|
大话工控 2018-04-06 23:08:04 这一节讲述4-20mA的模拟量信号进入西门子S7-200PLC以后，PLC怎样通过程序把它变成我们想要的实际数值。虽然这节讲的是西门子PLC的模拟量处理程序，但道理都是一样的，你只要把程序的原理弄明白了，在其他品牌的PLC上应用也是一样的，不管是三菱的还是施耐德的都一样。所以文章最后我会附上本节所讲的程序的下载方法，有需要的朋友可以自己下载研究。 通过上一节的学习我们知道，模拟量其实就是一个在一定数字范围内连续变化的数值。这个数字范围绝大多数都是用4-20mA这个电流信号作为标准范围，至于为什么这样用，上一节已经讲的很清楚了，这里不再重复。接下来看图1。 图1，的左边是一个量程范围为0-10kpa的压力变送器，它的输出电流就是0-10kpa对应4-20mA，所以压力在5kpa时对应的电流就是12mA，我们只要在电路中串联一个数字万用表就能看到电流的读数，然后我们通过这个读数，拿一个计算器通过加减乘除就能算出实际的压力是5kpa。这就是手动的算法，如果用这种算法去算实际压力值，简直就是太老土了。这些活只要交给PLC去干就行了，你只要把程序写好PLC就会不知疲倦的去算还不会出错，我们腾出时间看点自己想看的片片多好呢。那怎么让PLC去算呢？很简单，我们只要做两件事就可以了。 第一，硬件部分，看图1的右边，我们只要在原来接数字万用表的地方，接一个PLC的模拟量输入模块就行了，你没看错，原理就是这样的。它实际的接线图就是下面的图2。 在图2我们看到压力变送器和PLC的模拟量模块串联在一起，模拟量模块把接收到的4-20mA电流信号经过处理传送给PLC，这样PLC就能通过程序计算出实际的压力值了。它的内部处理过程如下。 图3，是模拟量信号在PLC内部的处理过程和工作原理，只要能看明白这张图，我下面讲程序时你就能很容易理解了。 其实模拟量模块内部和压力变送器内部一样，都是有一块电路板。这块电路板的主要作用就是实现A/D转换，A指的是模拟量，D指的是数字量。为什么要这样转换呢？没办法因为PLC不认识4-20mA模拟量只认识数字量。那么4-20mA模拟量信号转换成数字量是多少了呢？西门子的PLC是0-20mA（注意是0-20mA）对应的是0-32000，所以4-20mA对应的是6400-32000。这句话要是不明白，可以自己算算就知道了。 这样我们就得出了模拟量的处理过程是这样的：压力变送器接到PLC的模拟量模块的第一组触点AIW0(AIW0是模块第一组触点的地址，每一个模拟量PLC都会分配一个地址，这样PLC才能分清谁接在了第一组触点谁接在了第二组。其他的不用管，我们只要记住第一组是AIW0，第二组是AIW2就行了，以此类推)，然后AIW0把4-20mA模拟量信号送入模块内部的A/D转换器，A/D转换器再把4-20mA模拟量信号转换成数字量信号6400-32000。然后模块再把这个6400-32000传送给PLC，PLC再通过程序对这个数字量进行处理，来把我们需要的压力数值计算出来。程序怎么写呢？下面就是我们要做的第二件事，程序部分。 看图4，就是模拟量转换计算程序。大家看一下一共才用了6个西门子PLC指令，就把实际的压力值计算了出来，其中： 1，是整数转双整数指令。 2，是双整数转浮点数指令。 3，是减法指令。 4，是除法指令。 5，是减法指令。 6，是乘法指令。这些减法，乘法，除法指令和我们平时用的加减乘除的原理是一样的。而整数转双整数和双整数转浮点数指令是为了将0-32000这个整数转换为浮点数。因为我们的模拟量数据，压力，温度，流量等，多数都是带小数点的数值，所以模拟量输入以后，先把它转换成带小数点浮点数的数据类型。 为了便于大家理解，下面我们就以输入压力为：5kpa，压力变送器量程为：0-10kpa为例进行讲解。 看图5， 第一个指令：整数转双整数：作用是把输入地址AIW0的整数数据19200，转换成双整数数据19200，然后把数据放入通用寄存器MD0。至于为什么压力是5kpa时，AIW0的数据是19200，看一下图5下面的黑色方块内的转换过程就知道了。 第二个指令：双整数转浮点数：作用是把通用寄存器MD0中的19200转换成浮点数19200.0(大家看有小数点了，但数据大小并没有改变。就好比你穿了件棉袄，但你还是你)，然后把19200.0放入通用寄存器MD4。大家如果看到AIWO,MD0,MD4等不知道是什么意思，就看看我以前的文章全都讲过了。当时可能大家没有足够重视，现在用到了。不懂的赶紧去学学，这都是PLC处理模拟量的基础，如果西门子PLC的模拟量处理你不明白，其他品牌的PLC模拟量处理你也不会看懂。 第三个指令：浮点数减法：作用是实现量程下限标准化（可以理解为，计算出压力变送器的量程范围0-10kpa中的最小值0kpa）。即让MD4中的19200.0减去6400.0然后把结果放入MD8。 第四个指令：浮点数除法：作用是实现量程上限标准化，它和上面量程下限标准化的原理是一样的。即让MD8中的12800.0除以25600.0然后把结果放入MD12。 第五个指令：浮点数减法：作用是定义并计算出压力变送器的量程范围（压力变送器量程范围是0-10kpa就写成0.0和10.0。如果量程范围是0-0.6MP就写成0.0和0.6。以此类推），然把数据放入MD16. 第六个指令：浮点数乘法：作用是计算出我们实际的压力数值。让量程上限标准化MD12中的值乘以量程范围MD16中的值，就是我们实际的压力数值5.0kpa，数据放在通用寄存器MD20中。 这就是西门子S7-200 PLC的模拟量的处理过程，上面的程序是一个标准的4-20mA模拟量信号的PLC计算程序，我们在实际项目应用中可以直接拿来使用。自己也可以实验一下当压力是：8kpa时各个指令数值是怎样变化的。 |
|
|
