PLC模擬量的原理以及編程方法

時間:2020-06-24

來源:網(wǎng)絡(luò)

導(dǎo)語:模擬電流的缺點就是概念比較抽象,測量比較麻煩,初學(xué)者可能會不好理解,更重要的是,電流是串聯(lián)相等,很多初次使用模擬電流的朋友經(jīng)常想當(dāng)然的把模擬電流信號并聯(lián),這是不對的,希望注意。

模擬量在plc系統(tǒng)中有著非常廣泛的應(yīng)用,特別是在過程控制系統(tǒng)中。模擬量是一種連續(xù)變化的量,因此,它的使用對象也是各種連續(xù)變化的量,比如溫度,壓力,濕度,流量,轉(zhuǎn)速,電流,電壓,扭矩等。

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圖1 溫度表
1的溫度表,它測量的溫度是連續(xù)的,對應(yīng)溫度表上的刻度。比如從40度升到50度,它不是直接跳躍的,而是連續(xù)上去的,也就是41、42、43這樣連續(xù)地變化。那么PLC是如何識別并控制這些變化,它和模擬量又是如何轉(zhuǎn)換的呢?本文將為初學(xué)者解惑。
PLC系統(tǒng)中使用的模擬量有兩種,一種是模擬電壓,一種是模擬電流,模擬電壓最常見,用的也最多。
模擬電壓 一般是0~10V,并聯(lián)相等,長距離傳輸時容易受干擾,一般用在OEM設(shè)備中。
模擬電流一般是4~20mA,串聯(lián)相等,抗干擾能力強,dcs系統(tǒng)中一般都使用模擬電流。
首先,我們先要用傳感器測量我們所需要的參數(shù),通過變送器將此參數(shù)變換成0~10V 或者4~20mA ,現(xiàn)在很多傳感器都是自帶變送器的,直接就輸出模擬量,建議大家在項目中選用此種類型的傳感器
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圖2 某壓力傳感器手冊
如圖2所示,是某壓力開關(guān)的選型手冊,紅色圓圈部分是它的量程 0~250公斤,再看黃色熒光部分,此型號的傳感器是模擬電流輸出,也就是此款傳感器將0~250公斤的壓力線性轉(zhuǎn)換成了4~20mA的電流,當(dāng)我們檢測到12mA的電流時,就表示壓力是125公斤,依此類推。
當(dāng)我們讀取到模擬量之后,就要交給PLC去處理了,由于PLC的實質(zhì)是電子計算機,而計算機只能識別數(shù)字量,因此要進行轉(zhuǎn)換,也就是模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換,模擬電子技術(shù)中稱之為A/D轉(zhuǎn)換,作為PLC的使用者,而A/D轉(zhuǎn)換的是一個線性變化,也就是把0~10V 或者4~20mA 轉(zhuǎn)換成一個數(shù)字N,再在PLC中去處理這個轉(zhuǎn)換后的數(shù)字。也就是把0~10V 或者4~20mA 轉(zhuǎn)換成了0~N。
這個數(shù)值N 在不同的PLC中是不一樣的。比如在西門子博途中,它是固定的為27648。有的PLC是4000,還有4096,還有32767,這個就要參考PLC 的編程手冊了。多數(shù)PLC都是可以修改的,建議修改成整數(shù),便于我們計算。
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圖3 施耐德PLC 模擬量設(shè)置
如圖3所示,是施耐德CODESYS平臺的PLC,紅色圓圈是默認的設(shè)置為-32768到32768,很顯然,這樣的數(shù)字是不便于我們計算的,因此改成了4000到20000。順便說一句,歐美系PLC對模擬量的處理是很簡單的,只需簡單的設(shè)置,而日系PLC特別是三菱,對模擬量的處理是很隆重的,它是通過梯形圖寫程序的方式來設(shè)置。而左上角的藍色圓圈內(nèi)的%IW0,就是讀取的模擬量的數(shù)值,如果壓力是125公斤,那么此時,%IW0的值應(yīng)為12000。
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圖4 模擬量轉(zhuǎn)換過程
如圖4所示,這是整個的模擬量的轉(zhuǎn)換過程,看箭頭指向,傳感器檢測實際物理量,然后變送輸出模擬量到PLC,由PLC轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,而plc編程,就是對數(shù)字量的處理。
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圖5 模擬量的PID處理
如圖五所示,左側(cè)紅色圓圈就是我們讀取的實際壓力,通過PID功能塊進行處理,處理后的數(shù)值賦值給%QW0,而%QW0是模擬量的輸出,也就是模擬量輸入的逆運算。
模擬電流相對于模擬電壓來說,有著無可比擬的優(yōu)勢,抗干擾能力強,有斷線檢測功能,而且模擬電流的傳感器一般都是兩線制,配線簡單方便,而且模擬電流信號可以方便的轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號,反之則不能,因此推薦大家盡量使用模擬電流。
模擬電流的缺點就是概念比較抽象,測量比較麻煩,初學(xué)者可能會不好理解,更重要的是,電流是串聯(lián)相等,很多初次使用模擬電流的朋友經(jīng)常想當(dāng)然的把模擬電流信號并聯(lián),這是不對的,希望注意。
這就是PLC對模擬量的處理,它其實是一個線性轉(zhuǎn)換的過程,任何連續(xù)的物理量都可以變送成0~10V 或者4~20mA供我們處理,而我們又可以把要控制的物理量轉(zhuǎn)換成0~10V 或者4~20mA,這就是模擬量控制的本質(zhì)。

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