转换后用二进制补码表示。D/A转换器把数字输出量转换为模拟电压或电流，再去控制执行机构。模拟量I/O模块的主要任务就是实现A/D转换和D/A转换。
A/D转换器和D/A转换其的二进制位数反映了它们的分辨率，位数越多，分辨率越高。转换时间也是模拟I/O模块的一个重要指标。
S7-200PLC主要有3种模拟量扩展模块： 1.模拟量输入模块(EM231，4路) 2.模拟量输出模块(EM232，2路)
3.模拟量输入输出模块(EM235，4路输入，1路输出)
S7-200PLC模拟量扩展模块中的A/D、D/A转换器位数均为12位。
3.3.5 EM231技术指标
1.具有4个模拟量输入通道。2.电压输入范围：单极性0~10V、0~5V；双极性±5V，±2.5V。3.电流输入范围：0~20mA。4.每个通道占用存储器AI区域2个字节。该模块模拟量的输入值为只读数据。5.输入信号经模数转换后的数字量数据值是12位二进制数。最高有效位是符号位：0表示正值数据，1表示负值数据。6.模拟量输入数据字格式有单极性数据格式和双极性数据格式。前者的全量程范围设置为0~32000.后者为-32000~+32000。
3.3.6 EM232技术指标
1.提供2路模拟量输出。2.输出信号的范围：电压输出为±10V，电流输出为0~20mA。3.每个输出通道占用存储器AQ区域2个字节，用户程序无法读取模拟量输出值。4.PLC运算处理后的数字量信号(BIN数)为12位，最高有效位是符号位：0表示正值，1表示负值。5.电流输出数据格式为0~+32000。6.电压输出的数据格式为-32000~+32000。
3.3.7 EM231 RTD接线及注意事项
热电阻模块EM231 RTD接线如图3-1所示，使用屏蔽线连接可达到最好的抗噪性。如果用户使用屏蔽线，应将屏蔽层接到信号连接器的1~4针接地点上。该接地点与电源连接器的3~7针共地。如果有的热电阻输入通道没有使用，用户应将一个电阻器与没有的通道输入相连，已防止由于浮地输入信号产生的误差，影响有效通道产生错误显示。用户须将电源练到电源连接器的1和2针上。用户必须讲电源连接器的针3连到附近的机壳地。
3.4 PT100温度传感器
温度是自然界中和人类打交道最多的物理参数之一，无论是在生产实验场所，还是在居住休闲场所，温度的采集或控制都十分频繁和重要，而且，网络化远程采集温度并报警是现代科技发展的一个必然趋势。 由于温度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系，所以温度传感器就会相应产生。
其设计原理：PT100是铂热电阻，它的阻值跟温度的变化成正比。PT100的
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阻值与温度变化关系为：当PT100温度为0℃时它的阻值为100欧姆，在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。它的工业原理：当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而成匀速增长的。应用在医疗、电机、工业、温度计算、阻值计算等高精温度设备，应用范围非常之广泛。
A+A-a+a-3.5 PT100温度变送器
铂电阻温度变送器直接安装于PT100铂电阻接线盒内(与不同结构形式的铂电阻构成热电阻一体化温度变送器)将热电阻PT100的电阻信号转化为二线制4~20mA输出。
PT100温度变送器用于PT100铂电阻信号需要远距离传送、现场有较强干扰源存在或信号需要接入DCS系统时使用。产品特点：
1.线性化输出两线制4-20mA标准电流信号，模块化结构。 2.变送器有电源极性反接保护电路，当输出接线接反时对线路起保护作用(此时回路电流为零)；传感器的不正确接线无论是高限或低限都将导致变送器输出饱和；产品具有RFI/EMI保护，有利于提高了测量的稳定性。
3.SWP-TR全部采用进口电子元件，性能可靠，低温度漂移。
4.SWP-TR温度变送器量程用户不能自由修改，由生产商出厂时确认生产。 5.热电阻变送器的接线通过壳体顶部的螺丝端子完成。为符合CE认证，信号输入接线长度不能超过3米，输出接线必须是屏蔽电缆，屏蔽线只能在一端接地。
6.变送器的中心孔用于热电阻信号接线，热电阻信号线通过螺丝直接拧在变送器的输入端子上。设计的螺丝端子接受内部或外部接线方式。
RTD
图3-1 RTD与传感器的接线(3线)
3.6 人机界面设计
人机界面(又称用户界面或使用者界面)是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。在工艺过程日趋复杂、对机器和设备功能的要求不断增加的环境中，获得最大的透明性对操作员来说至关重要。人机界面(HMI)提供了这种透明性[16]。
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S7-200TD设备是一种低成本的人机界面(HMI)，使操作员或用户能够与应用程序进行交互。可以使用TD设备组态一组层级式用户菜单，从而提供更多应用程序交互结构。您也可以组态TD设备，使其显示由S7-200 CPU中的特定位使能的报警或信息。
S7-200TD设备是一个2行或4行的文本显示设备，可以连接到S7-200CPU。TD设备可用于查看、监视和改变属于您的应用程序的过程变量。我们选用TD200文本显示屏来完成中央空调控制系统的人机界面设计。其提供了四个具有预定义的置位功能的按键，如果使用 SHIFT键，则最多可提供八个置位功能。
TD200设备的组态需要完成以下操作：1)STEP 7-Micro/WIN 的文本显示向导,创作操作员界面和报警和组态TD设备的参数块；2)TD参数中，选择TD设备的类型、启用CPU功能、选择更新速率、选择语言和字符集和组态按键；3)屏幕设置中，创建用户菜单，定义屏幕；4)报警设置中，选择显示选项，定义报警信息；5)语言集设置中，选择提示和菜单的语言，选择字符集；6)翻译报警和屏幕，把翻译后的信息反馈回报警和屏幕；7)参数块地址设置中，定义参数块的地址，即V存储区。
3.7 系统硬件设计
假设该系统应用在100平米的公寓，根据公寓的冷负荷为114~138瓦/平方米来算，大体的空调系统的设备如下：
1)冷冻机主机2台；
2)冷冻水水泵6台，3用3备用，冷冻水水泵功率22千瓦； 3)制冷主机的控制根据自身设定的冷冻水出口温度。此主机的冷冻水出口温 度设为7℃，在其冷冻水入水温度高于7℃情况下，制冷主机会正常工作；如入水温度达到或接近7℃时，制冷主机会自动停机。
表3-1 中央空调控制系统的环境参数
季节 冬季 夏季 舒适度等级 Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ 温度(℃) 22~24 18~21 24~26 27~28 相对湿度(%) 30~60 60 40~70 40~70 风速(m/s) ≤0.2 ≤0.2 ≤0.25 ≤0.25 系统主回路示意图、系统电路图、主要设备的端口连接图如下： 图3-2：系统PLC选用西门子S7-200，CPU型号为226。该PLC上集成了通讯接口可供RS-485线缆通讯，并设置了TD200文本显示器，用来显示系统工作状态和报警信息等。变频器MM440可通过串口与PLC通讯。通过变频器的控制来决定冷冻泵的工作频率和工作台数。
图3-3：该控制系统分手动和自动模式，手动模式下通过开关的闭合控制电
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机的运转，自动模式下通过PLC及变频器控制，启动时1#冷冻泵变频启动，当温度条件不满足需要增加工频泵数量时，工频触点吸合1#冷冻泵转为工频运行，2#冷冻泵待机等待启动脉冲信号，当温度条件满足不需要多台冷冻泵工频运行时，工频触点断开减少工频工作台数，变频触点吸合转为变频运行。以此类推。
图3-4：EM231、EM232由PLC L+端口输出的24V电源供电，变频器的3、4接口是用于接受模拟量输入信号，29、30接口用于通过RS-485与PLC通讯。
温度变送器TD200人机界面西门子S7-200 CPU226EM231EM232驱动柜驱动柜驱动柜远程I/O口MM440变频器远程I/O口远程I/O口冷冻泵冷冻泵冷冻泵冷冻泵（备用）冷冻泵（备用）冷冻泵（备用） 图3-2 中央空调冷冻水循环控制系统主回路连接示意图
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