西门子PLC模拟量处理方法.docx

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1、西门子PLC有多种类型，例如：西门子PLC S7-200系列和西门 子PLC S7-300s S7-1200/1500系列等，他们广泛的应用在各 种工业自动化领域。用户在使用过程中,需要对模拟量进行处理， 来实现各种逻辑。下面简要介绍一下西门子PLC模拟量处理方 法。西门子PLC模拟量处理方法1 .标准信号在电动传感器时代，中央控制成为可能，这就需要检测信号的远 距离传送。但是纷繁复杂的物理量信号直接传送会大大降低仪表 的适用性。而且大多传感器属于弱信号型，远距离传送很容易出 现衰减、干扰的问题。因此才出现了二次变送器和标准的电传送 信号。二次变送器的作用就是将传感器的信号放大成为符合工业 传

2、输标准的电信号，如0-5V、O-IOV或4-20mA（其中用得更多 的是4-20mA）o而变送器通过对放大器电路的零点迁移以及增益 调整，可以将标准信号准确的对应于物理量的被检测范围，如 O-Io0。C或-Io-IO0。C等等。这是用硬件电路对物理量进行数学变 换。中央控制室的仪表将这些电信号驱动机械式的电压表、电流 表就能显示被测的物理量。对于不同的量程范围，只要更换指针 后面的刻度盘就可以了。更换刻度盘不会影响仪表的根本性质，这就给仪表的标准化、通用性和规模化生产带来的无可限量的好 处。2 .数字化仪表到了数字化时代，指针式显示表变成了更直观、更精确的数字显 示方式。在数字化仪表中，这种显

3、示方式实际上是用纯数学的方 式对标准信号进行逆变换，成为大家习惯的物理量表达方式。这 种变换就是依靠软件做数学运算。这些运算可能是线性方程，也 可能是非线性方程，现在的电脑对这些运算是易如反掌。3 .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。为简单起见，我们在此讨论的是线性的信号变换。同时略过传感 器的信号变换过程。假定物理量为A ,范围即为AO-Am ,实时物理量为X；标准电信 号是BO-Bm ,实时电信号为Y;A/D转换数值为CO-Cm ,实时数 值为Z。如此，BO对应于AO , Bm对应于Am , Y对应于X ,及Y=f(X)

4、o 由于是线性关系，得出方程式为Y=(Bm-B0)*(X- A0)(Am-A0) + B0o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-Ao)/(Am- A0) + C0o 那 么就很容易得出逆变换的数学方程为 X=(Am-A0)*(Z-C0)(Cm-C0)+A0o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。4 . PLC中逆变换的计算方法以西门子PLC 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)*

5、(Z-6400)(32000-6400)+A0o例如某温度传感器和变送器检测的是-IO-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，西门子HMl可以从结果寄存器中读取并直接显示为工程量。用同样的原理，我们可以在HMl上输入工程量，然后由软件转换 成控制系统使用的标准化数值。在西门子PLC S7-200中，(Z-6400)25600的计算结果是非常 重要的数值。这是一个O-LO(Io0%)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。PlD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4-2OmA输出。