工業(ye) 控製中,模擬量采集的主要過程原理是:將各種工藝參數如溫度、壓力、流量、液位、成分等物理量變換成統一標準信號(標準信號通常是:電流為(wei) 4-20mA或電壓為(wei) 0-5V),再傳(chuan) 送到控製器或者指示記錄儀(yi) 中,進行調節、指示和記錄等。
在工控係統中,溫度、壓力等傳(chuan) 感器采集的信息,通過變送器處理成4-20mA或0-5V電信號,傳(chuan) 送給PLC、單片機等CPU,那麽(me) 這些CPU是如何把傳(chuan) 送來的電信號轉換為(wei) 實際的溫度、壓力等信號?
我們(men) 通過一個(ge) 例子來看一下,西門子S7係列PLC是如何處理模擬量傳(chuan) 感器傳(chuan) 動送來的電信號,現在常用的S7-1200PLC直接調用模擬量數據處理模塊就可以,而對於(yu) S7-200(此型號已經停產(chan) )和S7-200SMART需要對數據進行計算和處理,這種處數據理思路的也是S7-1200數據處理的思路,隻不過博圖把這種數據處理過程封裝成為(wei) 一個(ge) 指令罷了,其內(nei) 核是一樣的。我們(men) 以S7-200為(wei) 例(S7-200SMART類似):
有1個(ge) 溫度傳(chuan) 感器,其測量量程為(wei) 0—100℃,變送器的輸出信號為(wei) 4—20mA,現需要用S7-200係列PLC采集溫度傳(chuan) 感器接收的溫度信號,並編程計算得出實時變化的溫度值。
已經知道溫度傳(chuan) 感器的量程為(wei) 0--100℃,變送器為(wei) 4---20mA電流信號。也就是說明0--100℃與(yu) 4---20mA之間的數值是相互對應的,例如0℃對應著4mA,100℃對應著20mA。所以它們(men) 之間的關(guan) 係可以用二維坐標係表示,如圖1所示。
根據相似三角形可以得出公式:
S7-200係列PLC模擬量模塊可處理數值範圍為(wei) 0—32000,電流範圍為(wei) 0-20mA。也就是數值0對應著0mA,數值32000對應20mA。兩(liang) 者之間的關(guan) 係可以用二維坐標係表示,如圖2所示。
根據相似三角形可以得出公式,
由上麵兩(liang) 個(ge) 公式可以得出,
其中,TX就是采集的實時溫度值,AIWX為(wei) PLC模擬量輸入模塊的采集數據。
AIW16為(wei) 從(cong) 溫度變送器接收來的數據,溫度的最終數值為(wei) 浮點數(也就是有小數點)類型,所以要先轉換為(wei) 實數,網絡1第一列的指令為(wei) 數據轉換指令,將AIW16(整數)的數值轉換為(wei) 雙整數,存儲(chu) 在VD100地址內(nei) ;網絡2第二列指令為(wei) 將雙整數轉換為(wei) 實數,結果保存在VD104地址內(nei) 。所以網絡1的程序功能是,將采集的數值(證書(shu) 類型)轉換為(wei) 實數類型。網絡2的程序就是按照上麵的公式進行計算最終得出實際采集的溫度數值為(wei) VD116地址內(nei) 存放的數值。