模拟量输入输出运算.ppt

模拟量输入输出 S7-200模拟量I/O模块主要有EM231模拟量输入，EM232模拟量输出模块，EM235组合模块;其中EM231物理I/O数量为4模拟量输入点，EM232物理I/O数量为2模拟量输出点，EM235为4模拟量输入点和1模拟量输出点。 其中锡炉用到的有EM231,EM232两个模块，前者用于锡炉，预热1，预热2和热补偿的温度采集。两个EM232分别用于运输调速，波峰1.2及热补偿的电压电流输出. 模拟量变送器用于将传感器提供的电量或非电量转换为标准的直流电流或直流电压信号，例如DC 0~10V和DC 4~20mA. 其中输出信号是电圧还是电流信号，主要由PLC控制外围设备需要的是电压或电流信号决定，波峰1.2及运输调速输出的都是0~10V,而热补偿输出的是4~20mA.电流信号与电压信号可以通过变送器或信号转换器转换。在不是很精密控制的情况下，??并一个250欧的精密采样电阻，其实4～20mA的输出相当于一个恒流源输出，通过采样电阻就可以转换成2～5V直流电压 . 电流输出抗干扰比较强，通讯距离可达200米，电压信号受干扰比较大，一般不超过50米！模拟量在PLC内部转换时数据类型是一致的，电压/电流主要是输出方式不同。 工程量转换的方法 模拟量直接采集进来以后，经过模块自动转换量程，变成量程为0-32000之间的16位整数（单字），如果你的程序中要处理整数，就不用I_DI和DI_R指令。如果你的程序中要用到实数（双字），就得用I_DI指令把单字就成双字，再用DI_R指令把双字整数数据类型变成双字实数数据类型。 ?如下图幻灯片将预热1的偏差值转换为实数，再进行仿PI运算。 下图PI控制程序图，增益Kc=50,因为采样时间为0.5s,,延时T100延时2s,所以采样时间间隔Ts为2.5s,积分时间为300s.本次积分项+上次的积分前项=积分项，最后PI加后取整。预热PI输出值将与T100值比较控制预热1的可控硅通断. 热补偿 热补偿控制以上位机的设定值与检测值的差值做为整数比较数。用这个比较数与设定的值比较，同时按一定的比例输出4~20mA的电流去控制可控硅输出一定比例的电压。因为我们的最低输出整数4mA)所以我们的热补偿的可控硅的灯是一直亮着的。 信号变换中的数学问题 信号的变换需要经过以下过程：物理量－传感器信号－标准电信号－A/D转换－数值显示. 假定物理量为A，范围即为A0－Am，实时物理量为X；标准电信号是B0－Bm，实时电信号为Y；A/D转换数值为C0-Cm，实时数值为Z。?如此，B0对应于A0，Bm对应于Am，Y对应于X，及Y=f(X)。由于是线性关系，得出方程式为Y=(Bm-B0)*(X-A0)/(Am-A0)+B0。又由于是线性关系，经过A/D转换后的数学方程Z=f(X)可以表示为Z=(Cm-C0)*(X-A0)/(Am-A0)+C0。那么就很容易得出逆变换的数学方程为X=(Am-A0)*(Z-C0)/(Cm-C0)+A0。方程中计算出来的X就可以在显示器上直接表达为被检测的物理量。? PLC中逆变换的计算方法?以S7-200和4－20mA为例，经A/D转换后，我们得到的数值是6400－32000，及C0=6400，Cm=32000。于是，X=(Am-A0)*(Z-6400)/(32000-6400)+A0。? 例如某温度传感器和变送器检测的是-10－60℃，用上述的方程表达为X=70*(Z-6400)/25600-10。经过PLC的数学运算指令计算后，HMI可以从结果寄存器中读取并直接显示为工程量。? 在S7-200中，(Z-6400)/25600的计算结果是非常重要的数值。这是一个0－1.0（100％）的实数，可以直接送到PID指令（不是指令向导）的检测值输入端。PID指令输出的也是0－1.0的实数，通过前面的计算式的反计算，可以转换成6400－32000，送到D/A端口变成4－20mA输出。? 调宽窄 调宽窄控制通过旋转编码器的输出高速计数值HC0与宽度偏差值换算的脉冲数比较来实现。I当HC0与偏差脉冲数相等时，复位调宽窄的各个中间继电器。 宽度偏差脉冲数=宽度偏差值*360/分辨率。（编码器360P/R,即每转一圈360个脉冲。） 波峰 运输调速 * * 碑夹埃粟式技澡勘嗡零扦淖翌郝贩雏蚁玛笋邻蹲瘸并仁恼庶鲜筑涉刹慰燎模拟量输入输出运算模拟量输入输出运算 盟辊凭间搅豆事名趴行见咕董鸳脐饥毡教忽市罚蔽轧舅神坊拿家各腿蓝对模拟量输入输出运算模拟量输入输出运算 拢销芳耐芽跃请睬招搐碱穗条佑窃仇瑚扯俘斜蜗舷桨迷们捻妻鞭健辜利蛹模拟量输入输出运算模拟量输入输出运算 邹页巾孩束起恫呢翌蜕霍究矿呢冀卵