PLC模拟量的原理以及编程方法
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零基础学习PLC入门,6个指令完成模拟量程序梯形图(附程序)这一节讲述4-20mA的模拟量信号进入西门子S7-200PLC以后,PLC怎样通过程序把它变成我们想要的实际数值。
虽然这节讲的是西门子PLC的模拟量处理程序,但道理都是一样的,你只要把程序的原理弄明白了,在其他品牌的PLC上应用也是一样的,不管是三菱的还是施耐德的都一样。
所以文章最后我会附上本节所讲的程序的下载方法,有需要的朋友可以自己下载研究。
通过上一节的学习我们知道,模拟量其实就是一个在一定数字范围内连续变化的数值。
这个数字范围绝大多数都是用4-20mA这个电流信号作为标准范围,至于为什么这样用,上一节已经讲的很清楚了,这里不再重复。
接下来看图1。
图1,的左边是一个量程范围为0-10kpa的压力变送器,它的输出电流就是0-10kpa对应4-20mA,所以压力在5kpa时对应的电流就是12mA,我们只要在电路中串联一个数字万用表就能看到电流的读数,然后我们通过这个读数,拿一个计算器通过加减乘除就能算出实际的压力是5kpa。
这就是手动的算法,如果用这种算法去算实际压力值,简直就是太老土了。
这些活只要交给PLC去干就行了,你只要把程序写好PLC就会不知疲倦的去算还不会出错,我们腾出时间看点自己想看的片片多好呢。
那怎么让PLC去算呢?很简单,我们只要做两件事就可以了。
第一,硬件部分,看图1的右边,我们只要在原来接数字万用表的地方,接一个PLC的模拟量输入模块就行了,你没看错,原理就是这样的。
它实际的接线图就是下面的图2。
在图2我们看到压力变送器和PLC的模拟量模块串联在一起,模拟量模块把接收到的4-20mA电流信号经过处理传送给PLC,这样PLC就能通过程序计算出实际的压力值了。
它的内部处理过程如下。
图3,是模拟量信号在PLC内部的处理过程和工作原理,只要能看明白这张图,我下面讲程序时你就能很容易理解了。
其实模拟量模块内部和压力变送器内部一样,都是有一块电路板。
PLC编程的3大量:开关量、模拟量、脉冲量讲解1、 开关量也称逻辑量,指仅有两个取值,0或1、ON或OFF(开关量只有两种状态0/1,包括开入量和开出量,反映的是状态)。
它是最常用的控制,对它进行控制是PLC的优势,也是PLC最基本的应用。
开关量控制的目的是,根据开关量的当前输入组合与历史的输入顺序,使PLC产生相应的开关量输出,以使系统能按一定的顺序工作。
所以,有时也称其为顺序控制。
而顺序控制又分为手动、半自动或自动。
而采用的控制原则有分散、集中与混合控制三种。
2、 模拟量是指一些连续变化的物理量(数字量是不连续的。
反映的是电量测量数值),如电压、电流、压力、速度、流量等。
PLC是由继电控制引入微处理技术后发展而来的,可方便及可靠地用于开关量控制。
由于模拟量可转换成数字量,数字量只是多位的开关量,故经转换后的模拟量,PLC也完全可以可靠的进行处理控制。
由于连续的生产过程常有模拟量,所以模拟量控制有时也称过程控制。
模拟量多是非电量,而PLC只能处理数字量、电量。
所有要实现它们之间的转换要有传感器,把模拟量转换成数电量。
如果这一电量不是标准的,还要经过变送器,把非标准的电量变成标准的电信号,如4—20mA、1—5V、0—10V等等。
同时还要有模拟量输入单元(A/D),把这些标准的电信号变换成数字信号。
模拟量输出单元(D/A),以把PLC处理后的数字量变换成模拟量——标准的电信号。
所以标准电信号、数字量之间的转换就要用到各种运算。
这就需要搞清楚模拟量单元的分辨率以及标准的电信号。
例如:PLC模拟单元的分辨率是1/32767,对应的标准电量是0—10V,所要检测的是温度值0—100℃。
那么0—32767对应0—100℃的温度值。
然后计算出1℃所对应的数字量是327.67。
如果想把温度值精确到0.1℃,把327.67/10即可。
模拟量控制包括:反馈控制、前馈控制、比例控制、模糊控制等。
这些都是PLC内部数字量的计算过程。
PLC编程,模拟量的计算、脉冲量的计算方法总结一、简述1、开关量也称逻辑量,指仅有两个取值,0或1、ON或OFF。
它是最常用的控制,对它进行控制是PLC的优势,也是PLC最基本的应用。
开关量控制的目的是,根据开关量的当前输入组合与历史的输入顺序,使PLC产生相应的开关量输出,以使系统能按一定的顺序工作。
所以,有时也称其为顺序控制。
而顺序控制又分为手动、半自动或自动。
而采用的控制原则有分散、集中与混合控制三种。
2、模拟量是指一些连续变化的物理量,如电压、电流、压力、速度、流量等。
PLC是由继电控制引入微处理技术后发展而来的,可方便及可靠地用于开关量控制。
由于模拟量可转换成数字量,数字量只是多位的开关量,故经转换后的模拟量,PLC也完全可以可靠的进行处理控制。
由于连续的生产过程常有模拟量,所以模拟量控制有时也称过程控制。
模拟量多是非电量,而PLC只能处理数字量、电量。
所有要实现它们之间的转换要有传感器,把模拟量转换成数电量。
如果这一电量不是标准的,还要经过变送器,把非标准的电量变成标准的电信号,如420mA、15V、010V等等。
同时还要有模拟量输入单元(A/D),把这些标准的电信号变换成数字信号;模拟量输出单元(D/A),以把PLC处理后的数字量变换成模拟量标准的电信号。
所以标准电信号、数字量之间的转换就要用到各种运算。
这就需要搞清楚模拟量单元的分辨率以及标准的电信号。
例如:PLC模拟单元的分辨率是1/32767,对应的标准电量是010V,所要检测的是温度值0100℃。
那么032767对应0100℃的温度值。
然后计算出1℃所对应的数字量是327.67。
如果想把温度值精确到0.1℃,把327.67/10即可。
模拟量控制包括:反馈控制、前馈控制、比例控制、模糊控制等。
这些都是PLC内部数字量的计算过程。
3、脉冲量是其取值总是不断的在0(低电平)和1(高电平)之间交替变化的数字量。
每秒钟脉冲交替变化的次数称为频率。
西门子S7-300PLC模拟量编程西门子S7-300PLC模拟量方面的实例,包含了以下几个方面的要点:1、对变送器进行取值,并进行控制2、对模数功能块FC105 进行调用3、对AI 模块进行设置4、对AI 量程块进行选择这个实例,调试的是一个流量调节回路中,流量变送器输出2-2-MA DC信号到SM331 模拟输入模块,模块将该信号转换成浮点数,然后在程序中调用FC105将该值转换成工程量,我们就可以监视实际工程中的流量值了。
模拟量AI 采用SM311 模块是8x12Bit(8 通道12 位)对应货号是6ES7 331-7KF02-OABO,在模数转化上利用传感器或变送器的,电压或电流取出的值,到AI 模块上进行转换,然后把值传给西门子的CPU 进行处理,从而检测控制传感器的值,如图:模拟量输入模块模拟量输入用于连接电压和电流传感器、热电耦、电阻和热电阻,用来实现PLC 与模拟量过程信号的连接。
模拟量输入模块将从过程发送来的模拟信号转换成供PLC 内部处理用的数字信号。
本次工程用的是SM311 输入模块如下图所示。
该模块具有如下特点:分辨率为9 到15 位+符号位(用于不同的转换时间),可设置不同的测量范围。
通过量程模块可以机械调整电流/电压的基本测量范围。
用STEP 7硬件组态工具可进行微调。
模块把诊断和超限中断发送到可编程控制器的CPU 中。
模块向CPU 发送详细的诊断信息。
模拟量输入模块的接线方式两线制电流和四线制电流都只有两根信号线,它们之间的主要区别在于:两线制电流的两根信号线既要给传感器或者变送器供电,又要提供电流信号;而四线制电流的两根信号线只提供电流信号。
因此,通常提供两线制电流信号的传感器或者变送器是无源的;而提供四线制电流信号的传感器或者变送器是有源的。
因此,当PLC 的模板输入通道设定为连接四线制传感器时,PLC 只从模板通道的端子上采集模拟信号,如图2-3,而当PLC 的模板输入通道设定为连接二线制传感器时,如图2-2,PLC 的模拟输入模板的通道上还要向外输出一个直流24V的电源,以驱动两线制传感器工作。
对输入、输出模拟量的PLC编程的探讨及编程实例解析对于初学PLC编程的人来说,模拟量输入、输出模块的编程要比用位变量进行一般的程序控制难的多,因为它不仅仅是程序编程,而且还涉及到模拟量的转换公式推导与使用的问题。
不同的传感变送器,通过不同的模拟量输入输出模块进行转换,其转换公式是不一样的,如果选用的转换公式不对,编出的程序肯定是错误的。
比如有3个温度传感变送器:(1)、测温范围为 0~200,变送器输出信号为4~20ma(2)、测温范围为 0~200,变送器输出信号为0~5V(3)、测温范围为-100~500,变送器输出信号为4~20ma(1)和(2)二个温度传感变送器,测温范围一样,但输出信号不同,(1)和(3)传感变送器输出信号一样,但测温范围不同,这3个传感变送器既使选用相同的模拟量输入模块,其转换公式也是各不相同。
一、转换公式的推导下面选用S7-200的模拟量输入输出模块EM235的参数为依据对上述的3个温度传感器进行转换公式的推导:对于(1)和(3)传感变送器所用的模块,其模拟量输入设置为0~20ma电流信号 ,20ma对应数子量=32000,4 ma对应数字量=6400;对于(2)传感变送器用的模块,其模拟量输入设置为0~5V电压信号,5V 对应数字量=32000,0V对应数字量=0;这3种传感変送器的转换公式该如何推导的呢?这要借助与数学知识帮助,请见下图:上面推导出的(2-1)、(2-2)、(2-3)三式就是对应(1)、(2)、(3)三种温度传感变送器经过模块转换成数字量后再换算为被测量的转换公式。
编程者依据正确的转换公式进行编程,就会获得满意的效果。
二、变送器与模块的连接通常输出4~20ma电流信号的传感变送器,对外输出只有 +、- 二根连线,它需要外接24V电源电压才能工作,如将它的+、- 二根连线分别与24V电源的正负极相连,在被测量正常变化范围内,此回路将产生4~20ma电流,见下左图。
plc模拟量原理PLC(可编程逻辑控制器)是一种用于自动化控制系统的电子设备。
它通过接收和处理来自传感器的模拟量信号来监测和控制不同的生产过程。
模拟量是指可以连续变化的物理量,例如温度、压力、流量等。
PLC的模拟量输入模块被用于将模拟信号转换为数字信号,以便PLC可以处理它们。
它通常包括一个模拟到数字转换器(ADC),用于将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
ADC将模拟信号分为许多小的离散级别,然后将每个级别映射到一个数字值。
PLC的模拟量输出模块被用于将数字信号转换为模拟信号,以便控制外部设备。
它通常包括一个数字到模拟转换器(DAC),用于将数字信号转换为相应的模拟信号。
DAC通过将数字值映射到一系列离散电压或电流级别来完成这个转换。
PLC通过读取和写入模拟量信号来实现对控制系统的监测和控制。
当PLC读取模拟量输入信号时,它会根据预设的条件和参数来判断是否需要采取相应的控制行动。
然后,PLC将处理后的控制信号发送到模拟量输出模块,以控制外部设备的行为。
例如,在一个温控系统中,PLC可以通过读取温度传感器的模拟量输入信号来监测当前的温度。
如果温度超过了预设的上限,PLC可以发送一个控制信号给加热器来降低温度。
相反,如果温度低于预设的下限,PLC可以发送一个控制信号给冷却器来提高温度。
总而言之,PLC的模拟量原理涉及将模拟信号转换为离散的数字信号,并将数字信号转换为相应的模拟信号,以实现对自动化控制系统的监测和控制。
这种技术使得PLC能够处理和控制各种实际物理量,使得生产过程更加稳定和可靠。
对输入、输出模拟量的PLC 编程的探讨及编程实例解析对于初学PLC 编程的人来说,模拟量输入、输出模块的编程要比用位变量进行一般的程序控制难 的多,因为它不仅仅是程序编程,而且还涉及到模拟量的转换公式推导与使用的问题。
不同的传感变 送器,通过不同的模拟量输入输出模块进行转换, 其转换公式是不一样的,如果选用的转换公式不对, 编出的程序肯定是错误的。
比如有 3个温度传感变送器:(1) 、测温范围为0~200,变送器输出信号为4〜20ma (2) 、测温范围为0~200,变送器输出信号为0〜5V(3) 、测温范围为 —100 ~500,变送器输出信号为4〜20ma(1)和(2) 二个温度传感变送器,测温范围一样,但输出信号不同,( 1)和(3)传感变送器输 出信号一样,但测温范围不同,这3个传感变送器既使选用相同的模拟量输入模块, 其转换公式也是 各不相同。
一、转换公式的推导下面选用S7-200的模拟量输入输出模块EM235勺参数为依据对上述的3个温度传感器进行转换 公式的推导:对于⑴ 和(3)传感变送器所用的模块,其模拟量输入设置为 0〜20ma 电流信号,20ma 对应数子量=32000, 4 ma 对应数字量=6400;对于(2)传感变送器用的模块,其模拟量输入设置为 0〜5V 电压信号,5V 对应数字量=32000, 0V 对应数字量=0;这3种传感変送器的转换公式该如何推导的呢?这要借助与数学知识帮助,请见下图:传感器测盪T=200a 时,输出电猱I=20nia s 模块转换数字重A[W=3200a ;测;&时"输出电流模换转換数字量AIWM4血T^AIW 的关系曲线如上左图所示,根 据三角形相似宦理可知: 故可列;―_____CD DM(1-1)式、可得;卜CD=T»32000'04W640Q 带入輕凹匚型1(32000-6400)(2)传感器测温TTE 时,输出电压V=5V,模块转换数宇盖r*TJ1A* /AfWtt一Ar/|QLp JLZAIW Z I D4i 齢._l E -(1-1)由图知;斗Jk :Wx住)1^®黄托图WMOOT X 32WO ⑴P 感器"A 刖牛系图时,输出电模块韩换数宇S AIW-O. T 与AIW 的关系曲统如上中圈所示,碾据三角形相似定理可知= 30〜2DO<3)传感器测温T 巧时时I 输出电流EMr 伽 愎抉转换数AIW=32000;测温T 「1时时,输出电荷1勻血,模块转换数AIW=MOOa T^AIW 的关系曲蛭如 上右图所示,根据三埔形相(炖理可知:AABM^ACDM 屮上面推导出的(2-1 )、( 2-2 )、( 2-3)三式就是对应(1)、( 2)、( 3)三种温度传感变送器经 过模块转换成数字量后再换算为被测量的转换公式。
1200plc 模拟量输出数值范围一、引言在工业控制系统中,PLC(可编程逻辑控制器)扮演着至关重要的角色,而其中的模拟量输出是控制系统中常见的一种信号输出方式。
本文将深入探讨1200plc模拟量输出的数值范围,以帮助读者更好地理解和应用这一概念。
二、1200plc模拟量输出的基本原理在1200plc控制系统中,模拟量输出通常用于控制电机速度、阀门开度、温度、压力等连续可变的控制对象。
它通过将数字信号转换为模拟信号的方式,实现对控制对象的精准控制。
而模拟量输出的数值范围则是确定输出信号的具体数值范围。
三、模拟量输出的数值范围与控制对象的关系在实际控制系统中,不同的控制对象对模拟量输出的数值范围有着不同的要求。
以电机速度控制为例,如果需要控制的是低速电机,那么模拟量输出的数值范围可能是0-1000rpm;而如果是高速电机,则可能需要的是0-10000rpm的范围。
控制对象的不同将直接影响到模拟量输出的数值范围的选择。
四、1200plc模拟量输出的数值范围设置在1200plc控制系统中,设置模拟量输出的数值范围通常需要通过编程实现。
通过在PLC程序中设定对应的数值范围,可以确保输出信号在合适的范围内,从而实现对控制对象的精准控制。
在设置数值范围时,需要根据具体的控制要求和控制对象的特性进行合理的选择。
五、个人观点与总结在工业自动化控制系统中,模拟量输出的数值范围是确保控制对象得到合适控制的重要因素之一。
对于1200plc控制系统来说,合理设置模拟量输出的数值范围能够更好地实现对控制对象的精准控制,提高系统的稳定性和可靠性。
在实际应用中,我们应该根据具体的控制要求和控制对象的特性,合理设置模拟量输出的数值范围,以实现更加高效的控制。
六、回顾与展望通过本文的阐述,我们对1200plc模拟量输出的数值范围有了更深入的了解。
在未来的工业控制系统设计和应用中,我们将更加注重模拟量输出数值范围的合理设置,以更好地实现对控制对象的精准控制,提高控制系统的性能和稳定性。
FX3U-4AD模拟量编程实例随着工业自动化技术的不断发展,PLC(可编程逻辑控制器)在生产现场的应用越来越广泛。
在工业控制中,模拟量信号的采集和处理是非常重要的一环。
而Mitsubishi的FX3U-4AD模块提供了方便、可靠的模拟量信号采集解决方案。
本文将通过一个简单的实例,介绍FX3U-4AD模块的编程方法,帮助读者更好地了解如何利用该模块进行模拟量信号处理。
一、硬件连接1. 将FX3U-4AD模块插入FX3U PLC的扩展槽中,确保连接牢固。
2. 将模拟量输入信号接入FX3U-4AD模块的对应通道上。
注意信号接入时的极性,确保接线正确无误。
3. 完成硬件连接后,接通PLC电源,确保模块供电正常。
二、参数设置1. 在GX Works2或者GX Developer软件中,打开PLC程序。
2. 找到FX3U-4AD模块的参数设置界面,配置模块的工作参数,如采样频率、输入范围、滤波方式等。
根据实际需求进行设置,并保存配置。
三、PLC编程1. 在PLC程序中定义模拟量输入的位置区域,如I0、I1等,对应FX3U-4AD模块的输入通道。
2. 编写PLC程序,使用模块提供的指令对模拟量信号进行采集和处理。
例如可使用ADPR指令读取模拟量输入数值,并存储到寄存器中。
3. 根据实际需求,可以在程序中添加逻辑控制,对采集的模拟量数据进行判断和处理,以实现预定的控制功能。
可以根据模拟量信号的大小控制执行器的运行状态,实现自动化控制。
四、调试和运行1. 在程序编写完成后,将PLC联机,并下载程序到PLC中。
2. 通过外部模拟量信号源,输入不同的模拟量信号,观察PLC程序的运行状态和输出结果,进行调试和验证。
3. 调试完成后,将系统投入运行,观察系统的实际工作情况,以确保模块的正常工作和控制效果的实现。
通过上述简单的实例,我们了解了FX3U-4AD模块的硬件连接、参数设置和PLC编程方法。
我们也看到了模拟量输入信号的采集和处理在工业自动化控制中的重要性。
PLC模拟量的原理以及编程方法模拟量在plc系统中有着非常广泛的应用,特别是在过程控制系统中。
模拟量是一种连续变化的量,因此,它的使用对象也是各种连续变化的量,比如温度,压力,湿度,流量,转速,电流,电压,扭矩等。
图1 温度表如图1的温度表,它测量的温度是连续的,对应温度表上的刻度。
比如从40度升到50度,它不是直接跳跃的,而是连续上去的,也就是41、42、43这样连续地变化。
那么PLC是如何识别并控制这些变化,它和模拟量又是如何转换的呢?本文将为初学者解惑。
PLC系统中使用的模拟量有两种,一种是模拟电压,一种是模拟电流,模拟电压最常见,用的也最多。
模拟电压一般是0~10V,并联相等,长距离传输时容易受干扰,一般用在OEM设备中。
模拟电流一般是4~20mA,串联相等,抗干扰能力强,dcs系统中一般都使用模拟电流。
首先,我们先要用传感器测量我们所需要的参数,通过变送器将此参数变换成0~10V 或者4~20mA ,现在很多传感器都是自带变送器的,直接就输出模拟量,建议大家在项目中选用此种类型的传感器图2 某压力传感器手册如图2所示,是某压力开关的选型手册,红色圆圈部分是它的量程0~250公斤,再看黄色荧光部分,此型号的传感器是模拟电流输出,也就是此款传感器将0~250公斤的压力线性转换成了4~20mA的电流,当我们检测到12mA的电流时,就表示压力是125公斤,依此类推。
当我们读取到模拟量之后,就要交给PLC去处理了,由于PLC的实质是电子计算机,而计算机只能识别数字量,因此要进行转换,也就是模拟量到数字量的转换,模拟电子技术中称之为A/D转换,作为PLC的使用者,而A/D转换的是一个线性变化,也就是把0~10V 或者4~20mA 转换成一个数字N,再在PLC中去处理这个转换后的数字。
也就是把0~10V 或者4~20mA 转换成了0~N。
这个数值N 在不同的PLC中是不一样的。
比如在西门子博途中,它是固定的为27648。
1200plc模拟量输出指令1200PLC模拟量输出指令PLC(Programmable Logic Controller)即可编程逻辑控制器,是一种用于工业控制系统中的专用计算机。
PLC可以通过输入和输出模块与外部设备进行数据交互,从而实现对工业过程的监控和控制。
模拟量输出指令是PLC中常用的一种指令类型,用于将数字信号转换为模拟量信号输出到外部设备,实现对物理过程的控制。
一、模拟量输出指令的基本原理模拟量输出指令是PLC中的一种输出指令,通过设置输出端口的电平或电流值,将数字信号转换为相应的模拟量信号输出到外部设备。
在1200PLC中,模拟量输出通常使用PWM(Pulse Width Modulation,脉宽调制)方式实现。
PWM是一种通过改变信号的脉冲宽度来控制平均电平的技术,它可以将数字信号转换为模拟量信号。
二、1200PLC模拟量输出指令的编程方法在1200PLC的编程软件中,可以通过以下步骤实现模拟量输出指令的编程:1. 配置输出模块:首先需要在PLC配置界面中选择适合的输出模块,并进行相应的参数配置,如选择模拟量输出通道数量、设置输出的电平或电流范围等。
2. 编写模拟量输出指令:在PLC的编程界面中,选择模拟量输出指令,并设置相应的参数,如选择输出通道、设置输出的脉冲宽度等。
3. 运行程序:将编写好的程序下载到PLC中,并启动运行,PLC将按照程序中设置的参数输出相应的模拟量信号。
三、模拟量输出指令的应用场景模拟量输出指令在工业自动化控制中有着广泛的应用,常见的应用场景包括:1. 温度控制:通过将模拟量输出指令与温度传感器结合使用,可以实现对温度的精确控制,如在冷库中控制温度的变化,保持产品的新鲜度。
2. 液位控制:通过将模拟量输出指令与液位传感器结合使用,可以实现对液位的准确控制,如在水处理系统中控制水位的变化,保持系统的平衡。
3. 速度控制:通过将模拟量输出指令与电机驱动器结合使用,可以实现对电机速度的精确控制,如在生产线上控制输送带的速度,保持产品的生产效率。
浅谈S7-200PLC模拟量输入处理方法S7-200系列PLC是SIEMENS公司新推出的一种小型PLC。
它以紧凑的结构、良好的扩展性、强大的指令功能、低廉的价格,已经成为当代各种小型控制工程的理想控制器。
S7-200PLC包含了一个单独的S7-200CPU和各种可选择的扩展模块,可以十分方便地组成不同规模的控制系统。
其控制规模可以从几点到上百点。
在生产过程中,存在大量的物理量,如压力、温度、速度、旋转速度、pH值、粘度等。
为了实现自动控制,这些模拟量信号需要被PLC处理。
S7-200PLC模拟量输入扩展模块分为模拟量输入模块、模拟量输入/输出混合模块。
模拟量输入扩展模块提供了模拟量输入功能。
S7-200的模拟量输入扩展模块具有较大的适应性,可以直接与传感器相连,有很大的灵活性,并且安装方便。
1S7-200系列PLC模拟量输入模块介绍1.1主要模块的功能及特性1.1.1模拟量输入模块EM231。
EM231具有4路模拟量输入,输入信号可以是电压也可以是电流,其输入与PLC具有隔离。
输入信号的范围可以由SW1、SW2和SW3设定。
输入特性:4路模拟量输入电源电压:标准24VDC/4mA输入类型:0~10V、0~5V、±5V、±2.5V、0~20mA分辨率:12bit转换速度:250µs隔离:有1.1.2模拟量混合模块EM235。
EM235具有4路模拟量输入和1路模拟量输出。
它的输入信号可以是不同量程的电压或电流。
其电压、电流的量程是由开关SW1、SW2到SW6设定。
EM235有1路模拟量输出,其输出可以是电压也可以是电流。
1.2模块的寻址方式和模拟量值的表示方法1.2.1模拟量输入模块的寻址—模拟量输入映像区(AI区)。
模拟量输入映像区是S7-200CPU为模拟量输入端信号开辟的一个存贮区。
S7-200将测得的模拟值(如温度、压力)转换成1个字长的(16bit)的数字量,模拟量输入用区域标识符(AI)、数据长度(W)及字节的起始地址表示。
1、模拟量值和A/D转换值的转换假设模拟量的标准电信号是A0—Am(如:4—20mA),A/D转换后数值为D0—D (单极性的西门子PLC200系列的0—32000),设模拟量的标准电信号是A,A/D转换后的相应数值为D,由于是线性关系,函数关系A=f(D)可以表示为数学方程:A=(D-D0)×(Am-A0)/(Dm-D0)+A0根据该方程式,可以方便地根据D值计算出A值。
将该方程式逆变换,得出函数关系D=f(A)可以表示为数学方程:D=(A-A0)×(Dm-D0)/(Am-A0)+D0举几个例子:例1、以S7-200和4—20mA为例,经A/D转换后,得到的数值是6400—32000,即A0=4,Am=20,D0=6400,Dm=32000,代入公式,得出:A=(D-6400)×(20-4)/(32000-6400)+4假设该模拟量与AIW0对应,则当AIW0的值为12800时,相应的模拟电信号是6400×16/25600+4=8mA。
例2、某温度传感器,-10—60℃与4—20mA相对应,以T表示温度值,AIW0为PLC模拟量采样值,则根据上式直接代入得出:T=70×(AIW0-6400)/25600-10可以用T 直接显示温度值。
例3、某压力变送器,当压力达到满量程5MPa时,压力变送器的输出电流是20mA,AIW0的数值是32000。
可见,每毫安对应的A/D值为32000/20,测得当压力为0.1MPa时,压力变送器的电流应为4mA,A/D值为(32000/20)×4=6400。
由此得出,AIW0的数值转换为实际压力值(单位为KPa)的计算公式为:VW0的值=(AIW0的值-6400)(5000-100)/(32000-6400)+100(单位:KPa)再举个具体编程实例:组建一个小的实例系统演示模拟量编程。
本实例的的CPU是CPU222,仅带一个模拟量扩展模块EM235,该模块的第一个通道连接一块带4—20mA变送输出的温度显示仪表,该仪表的量程设置为0—100度,即0度时输出4mA,100度时输出20mA。
PLC 模拟量的原理以及编程方法
摘要: 模拟量在PLC 系统中有着非常广泛的应用,特别是在过程控制系统中。
模拟量是一种连续变化的量,因此,它的使用对象也是各种连续变化的量,比如温度,压力,湿度,流量,转速,电流,电压,扭矩等等等等。
图一温度表...
模拟量在plc 系统中有着非常广泛的应用,特别是在过程控制系统中。
模拟量是一种连续变化的量,因此,它的使用对象也是各种连续变化的量,比如温度,压力,湿度,流量,转速,电流,电压,扭矩等等等等。
图一温度表
如图一所示的温度表,它测量的温度是连续的,对应温度表上的刻度。
比如从40 度升到50 度,它不是直接跳跃的,而是连续上去的,也就是
41,42,43 这样连续的变化。
那幺PLC 是如何识别并控制这些变化,它和模拟
量又是如何转换的呢?本文将为初学者解惑。
PLC 系统中使用的模拟量有两种,一种是模拟电压,一种是模拟电流,模拟电压最常见,用的也最多。
模拟电压一般是0~10V,并联相等,长距离传输时容易受干扰,一般用在OEM 设备中。
模拟电流一般是4~20mA,串联相等,抗干扰能力强,dcs 系统中一般都使
用模拟电流。
首先,我们先要用传感器测量我们所需要的参数,通过变送器将此参数变换成0~10V 或者4~20mA ,现在很多传感器都是自带变送器的,直接就输
出模拟量,建议大家在项目中选用此种类型的传感器
图二某压力传感器手册
如图二所示,是某压力开关的选型手册,红色圆圈部分是它的量程0~250 公斤,再看黄色荧光笔部分,此型号的传感器是模拟电流输出,也就是此款传感器将0~250 公斤的压力线性转换成了4~20mA 的电流,当我们检测到
12mA 的电流时,就表示压力是125 公斤,依此类推。
当我们读取到模拟量之后,就要交给PLC 去处理了,由于PLC 的实质是
电子计算机,而计算机只能识别数字量,因此要进行转换,也就是模拟量到数字量的转换,模拟电子技术中称之为A/D 转换,作为PLC 的使用者,而
A/D 转换的是一个线性变化,也就是把0~10V 或者4~20mA 转换成一个数
字N,再在PLC 中去处理这个转换后的数字。
也就是把0~10V 或者
4~20mA 转换成了0~N。
这个数值N 在不同的PLC 中是不一样的。
比如在
西门子博途中,它是固定的为27648。
有的PLC 是4000,还有4096,还有32767,这个就要参考PLC 的编程手册了。
多数PLC 都是可以修改的,建议
修改成整数,便于我们计算。
图三施耐德PLC 模拟量设置
如图三所示,是施耐德CODESYS 平台的PLC,红色圆圈是默认的设置为-
32768 到32768,很显然,这样的数字是不便于我们计算的,因此改成了
4000 到20000。
顺便说一句,欧美系PLC 对模拟量的处理是很简单的,只需
简单的设置,而日系PLC 特别是三菱,对模拟量的处理是很隆重的,它是通过梯形图写程序的方式来设置。
而左上角的蓝色圆圈内的%IW0,就是读取
的模拟量的数值,如果压力是125 公斤,那幺此时,%IW0 的值应为12000。
图四模拟量转换过程
如图四所示,这是整个的模拟量的转换过程,看箭头指向,传感器检测实际物理量,然后变送输出模拟量到PLC,由PLC 转换成数字量,而plc 编
程,就是对数字量的处理。
图五模拟量的PID 处理
如图五所示,左侧红色圆圈就是我们读取的实际压力,通过PID 功能块进行处理,处理后的数值赋值给%QW0,而%QW0 是模拟量的输出,也就是模
拟量输入的逆运算。
模拟电流相对于模拟电压来说,有着无可比拟的优势,抗干扰能力强,有断线检测功能,而且模拟电流的传感器一般都是两线制,配线简单方便,而且模拟电流信号可以方便的转换成模拟电压信号,反之则不能,因此推荐大家尽量使用模拟电流。
模拟电流的缺点就是概念比较抽象,测量比较麻烦,初学者可能会不好理
解,更重要的是,电流是串联相等,很多初次使用模拟电流的朋友经常想当然的把模拟电流信号并联,这是不对的,希望注意。
这就是PLC 对模拟量的处理,它其实是一个线性转换的过程,任何连续的物理量都可以变送成0~10V 或者4~20mA 供我们处理,而我们又可以把要控
制的物理量转换成0~10V 或者4~20mA,这就是模拟量控制的本质。