中心操控成为可能，这就需求检测信号的远距离传送。可是纷繁复杂的物理量信号直接传送会大大下降外表的适用性。并且大多传感器归于弱信号型，远距离传送很简略呈现衰减、搅扰的问题。因而才呈现了二次变送器和规范的电传送信号。二次变送器的效果便是将传感器的信号扩大成为契合工业传输规范的电信号，如0－5V、0－10V或4－20mA（其间用得最多的是4－20mA）。而变送器经过对扩大器电路的零点搬迁以及增益调整，能够将规范信号准确的对应于物理量的被检测规模，如0－100℃或-10－100℃等等。这是用硬件电路对物理量进行数学改换。中心操控室的外表将这些电信号驱动机械式的电压表、电流表就能显现被测的物理量。关于不同的量程规模，只需替换指针后边的刻度盘就能够了。替换刻度盘不会影响外表的底子性质，这就给外表的规范化、通用性和规模化出产带来的无可限量的优点。
3、数字化外表
到了数字化年代，指针式显现表变成了更直观、更准确的数字显现办法。在数字化外表中，这种显现办法实际上是用纯数学的办法对规范信号进行逆改换，成为咱们习气的物理量表达办法。这种改换便是依托软件做数学运算。这些运算可能是线性方程，也可能是非线性方程，现在的电脑对这些运算是一挥而就。
4、信号改换中的数学问题
信号的改换需求经过以下进程：物理量－传感器信号－规范电信号－A/D转化－数值显现。
声明：为简略起见，咱们在此评论的是线性的信号改换。一起略过传感器的信号改换进程。
假定物理量为A，规模即为A0－Am，实时物理量为X；规范电信号是B0－Bm，实时电信号为Y；A/D转化数值为C0-Cm，实时数值为Z。
如此，B0对应于A0，Bm对应于Am，Y对应于X，及Y=f(X)。由所以线性关系，得出方程式为Y=(Bm-B0)*(X-A0)/(Am-A0)+B0。又由所以线性关系，经过A/D转化后的数学方程Z=f(X)能够表明为Z=(Cm-C0)*(X-A0)/(Am-A0)+C0。那么就很简略得出逆改换的数学方程为X=(Am-A0)*(Z-C0)/(Cm-C0)+A0。方程上钩算出来的X就能够在显现器上直接表达为被检测的物理量。
5、PLC中逆改换的核算办法
以S7-200和4－20mA为例，经A/D转化后，咱们得到的数值是6400－32000，及C0=6400，Cm=32000。所以，X=(Am-A0)*(Z-6400)/(32000-6400)+A0。
例如某温度传感器和变送器检测的是-10－60℃，用上述的方程表达为X=70*(Z-6400)/25600-10。经过PLC的数学运算指令核算后，HMI能够从成果寄存器中读取并直接显现为工程量。
用相同的原理，咱们能够在HMI上输入工程量，然后由软件转化成操控系统运用的规范化数值。
在S7-200中，(Z-6400)/25600的核算成果是非常重要的数值。这是一个0－1.0（100％）的实数，能够直接送到PID指令（不是指令导游）的检测值输入端。PID指令输出的也是0－1.0的实数，经过前面的核算式的反核算，能够转化成6400－32000，送到D/A端口变成4－20mA输出。
以上叙述的是PLC中工程量转换的根本办法，程序的编写则因人、因事而异。可是万变不离其衷。假如咱们感兴趣，我能够给出自己编写的程序供咱们参阅，一起也期望各位网友不吝赐教、相互沟通。
