您好, 歡迎來到化工儀器網(wǎng)
湛江西門子PLC代理商
湛江西門子PLC代理商
PLC開關(guān)量和模擬量如何轉(zhuǎn)換
PLC開關(guān)量、模擬量轉(zhuǎn)換，首先要明了三層含義:設(shè)備信號層、PLC軟件應(yīng)用層、PLC內(nèi)部處理層。
設(shè)備層:開關(guān)量是通斷信號，模擬量是線性電壓信號或線性電流信號。
PLC軟件應(yīng)用層:開關(guān)量是0、1開關(guān)節(jié)點(diǎn)以二進(jìn)制形式存放在PLC內(nèi)部寄存器中，模擬量是工程量(如255、32767、65535)以16進(jìn)制形存放在PLC用戶寄存器中。
內(nèi)部處理層:全部都是從寄存器中調(diào)出采取二進(jìn)制運(yùn)算。
開關(guān)量模擬量轉(zhuǎn)換在PLC軟件應(yīng)用層只要利用相關(guān)指令(如三菱K1M0等)將開關(guān)量二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成16進(jìn)制存放在PLC用戶寄存器就可以。
開關(guān)量和模擬量的轉(zhuǎn)換一般都經(jīng)過保持以及數(shù)字化的，比如開關(guān)量，有干擾吧，要排除這種干擾，可以軟件排除干擾，比如隔幾毫秒讀取一次開關(guān)狀態(tài)，兩次都讀到才認(rèn)為開關(guān)關(guān)閉了，不然認(rèn)為是干擾，當(dāng)然干擾也可以用硬件排除干擾，如果施密特觸發(fā)器等。
對于模擬量，也是經(jīng)過量化的，比如0809AD轉(zhuǎn)換，對于轉(zhuǎn)換方法，在這里也說不清楚，可以查詢芯片資料，0809芯片有控制轉(zhuǎn)換引腳，使能引腳，轉(zhuǎn)換地址等控制引腳，用8051單片機(jī)可以控制其轉(zhuǎn)換，當(dāng)然，還有高級的單片機(jī)，如MSP430，AVR等單片機(jī)，更好的轉(zhuǎn)換芯片，如DSP的STM32系列芯片，是專門的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片。轉(zhuǎn)換的原理是根據(jù)轉(zhuǎn)換芯片的精度劃分轉(zhuǎn)換量，如，轉(zhuǎn)換芯片的位數(shù)為8位，再假定轉(zhuǎn)換的模擬量為5伏電壓，那么還可以把5伏分為256(因為8位芯片只能是2的8次方)等分，這樣就可以算出它的數(shù)字量了，反之亦然。
常見的模擬量信號有電壓和電流信號，有輸入信號對設(shè)備進(jìn)行控制的，比如變頻器的調(diào)速、氣壓比例閥等，輸出信號多見與各種傳感器和其他輸出設(shè)備。它們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系需要參考AD、DA模塊與設(shè)備量程來確定。
DA模塊
它的數(shù)字量與模擬信號電壓之間的關(guān)系如下圖：
PLC控制系統(tǒng)
模塊端4000量程的數(shù)字量對應(yīng)10V電壓信號，按照此關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換。而在設(shè)備端變頻器頻率與模擬量之間的關(guān)系為：50.00Hz對應(yīng)于10v電壓信號輸入，那么在plc編程中頻率與數(shù)字量轉(zhuǎn)換的關(guān)系就是1數(shù)字量=1.25Hz或者1Hz=0.8數(shù)字量，加入我們要控制變頻器30.00Hz運(yùn)轉(zhuǎn)，就要向DA模塊中寫入2400數(shù)字量。
AD模塊
在模塊端10v模擬量對應(yīng)4000數(shù)字量，按照此關(guān)系完成轉(zhuǎn)換。在設(shè)施端例如位置傳感器距離與模擬量電壓信號之間的關(guān)系是：200mm量程對應(yīng)10v模擬量輸出，那里在PLC程序要得到準(zhǔn)確的位置，位置與數(shù)字量之間的關(guān)系就是1mm=20數(shù)字量或者1數(shù)字量=0.05mm，加入我們檢測了2000的數(shù)字量，經(jīng)過換算就知道位置是100mm。
至于開關(guān)量與模擬量之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，應(yīng)該說是模擬量怎么控制開關(guān)量，比如說電機(jī)轉(zhuǎn)速超過某值就要關(guān)掉電機(jī)、溫度大于多少就要終止加熱或小于多少要加熱，此刻我們經(jīng)過AD模塊監(jiān)控這些數(shù)據(jù)，在PLC中進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果來輸出相應(yīng)的開關(guān)動作。
4步教你輕松調(diào)試PLC控制系統(tǒng)
PLC控制系統(tǒng)
調(diào)試工作是檢查PLC控制系統(tǒng)能否滿足控制要求的關(guān)鍵工作，是對系統(tǒng)性能的一次客觀、綜合的評價。系統(tǒng)投用前必須經(jīng)過全系統(tǒng)功能的嚴(yán)格調(diào)試，直到滿足要求并經(jīng)有關(guān)用戶代表、監(jiān)理和設(shè)計等簽字確認(rèn)后才能交付使用。調(diào)試人員應(yīng)受過系統(tǒng)的專門培訓(xùn)，對控制系統(tǒng)的構(gòu)成、硬件和軟件的使用和操作都比較熟悉。
調(diào)試人員在調(diào)試時發(fā)現(xiàn)的問題，都應(yīng)及時聯(lián)系有關(guān)設(shè)計人員，在設(shè)計人員同意后方可進(jìn)行修改，修改需做詳細(xì)的記錄，修改后的軟件要進(jìn)行備份。并對調(diào)試修改部分做好文檔的整理和歸檔。調(diào)試內(nèi)容主要包括輸入輸出功能、控制邏輯功能、通信功能、處理器性能測試等。
一、輸入輸出回路調(diào)試
(1)模擬量輸入(AI)回路調(diào)試。要仔細(xì)核對I0模塊的地址分配;檢查回路供電方式(內(nèi)供電或外供電)是否與現(xiàn)場儀表相*;用信號發(fā)生器在現(xiàn)場端對每個通道加入信號，通常取0、50%或*三點(diǎn)進(jìn)行檢查。對有報警、聯(lián)鎖值的AI回路,還要在報警聯(lián)鎖值(如高報、低報和聯(lián)鎖點(diǎn)以及精度)進(jìn)行檢查,確認(rèn)有關(guān)報警、聯(lián)鎖狀態(tài)的正確性。
(2)模擬量輸出(AO)回路調(diào)試?？筛鶕?jù)回路控制的要求，用手動輸出(即直接在控制系統(tǒng)中設(shè)定)的辦法檢查執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如閥門開度等)，通常也取0、50%或*三點(diǎn)進(jìn)行檢查;同時通過閉環(huán)控制,檢查輸出是否滿足有關(guān)要求。對有報警、聯(lián)鎖值的AO回路，還要在報警聯(lián)鎖值(如高報、低報和聯(lián)鎖點(diǎn)以及精度)進(jìn)行檢查，確認(rèn)有關(guān)報警、聯(lián)鎖狀態(tài)的正確性。
(3)開關(guān)量輸入(DI)回路調(diào)試。在相應(yīng)的現(xiàn)場端短接或斷開,檢查開關(guān)量輸入模塊對應(yīng)通道地址的發(fā)光二極管的變化，同時檢查通道的通、斷變化。
(4)開關(guān)量輸出(DO)回路調(diào)試?？赏ㄟ^PLC系統(tǒng)提供的強(qiáng)制功能對輸出點(diǎn)進(jìn)行檢查。通過強(qiáng)制,檢查開關(guān)量輸出模塊對應(yīng)通道地址的發(fā)光二極管的變化，同時檢查通道的通、斷變化。
二、回路調(diào)試注意事項
(1)對開關(guān)量輸入輸出回路，要注意保持狀態(tài)的*性原則，通常采用正邏輯原則，即當(dāng)輸入輸出帶電時,為“ON"狀態(tài),數(shù)據(jù)值為“1";反之，當(dāng)輸入輸出失電時,為“OFF"狀態(tài)，數(shù)據(jù)值為“0"。這樣，便于理解和維護(hù)。
(2)對負(fù)載大的開關(guān)量輸入輸出模塊應(yīng)通過繼電器與現(xiàn)場隔離，即現(xiàn)場接點(diǎn)盡量不要直接與輸入輸出模塊連接。
(3)使用PLC提供的強(qiáng)制功能時,要注意在測試完畢后，應(yīng)還原狀態(tài);在同一時間內(nèi)，不應(yīng)對過多的點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)制操作，以免損壞模塊。
三、控制邏輯功能調(diào)試
控制邏輯功能調(diào)試，需會同設(shè)計、工藝代表和項目管理人員共同完成。要應(yīng)用處理器的測試功能設(shè)定輸入條件,根據(jù)處理器邏輯檢查輸出狀態(tài)的變化是否正確，以確認(rèn)系統(tǒng)的控制邏輯功能。對所有的聯(lián)鎖回路,應(yīng)模擬聯(lián)鎖的工藝條件，仔細(xì)檢查聯(lián)鎖動作的正確性，并做好調(diào)試記錄和會簽確認(rèn)。
檢查工作是對設(shè)計控制程序軟件進(jìn)行驗收的過程，是調(diào)試過程中復(fù)雜、技術(shù)要求、難度大的一項工作。特別在有技術(shù)應(yīng)用、軟件等情況下，更加要仔細(xì)檢查其控制的正確性,應(yīng)留有一定的操作裕度，同時保證工藝操作的正常運(yùn)作以及系統(tǒng)的安全性、可靠性和靈活性。
四、處理器性能測試
處理器性能測試要按照系統(tǒng)說明書的要求進(jìn)行，確保系統(tǒng)具有說明書描述的功能且穩(wěn)定可靠，包括系統(tǒng)通信、備用電池和其他特殊模塊的檢查。對有冗余配置的系統(tǒng)必須進(jìn)行冗余測試。即對冗余設(shè)計的部分進(jìn)行全面的檢查，包括電源冗余、處理器冗余、I0冗余和通信冗余等。
(1)電源冗余
切斷其中一路電源，系統(tǒng)應(yīng)能繼續(xù)正常運(yùn)行，系統(tǒng)無擾動;被斷電的電源加電后能恢復(fù)正常。
(2)處理器冗余
切斷主處理器電源或切換主處理器的運(yùn)行開關(guān)，熱備處理器應(yīng)能自動成為主處理器,系統(tǒng)運(yùn)行正常，輸出無擾動;被斷電的處理器加電后能恢復(fù)正常并處于備用狀態(tài)。
(3)I0冗余
選擇互為冗余、地址對應(yīng)的輸入和輸出點(diǎn)，輸入模塊施加相同的輸入信號,輸出模塊連接狀態(tài)指示儀表。分別通斷(或熱插拔，如果允許)冗余輸入模塊和輸出模塊,檢查其狀態(tài)是否能保持不變。
(4)通信冗余
可通過切斷其中一個通信模塊的電源或斷開一條網(wǎng)絡(luò)，檢查系統(tǒng)能否正常通信和運(yùn)行;復(fù)位后，相應(yīng)的模塊狀態(tài)應(yīng)自動恢復(fù)正常。
冗余測試,要根據(jù)設(shè)計要求,對一切有冗余設(shè)計的模塊都進(jìn)行冗余檢查。此外,對系統(tǒng)功能的檢查包括系統(tǒng)自檢、文件查找、文件編譯和下裝、維護(hù)信息、備份等功能。對較為復(fù)雜的PLC系統(tǒng)，系統(tǒng)功能檢查還包括邏輯圖組態(tài)、回路組態(tài)和特殊I0功能等內(nèi)容。
PLC中的開關(guān)量、模擬量指的是什么
開關(guān)量和模擬量是大家學(xué)習(xí)PLC初期使用多的兩種輸入輸出方式。什么是開關(guān)量？什么是模擬量？這個問題有必要弄清楚。
圖1是一個典型能輸出開關(guān)量信號的器材。壓力高時C和B兩個觸點(diǎn)閉合接通，輸出壓力高信號，壓力低時C和A兩個觸點(diǎn)閉合接通輸出壓力低信號。有了這樣的信號就完成把就地的壓力信號，遠(yuǎn)傳到遠(yuǎn)處的電氣控制柜去參加主動遠(yuǎn)程控制了，其間C和B是一個開關(guān)量，C和A也是一個開關(guān)量。所以一個開關(guān)觸點(diǎn)就是一個開關(guān)量，它的特性是同一時間要么接通要么斷開。接通就是1，代表有有信號，斷開就是0，代表沒有信號。這就是所謂的開關(guān)量信號。
壓力表雖然能把壓力信號傳到遠(yuǎn)處，但它傳輸?shù)闹皇怯袩o壓力這樣的信號，無法知道實(shí)時壓力值究竟是多少。
PLC
圖2中的器材叫壓力變送器。壓力變送器的內(nèi)部就是一塊電路板，電路板連接著一個壓力傳感器F。它的作業(yè)原理是壓力傳感器F把檢測到的壓力傳到電路板的C，檢測信號進(jìn)入電路板后，經(jīng)過電路板的轉(zhuǎn)化與核算，把這個壓力信號轉(zhuǎn)化成一個電流信號由A和B這兩個點(diǎn)輸出。圖中右邊就是轉(zhuǎn)化進(jìn)程的示意圖，它能夠把一個0-10kpa的壓力信號轉(zhuǎn)化成一個4-20mA的電流信號，由A和B這兩個點(diǎn)輸出。這時咱們就說A和B這兩個點(diǎn)輸出的就是一個模擬量信號。模擬量信號的特點(diǎn)是它的值是在一個數(shù)值范圍內(nèi)是連續(xù)可變的。
下面看一下模擬量信號是如何進(jìn)行遠(yuǎn)距傳輸?shù)摹?br data-filtered="filtered"/>咱們管道上安裝一塊量程為0-10kpa的壓力變送器，電源正極接壓力變送器的B點(diǎn)，負(fù)極串聯(lián)一塊萬用表到壓力變送器的A點(diǎn)，并將萬用表打到電流檔。當(dāng)壓力變送器C點(diǎn)的壓力是5kpa時，萬用表的的電流讀數(shù)是12mA。正好是4-20mA的電流信號的中間值，而5kpa也正好是0-10kpa壓力值的中間值。當(dāng)壓力變送器C點(diǎn)的壓力是10kpa時，萬用表的的電流讀數(shù)正好是20mA。這樣0-10kpa壓力值就對應(yīng)了4-20mA的電流信號值，咱們只要在遠(yuǎn)方經(jīng)過一個接受設(shè)備把這個4-20mA的電流信號值提取出來，再經(jīng)過一定的核算，就能知道就地的壓力值是多少了。
為什么要把壓力信號轉(zhuǎn)化成4-20mA的電流信號，而不是0-20mA的電流信號或0-10V的電壓信號？
1.0-10V的電壓信號簡單遭到外界的電磁攪擾，特別是電纜長度很長時攪擾更顯著。
2.用0-20mA的電流信號的話，就無法判別在電流信號是0mA時，究竟是電纜斷線引起的毛病0mA，還是壓力本身就是0kpa而輸出的正常的0mA。
圖4是使用西門子S7-200 PLC讀取壓力變送器壓力值的接線圖例，這是一種基本的使用方法，左面是開關(guān)量的，右邊是模擬量的，不同的信號類型要接到PLC不同輸入端
S7-400 通訊處理器
描述
通訊處理器用于將 S7-400 連接到不同的總線系統(tǒng)/通訊網(wǎng)絡(luò)，也用于點(diǎn)對點(diǎn)的連接。
作為總線系統(tǒng)的替代品，借助通訊處理器 (CP) 實(shí)現(xiàn)的點(diǎn)對點(diǎn)連接功能非常強(qiáng)大且成本較低。當(dāng)僅要將幾個 (RS 485) 設(shè)備連接到 SIMATIC S7 時，與總線系統(tǒng)相比，點(diǎn)對點(diǎn)鏈路的優(yōu)勢是極為明顯的。
通訊處理器也能夠輕松地將第三方系統(tǒng)連接至 SIMATIC S7-400 系統(tǒng)中。由于 CP 具有很高的靈活性，因此可以執(zhí)行不同的物理傳輸介質(zhì)、傳輸速度，甚至是自定義的傳輸協(xié)議。對每一個 CP 都有一個組態(tài)包。組態(tài)包中帶有電子手冊、參數(shù)化屏幕表單和用于 CPU 和 CP 之間通訊的標(biāo)準(zhǔn)功能塊。組態(tài)數(shù)據(jù)存儲在系統(tǒng)塊中并在 CPU 中備份。因此，在更換模塊后，新模塊馬上就可以使用。
借助 S7-400 點(diǎn)對點(diǎn)鏈路模塊，針對不同的物理傳輸介質(zhì)，只需要插入相關(guān)的接口子模塊，而無需外部轉(zhuǎn)換器。
可選模塊
? 在性能范圍中更佳模塊化5個不同的CPU，具有全面的基本功能和集成的Freeport通訊接口
? 用于各種功能的一系列擴(kuò)展模塊：
－數(shù)字/模擬擴(kuò)展，可升級至具體要求，作為從站的PROFIBUS通訊
－作為主站的AS-Interface通訊
－確切的溫度測量
－定位
－遠(yuǎn)程診斷
－以太網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)通訊
－SIWAREX MS
稱重模塊
? HMI功能
? 帶有Micro/WIN附加指令庫的STEP 7-Micro/WIN軟件
? 引人注目的系統(tǒng)工程－目前的特點(diǎn)是用于完整自動化任務(wù)的各種不同要求的精確尺寸和更佳的解決方案
實(shí)時響應(yīng)
*的技術(shù)直至更后的細(xì)節(jié)確保我們的CPU發(fā)揮杰出的實(shí)時響應(yīng)率：
? 4個或6個獨(dú)立的硬件計數(shù)器，每個30 kHz，帶有CPU 224 XP的2 x 200 kHz，例如：通過增量編碼器或者高速記錄過程事件的精確路徑監(jiān)測
? 4個獨(dú)立的報警輸入，輸入濾波時間0.2毫秒至程序起動－更大過程安全
? 對應(yīng)用程序快速事件大于0.2 ms信號的脈沖捕捉功能
? 2個脈沖輸出，每個 20 kHz，或者具有脈沖寬度調(diào)制和脈沖無脈沖設(shè)定點(diǎn)的CPU 224 XP 的2 x 100 kHz－例如：用于控制步進(jìn)電機(jī)
? 2個定時中斷，在1ms處開始，以1ms的增量進(jìn)行調(diào)節(jié)－用于迅速變化過程的無擾控制
? 快速模擬輸入－具有25 μs的信號轉(zhuǎn)換，12位分辨率