模拟量输入输出运算

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 010V和DC 420mA.§ 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010V,而 热补偿输出的是420mA.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420mA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25V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。热电偶 分辨率 为0.1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420mA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为7300>6400(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A0Am，实时物理量为X；标准 电信号是B0Bm，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420mA为例，经A/D转换后，我们得到 的数值是640032000，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-1060， 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01.0（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01.0的实数，通过前面的计算 式的反计算，可以转换成640032000，送到D/A端 口变成420mA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。）宽度 偏差 值分辨 率为5波峰运输调速