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PLC教程理论篇之PLC 用于过程控制二 一、模拟量输入方法 1. 用模拟量输入单元输入模拟量 把模拟量输入给 PLC 最简单的方法是，用模拟量输入单元（模块），简称 AD 单元。有的 PLC 的 CPU 单元或箱体也集成有 AD 接口。它不仅可完成从模拟量到数字量的转换，有的还可作相应处理，如滤波，求平均值，保持峰值，按比例转换等。 模拟量一般指标准电信号，电流或电压。电流为 4mA～20mA。电压为 0～10V，或 1～5V，或±10V 等。具体是什么，又是多少，可依型号情况及设定开关设定。 转换后的数字量可以为 2 进制 8 位、10 位、12 位、16 位，或更高。对应的分辨率分别为量程的 255 分之一、1023 分之一、4095 分之一及 32767 分之一，或更小。分辨率高精度也高。大、中型机的，精度高，多为 12 位，小型机差点，不少为 8 位。 AD 自身有输入电路、多路选择器、A/D 转换器、范围选择器、光电耦合器、CPU、内存、看门狗定时器、电源及总线接口。它可接电流信号，也可接电压信号。 一个 AD 单元一般只有一个 A/D 转换器。但有了多路选择器的依次切换，则可实现多路模拟信号处理。转换后再经光耦器转储到它自身的内存中。这样做，当然要耽误一些时间，但节省了器件与空间。算是以时间换取空间嘛。 有的 AD 单元，可在存储之前进行相应的处理，处理后才存；存贮后的数据，再经 PLC的 I/O 总线接口，在 PLC I/O 刷新或通过执行相应指令（对某些三菱 PLC）时，被读入到PLC 内部继电器或 I/O 继电器的相应通道中。 由于这里用有光耦器，故与普通的 I/O 单元一样，抗干扰的能力也很强。但有的公司为了降低成本，也生产有无隔离的 AD 单元。当然，它抗干扰能力也差了。 常用的 AD 单元有 4 路、8 路的，还有多达 16 的。也有少的只有 1 路、2 路的等等。 使用 AD 单元时，要了解它性能。它的主要性能有： 模拟量规格：指可接受或可输出的标准电流或标准电压的规格，一般多些好，便于选用； 数字量位数：指转换后的数字量，用多少位二进制数表达。位多的好，精度高； 转换路数：指可实现多少路的模拟量转换，路多的好，可处理多路信号； 转换时间：指实现一次模拟量转换的时间，少好； 功能：指除了实现数模转换时的一些附加功能，有的还有标定（Scaling）、平均（Mean）、峰值（Peak Vaule）及开方（Square Root）功能。其含义分别是： ·标定：设定转换后的数字量的上限（与模拟量的最大值对应，如 20mA）及下限（与模拟量的最小值对应，如 4mA），当使设定标定功能使能时，则单元会自动地把模拟量按比例转换成上、下限之间的值。见图 12-7。 a –数据标定 图 12-7 b-初始化程序 数据标定及初始化程序 图 a 中虚线表示的是，未标定时的电压与输出值的对应关系：0V 时，输出为 0；10V时，输出为 4000。实线为标定功能使能后的情况。这时，0V 时，输出为 1000；10V 时，输出为 9000。在 0 到 10V 之间，如 5V，则为 5000。当然，这个 5000，是输入单元自动给出的，人工不必计算。 ·平均：可连续采集多次数据，然后加以平均，以平均后的数作为输入。要否平均，由多少次数作平均，可设定。使用平均，可减少干扰，但转换时间将增长。 ·峰值：可保持输入过程的最大值。峰值保持使能失效，则保存值复位为零。 ·开平方：当平方根使能位使能后，可使数据转换成平方根，以便于特殊使用。 当然，如果使用 AD 模块没有上述功能，而实际又需要时，也可用程序实现。只是，这时要占用 PLC CPU 及内存的资源，同时还要增加程序扫描时间。 使用 AD 单元第一步是选用。要选性能合适的单元，既要与 PLC 的型号相当，规格、功能也要一致，而且配套的附件或装置也要选好。 第二步是接线。要按要求接线，端子上都有标明。用电压信号，只能接电压端；用电流信号只能接电流端。接线要注意屏蔽，以减少干扰。 第三步是设定。有硬设定及软设定。硬设定用 DIP 开关，软设定则用存贮区，或运行相应的初始化 PLC 程序。作了设定，才能确定要使用那些功能，选用什么样的数据转换，数据存储于什么单元等等。一句话，没有进行必要的设定，如同没有接好线一样，单元也是不能使用的。 图 12-7b 示的就是 OMRON CPM1A_MAD002 AD-DA 模块（4 路入、1 路出，8 位）初始化程序。它在程序扫描第一周期执行。目的是把设定参数写入“工作参数设定”字。它的设定字的含义见表 12-1。 表 12-1 CPM1A_MAD002 模块参数设定 从表知，此工作参数设定”字的地址为模块输出地址加 1。如该模块输出地址为 1