對于初學PLC編程的人來說，模擬量輸入、輸出模塊的編程要比用位變量進行一般的程序控制難的多，因為它不僅僅是程序編程，而且還涉及到模擬量的轉換公式推導與使用的問題。不同的傳感變送器，通過不同的模擬量輸入輸出模塊進行轉換，其轉換公式是不一樣的，如果選用的轉換公式不對，編出的程序肯定是錯誤的。比如有3個溫度傳感變送器：
（1）、測溫范圍為 0~200 ，變送器輸出信號為4～20ma （2）、測溫范圍為 0~200 ，變送器輸出信號為0～5V （3）、測溫范圍為 －100 ~500 ，變送器輸出信號為4～20ma
（1）和（2）二個溫度傳感變送器，測溫范圍一樣，但輸出信號不同，（1）和(3)傳感變送器輸出信號一樣，但測溫范圍不同，這3個傳感變送器既使選用相同的模擬量輸入模塊，其轉換公式也是各不相同。
一、轉換公式的推導
下面選用S7-200的模擬量輸入輸出模塊EM235的參數為依據對上述的3個溫度傳感器進行轉換公式的推導： 對于(1)和（3）傳感變送器所用的模塊，其模擬量輸入設置為0～20ma電流信號 ,20ma對應數子量=32000，4 ma對應數字量=6400； 對于（2）傳感變送器用的模塊，其模擬量輸入設置為0～5V電壓信號，5V對應數字量=32000，0V對應數字量=0； 這3種傳感変送器的轉換公式該如何推導的呢？這要借助與數學知識幫助，請見下圖：  
上面推導出的（2-1）、（2-2）、（2-3）三式就是對應（1）、（2）、（3）三種溫度傳感變送器經過模塊轉換成數字量后再換算為被測量的轉換公式。編程者依據正確的轉換公式進行編程，就會獲得滿意的效果。
二、變送器與模塊的連接
通常輸出4～20ma電流信號的傳感變送器，對外輸出只有 +、- 二根連線，它需要外接24V電源電壓才能工作，如將它的+、- 二根連線分別與24V電源的正負極相連，在被測量正常變化范圍內，此回路將產生4～20ma電流，見下左圖。下右圖粉色虛線框內為EM235 模塊第一路模擬輸入的框圖，它有3個輸入端，其A+與A-為A/D轉換器的+ - 輸入端，RA與A-之間并接250Ω標準電阻。A/D轉換器是正邏輯電路，它的輸入是0～5V電壓信號，A-為公共端，與PLC的24V電源的負極相連。
那么24V電源、傳感變送器、模塊的輸入口三者應如何連接才是正確的？正確的連線是這樣的：將左圖電源負極與傳感器輸出的負極連線斷開，將電源的負極接模塊的A-端，將傳感器輸出負極接RA端，RA端與A+端并接一起，這樣由傳感器負極輸出的4～20ma電流由RA流入250Ω標準電阻產生0～5V 電壓并加在A+與A-輸入端。 切記：不可從左圖的24V正極處斷開，去接模塊的信號輸入端，如這樣連接，模塊是不會正常工作的。對第（2）種電壓輸出的傳感変送器，模塊的輸入應設置為0～5V電壓模式，連線時，變送器輸出只連A+、A-，RA端空懸即可。
三、按轉換公式編程： 根據轉換后變量的精度要求，對轉換公式編程有二種形式：1、整數運算，2、實數運算。請見下面梯形圖：
（A）、整數運算的梯形圖：
該梯形圖是第（1）種 溫度傳感變送器（測溫：0～200 ，輸出：4～20ma）按公式（2-1）以整數運算編寫的轉換程序，它可作為一個子程序進行調用
（B）實數運算的梯形圖：
該梯形圖是對一個真空壓力變送器（量程：0～0.1Mpa,輸出：4～20ma）按公式（2-1）以實數運算編寫的轉換程序，可作為一個子程序進行調用。
四、編程實例及解析 某設備裝有4種傳感器：
1、真空壓力傳感器，量程為：0～0.1Mpa；輸出給PLC的信號為4～20ma。
2、蒸汽壓力傳感器，量程為：0～1.0Mpa；輸出給PLC的信號為4～20ma。
3、溫度傳感器，量程為：0～200 度；輸出給PLC的信號為4～20ma。
4、電機轉速，量程為：0～50轉/秒；輸出給PLC的信號為4～20ma。 該設備用蒸汽對其罐體加熱，并對溫度要求按設定的溫度值進行溫度控制。控制方式采用自動調整電動閥開門角度的大小來改變加熱管道的蒸汽的流量。電動閥的控制信號為4～20ma,即輸入4ma時，電動閥關門，輸入20ma時，電動閥門全開。 為此選用了含有4路模擬輸入和一路模擬輸出的模塊EM235。其4路模擬量輸入信號皆設定為0～20ma電流輸入模式，一路模擬量輸出信號設定為4～20ma電流輸出模式。
要求用觸摸屏顯示這4種信號的時時狀態值，并在觸摸屏上設置控制的溫度參數，傳給PLC使PLC按此值進行溫度控制。由于本文重點是講述有關模擬量的輸入與輸出的編程設計，對觸摸屏的編程設計不予講述，只提供觸摸屏與PLC的通訊變量： VD0：為真空壓力顯示區，由PLC傳送給觸摸屏。
VD4：為蒸汽壓力值顯示區，由PLC傳送給觸摸屏。 VW8：為蒸汽溫度值顯示區，由PLC傳送給觸摸屏。 VW10：為電機轉速值顯示區，由PLC傳送給觸摸屏。 VW12：設定溫度值區，由觸摸屏傳送給PLC. 一、硬件電路的配置：
（一）、硬件設置 除上述4種傳感器外，選用：
1、S7-200PLC一臺，型號為：CPU222 CN 。
2、選用EM235模擬量輸入模塊一塊（輸入設置：0~20 ma工作模式；輸出設置： 4～20ma）。 3、變頻器一臺，型號為PI8100，由PLC控制啟停，手動調速。
4、西門子觸摸屏一塊。型號：Smart 700
硬件電路圖
（二）、對傳感器輸出的4~20ma轉換為顯示量程的公式推導：
EM235模擬量輸入輸出模塊，當輸入信號為20ma時，對應的數字量=32000，故：輸入=4ma時，對應的數字量=6400，對應顯示量程值=0。 輸入20ma時，對應的數字量=32000，對應顯示量程值最大值=Hm，其輸出量與模塊的數字量的變化關系曲線如圖一所示：
這4個轉換公式，前二種為實數運算，后二種為整數運算，為簡化程序，自定義二個功能塊分別用于實數與整數運算，而每個功能塊在程序運行中又都調用二次，分別計算不同的物理量。為此功能塊設有二個數字輸入與一個計算結果輸出三個口，以適用于多次調用去計算不同物理量的值。請見下面編程：
（三）、實數運算功能塊（SBR_0）：
 
 
(五)、將模塊的數字量，按對應公式轉換為量程顯示值的編程
   
分析以上梯形圖可知，該程序編寫的特點：1、選用自定義功能塊編寫轉換公式的子程序，2、對多個轉換變量的調用采用每個掃描周期對MB0加1的依次循環調用的方式，這樣的編程處理會使編寫的程序，簡短易讀易懂。
（六）、對模擬量輸出的編程處理 對罐體溫度控制是采用漸近比較的控制方式進行編程。設計思路是這樣的： 當罐體的溫度低于設定溫度10度時，控制加熱蒸汽的電動閥門全打開，當罐體的溫度低于設定溫度7度時，電動閥門打開3/4，當罐體的溫度低于設定溫度4度時，電動閥門打開1/2，當罐體的溫度低于設定溫度2度時，電動閥門打開1/4，當罐體的溫度低于設定溫度1度時，電動閥門打開1/8，當罐體的溫度=設定溫度時，電動閥門關閉。
設定溫度Tz=120度，帶入（2-1a）,可得對應數字量AIW=21760
（3-5）式為數字量與電動閥門打開度α的關系式，可用它輸送給模塊不同的數字量，來改變模塊的模擬量輸出值，進而達到改變電動閥門的打開角度。 如：α=1代入（3-5）可得：AIWx=32000 將32000送入給模塊的AQW0, 模塊的模擬量輸出將產生20ma電流輸入給電動閥的信號輸入端，使閥門全打開。 α=1/2代入（3-5）式可得：AIWx=19200 將19200送入給模塊的AQW0, 模塊的模擬量輸出將產生12ma電流輸入給電動閥的信號輸入端，使閥門打開1/2。
下面是利用漸近比較法進行溫度控制的梯形圖：程序解釋見網絡上的說明
 
程序中的Q0.0為蒸汽電磁閥的輸出信號。Q0.0=1即蒸汽電磁閥打開，注入蒸汽加熱，程序將對罐體內的溫度進行控制。Q0.1 為冷水電磁閥的輸出信號。Q0.1=1即冷水發打開，注入冷水進行降溫，此時電動閥門全開，加速降溫，程序對降溫不做控制處理。
（ 七）、PLC輸入輸出的控制編程 輸入有3個按鈕：分別控制變頻器、蒸汽電磁閥、水冷電磁閥的通電與關斷： 1、啟動按鈕接PLC的I0.0，控制變頻器的啟動與停止，輸出口為Q0.3。 2、蒸汽電磁閥控按鈕，控制蒸汽電磁閥的打開與關閉，輸出口為 Q0.0 3、冷水電磁閥按鈕，控制冷水電磁閥的打開與關閉，輸出口為 Q0.1 控制方式選用一個按鈕控制啟停，用RS觸發器指令編程。Q0.0與Q0.1 互鎖，即只容許一個電磁閥打開，如蒸汽閥打開時，按水閥控制按鈕，水閥不能打開，只有先關斷氣閥后再按水閥，水閥才能打開。見下面梯形圖：
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