模擬量模塊的工作原理在于通過模/數轉換器（A/D轉換器），實現將連續的模擬量信號轉化為離散的數字量信號。這一轉換過程得到的數字量信號以二進制補碼形式呈現，占據兩個字節的空間，總共16位，其中Zui高位作為符號位。

盡管16位二進制補碼能夠表示-32768至+32767的數值范圍，但模塊的實際測量范圍并不與之完全吻合，而是設定在-27648至+27648之間。例如，當測量的電壓為±10V時，對應的數字值便是-27648和+27648。這種數值范圍與測量范圍的不一致，允許系統在傳感器輸入信號超出正常范圍時記錄數據，從而便于CPU進行故障診斷。

下面列出了輸入信號與轉換后的數字值之間的對應關系表格。

1、模擬量值的標準化

不論外部信號是何種類型（如溫度、壓力、流量、速度等），經模塊轉換后，都將以-27648至+27648范圍內的整數形式表達。這些整數不具備特定的單位，且難以記憶。因此，在程序中使用模擬量時，將無意義的數值轉換為具有實際意義的數據顯得尤為重要，這一過程被稱為模擬量的標準化。

2、SCALE指令

在STEP7等經典軟件中，標準化程序模塊以庫的形式提供，而在博途（TIA Portal）中，這些常用功能被封裝成了指令。SCALE指令與STEP7中的FC105功能塊用法相似，用于實現模擬量數據的標準化處理。

例如，當使用壓力傳感器通過4-20mA信號采集壓力值時，若壓力變送器的量程為0~0.6MPa，則可以利用SCALE指令進行數據采集和標準化。該指令需要設置模擬量數據地址（可在硬件組態中查詢，通常以%IW開頭）、量程上限和下限、錯誤代碼輸出以及標準化后的實際值輸出等參數。

此外，SCALE指令還支持極性選擇（0=單極性，1=雙極性），以適應不同應用場景的需求。

雖然可以通過數學方法自行編寫轉換程序，但博途已經提供了經過驗證的SCALE指令，因此不建議重復造輪子。這些指令的穩定性高，出錯概率低，能夠顯著提高開發效率。

除了SCALE指令外，博途還提供了SCALE_X和NORM_X等標準化指令，它們的功能更為復雜，但同樣可以實現模擬量的標準化處理。開發者可以根據自身需求選擇合適的指令進行編程。

3、周期性采集

由于模擬量信號在短時間內通常不會發生顯著變化，因此無需在主程序中每個周期都進行掃描采集。為了降低系統負擔并提高數據處理效率，可以利用循環中斷功能實現固定時間間隔的采樣。通過創建一個類型為Cyclic interrupt（循環中斷）的組織塊，并設置合適的時間間隔（單位：μs，范圍250~60000000），然后將模擬量采集程序塊拖拽到循環中斷OB30中，即可實現周期性采樣。在本例中，我們設置的時間間隔為500ms，即每隔500ms對模擬量進行一次采樣。