基于FPGA的QPSK信号源设计与S7-300/400 PLC模拟量转换详解

本文主要探讨了基于FPGA的QPSK信号源设计与实现中涉及到的PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）技术，特别是西门子S7-300和S7-400系列PLC在模拟量输入/输出中的应用。在设计过程中，关键组件包括模板的选择和使用。 首先，对于S7-300系列PLC，推荐使用SM331系列模拟量输入模板，SM332系列模拟量输出模板，以及SM334/335系列用于双向模拟量处理。而对于S7-400系列，推荐SM431模拟量输入模板和SM432模拟量输出模板。这些模板的选择取决于具体的应用需求和系统的精度要求，且相关的模板规格型号可在西门子官方支持网站上查询，链接分别为：S7-300系列的http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/8859629 和 S7-400系列的http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/1117740。 文章着重介绍了模拟量信号的类型，包括电压、电流、温度和电阻，这些是PLC与传感器交互的主要信号形式。在实际工程中，传感器输出的标准信号可能需要通过PLC进行范围转换，以便进行数值处理和控制操作。例如，在压力调节回路中，压力变送器的4-20mA DC信号会通过SM331模板转换为0-27648的整数，然后通过功能块FC105将该值转换为工程单位（如0-10.0 MPa），再通过FC106进一步转换为阀门开度的0-100%整数信号。 在STEP 7编程环境中，模拟量输入/输出的编程涉及到功能块FC105和FC106的使用。FC105和FC106是西门子提供的专门用于模拟量范围转换的功能块，它们允许用户在程序中实现信号的动态转换。FC105用于将整形数值转换为实数，而FC106则负责将实数转换为指定范围的整形数，以适应现场设备的需求。这两个功能块的参数定义需要根据具体应用调整，以确保准确的信号处理。 文章提供了一个详细的示例，展示了如何在程序中运用FC105和FC106来处理压力信号，这个过程涵盖了信号的采集、转换、运算和最终输出控制的完整流程。 本文不仅介绍了PLC模板的选择，还深入剖析了如何在S7-300/400系列PLC的编程中利用FC105和FC106进行模拟量信号的量程转换，这对于在实际工业控制系统中实现精确的信号处理和控制至关重要。