PLC模擬量(工程量)轉化的方法:

1、基本概念
    我們(men) 生活在一個(ge) 物質的世界中。世間所有的物質都包含了化學和物理特性，我們(men) 是通過對物質的表觀性質來了解和表述物質的自有特性和運動特性。這些表觀性質就是我們(men) 常說的質量、溫度、速度、壓力、電壓、電流等用數學語言表述的物理量，在自控領域稱為(wei) 工程量。這種表述的優(you) 點是直觀、容易理解。在電動傳(chuan) 感技術出現之前，傳(chuan) 統的檢測儀(yi) 器可以直接顯示被測量的物理量，其中也包括機械式的電動儀(yi) 表。
2、標準信號
    在電動傳(chuan) 感器時代，中央控製成為(wei) 可能，這就需要檢測信號的遠距離傳(chuan) 送。但是紛繁複雜的物理量信號直接傳(chuan) 送會(hui) 大大降低儀(yi) 表的適用性。而且大多傳(chuan) 感器屬於(yu) 弱信號型，遠距離傳(chuan) 送很容易出現衰減、幹擾的問題。因此才出現了二次變送器和標準的電傳(chuan) 送信號。二次變送器的作用就是將傳(chuan) 感器的信號放大成為(wei) 符合工業(ye) 傳(chuan) 輸標準的電信號，如0－5V、0－10V或4－20mA（其中用得最多的是4－20mA）。而變送器通過對放大器電路的零點遷移以及增益調整，可以將標準信號準確的對應於(yu) 物理量的被檢測範圍，如0－100℃或-10－100℃等等。這是用硬件電路對物理量進行數學變換。中央控製室的儀(yi) 表將這些電信號驅動機械式的電壓表、電流表就能顯示被測的物理量。對於(yu) 不同的量程範圍，隻要更換指針後麵的刻度盤就可以了。更換刻度盤不會(hui) 影響儀(yi) 表的根本性質，這就給儀(yi) 表的標準化、通用性和規模化生產(chan) 帶來的無可限量的好處。
3、數字化儀(yi) 表
    到了數字化時代，指針式顯示表變成了更直觀、更精確的數字顯示方式。在數字化儀(yi) 表中，這種顯示方式實際上是用純數學的方式對標準信號進行逆變換，成為(wei) 大家習(xi) 慣的物理量表達方式。這種變換就是依靠軟件做數學運算。這些運算可能是線性方程，也可能是非線性方程，現在的電腦對這些運算是易如反掌。
4、信號變換中的數學問題
    信號的變換需要經過以下過程：物理量－傳(chuan) 感器信號－標準電信號－A/D轉換－數值顯示。
    聲明：為(wei) 簡單起見，我們(men) 在此討論的是線性的信號變換。同時略過傳(chuan) 感器的信號變換過程。
    假定物理量為(wei) A，範圍即為(wei) A0－Am，實時物理量為(wei) X；標準電信號是B0－Bm，實時電信號為(wei) Y；A/D轉換數值為(wei) C0-Cm，實時數值為(wei) Z。
    如此，B0對應於(yu) A0，Bm對應於(yu) Am，Y對應於(yu) X，及Y=f(X)。由於(yu) 是線性關(guan) 係，得出方程式為(wei) Y=(Bm-B0)*(X-A0)/(Am-A0)+B0。又由於(yu) 是線性關(guan) 係，經過A/D轉換後的數學方程Z=f(X)可以表示為(wei) Z=(Cm-C0)*(X-A0)/(Am-A0)+C0。那麽(me) 就很容易得出逆變換的數學方程為(wei) X=(Am-A0)*(Z-C0)/(Cm-C0)+A0。方程中計算出來的X就可以在顯示器上直接表達為(wei) 被檢測的物理量。
5、plc中逆變換的計算方法
    以S7-200和4－20mA為(wei) 例，經A/D轉換後，我們(men) 得到的數值是6400－32000，及C0=6400，Cm=32000。於(yu) 是，X=(Am-A0)*(Z-6400)/(32000-6400)+A0。
    例如某溫度傳(chuan) 感器和變送器檢測的是-10－60℃，用上述的方程表達為(wei) X=70*(Z-6400)/25600-10。經過PLC的數學運算指令計算後，hmi可以從(cong) 結果寄存器中讀取並直接顯示為(wei) 工程量。
    用同樣的原理，我們(men) 可以在HMI上輸入工程量，然後由軟件轉換成控製係統使用的標準化數值。
    在S7-200中，(Z-6400)/25600的計算結果是非常重要的數值。這是一個(ge) 0－1.0（100％）的實數，可以直接送到PID指令（不是指令向導）的檢測值輸入端。PID指令輸出的也是0－1.0的實數，通過前麵的計算式的反計算，可以轉換成6400－32000，送到D/A端口變成4－20mA輸出。