plc实现水位等模拟量测控.pdf

可编程控制器（PLC） 应用技术 可编程控制器（PLC） 应用技术 七、水位等模拟量测控 www.PLC PLC应应用技术用技术 一、问题提出一、问题提出 • 在前面的学习中，我们主要学习的是开关量的控 制，如电机的启停等但是在现实的控制过程中， 有很多量不是开关量，而是模拟量，如温度信号、 压力信号等本节课程就是以水位测量为基础讲解 如何进行模拟量测量、数据处理等知识 www.PLC PLC应应用技术用技术 二、任务描述二、任务描述 • 水位传感器的测量范围是20m，输出的信号为电流 信号，输出电流的范围为4－20ma； • PLC把0－20m的水位信号转换成0－10V的电压信号 输出 • 采用人机交互界面显示实际的水位值； www.PLC PLC应应用技术用技术 三、水位传感器三、水位传感器 • 水位传感器有很多类型,如超声波水位传感 器、浮子式水位传感器、压力式水位传感 器等其中以压力式水位传感器应用再为 广泛 水位传感器接线图 www.PLC PLC应应用技术用技术 四、基本知识－四、基本知识－A/D和和D/A模块模块 • 要实现温度、压力等数据采集，实现模拟量的控 制，必须要有A/D和D/A模块。

• A/D模块把模拟量如电压、电流转换成数字量，而 D/A则正好现反，把数字量转换成模拟量，如电流、 电压信号 • 使用的A/D和D/A模块为EM235模块，EM235有四 路A/D通道和一路D/A通道 www.PLC PLC应应用技术用技术 EM235基本参数基本参数 左对齐数据对齐方式 电压12位 电流11位分辩率 ±10V或0－20ma 输出信号范围 0－10V 0－ 5V 0－1V ±10V ±5V 0-20ma等 输入信号范围 电压或电流输出信号类别电压或 电流 输入信号类别 1模拟量输出路 数 4模拟量输入AI路 数 www.PLC PLC应应用技术用技术 EM235输入和输出数据格式输入和输出数据格式 A/D转换后数据格式 A/D转换后数据格式 www.PLC PLC应应用技术用技术 EM235输入和输出数据处理输入和输出数据处理 •从EM235中得到的数据比较进行处理，才 能反映实际的数据值： 1. 对于单极性输入的数据，向右移动3位， 双极性移动3位 2. 对于输出为电压时，要把实际的数据向左 移动4位，电流数据则向左移动3位 www.PLC PLC应应用技术用技术 EM235输入量程、放大倍数选择输入量程、放大倍数选择 • EM235输入有不同的量程，必须通过拨码 开关进行选择。

拨码开关位置 www.PLC PLC应应用技术用技术 EM235输入量程、放大倍数选择输入量程、放大倍数选择 开关表和量程关系表 www.PLC PLC应应用技术用技术 EM235输入、输出接线输入、输出接线 • RA、A＋、A－为A/D输入的第一路 • RA、A＋、A－为A/D输入的第二路 • RA、A＋、A－为A/D输入的第三路 • RA、A＋、A－为A/D输入的第四路 • Mo、Vo、Io为输出，Mo为地， Vo为电压输出端子，Io为电流 输出端子，两者不能同时用 输入和输出接线 www.PLC PLC应应用技术用技术 五、基本知识－五、基本知识－A/D和和D/A地址地址 • A/D和D/A的数据是以字为单位进行读取和存放的， 模拟输入用AI表示，输出用AQ表示，地址如下图所 示 0 1 2 3 4 5 … AIW0AIW2AIW4 0 1 2 3 4 5 … AIW0AIW2AIW4 第 一 路 A/ D 第 二 路 A/ D 第 三 路 A/ D 第 一 路 D/ A 第 二 路 D/ A 第 三 路 D/ A www.PLC PLC应应用技术用技术 五、基本知识－五、基本知识－A/D和和D/A地址分配地址分配 • S200PLC给A/D和D/A模块分配地址时，以两路为单位 进行分配地址，如果模块路数不够，多分配的地址 不能分配给其他模块使用。

模块地址分配的顺序是 从最靠近CPU模块开始分配，离CPU越远，分配的地 址就越大，示例如下： S200 CPUEM235EM235 连接电缆 A/D地址：AIW0 AIW2 AIW4 AIW6 D/A地址：AQW0 AQW2（没用） A/D地址：AIW8 AIW10 AIW12 AIW14 D/A地址：AQW4 AQW6（没用） www.PLC PLC应应用技术用技术 六、基本知识－变量存储器六、基本知识－变量存储器 • 在S200的PLC中，变量存储器主要是用于存放数据 的，能够存放数字或字符 • 在前面的学习中，我们知道I表示输入存储器，Q 表示输出存储器同样也用一个字母V表示变量存 储器，以和其他的存储器区别 www.PLC PLC应应用技术用技术 变量存储器存储方法变量存储器存储方法 • PLC中把所有的变量存储器以字节为单位，从0开 始进行编号，每个字节的编号都是唯一的，称为 地址在读写数据时只要给出地址，就可以唯一 确定字节位置 • 在读写数据时，除了给出地址外，还给出读写的 字节数：一个字节用B表示；连续两个字节称为 字，用W表示；而连续四个字节称为双字，用D表 示。

www.PLC PLC应应用技术用技术 变量存储器地址变量存储器地址 • 综上所叙，我们给出表示变量存储器地址的方 法： • 首字节地址的理解：对于B，只有一个字节，所 以地址就是字节地址；但是对于W和D，其包含 有两个或四个字节，但是我们知道无论是两个 或四个字节，它们是连续，所有只有确定了在 开始的哪个字节地址，整个单元地址也就唯一 确定了 V（B、W、D）首字节地址 www.PLC PLC应应用技术用技术 变量存储器地址举例变量存储器地址举例 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 … 100 101 102 103 VB0 VB1VB8 VW0VW2 VW4VW100 VD0 VB2 VB3 VD100 VW102 VD8中包含是哪两个字？哪四个字节？ www.PLC PLC应应用技术用技术 七、基本知识－常量七、基本知识－常量 • 常量是指值不能改变的量，如10、30等 • 整型常量：如10、－10、20等，直接书写整型常 量可以用二进制或十六进制表示用二进制表示 时，前面加“2＃”符号，十六进制则加“16＃”符号 • 如 2＃00011111 16＃ABCD • 浮点型常量：带有小数部分的常量称为浮点型常 量，如10.29 、-50.00等。

要保存一个浮点型常量 在PLC中要占用四个字节 www.PLC PLC应应用技术用技术 八、基本知识－传送指令八、基本知识－传送指令 • 传送指令：把常量或数据从送到另外一个单元中 使用传送指令时必须根据需要选择字节B、字W、双 字DW还是实型数R传送指令，不能用错其作用就 是在EN为ＯＮ时把IN的数据送到OUT中，OUT不 能是常量 实型数双字字节字 浮点数占用4个字节， 必须用VD才能保存 www.PLC PLC应应用技术用技术 九、基本知识－算术运算九、基本知识－算术运算 • 算术运算包括加、减、乘、除等运算使用这些 指令时必须根据需要选择字节B、字I、双字DI还 是实型数R运算指令，不能用错其作用是在IN 为ON时把IN1和IN2进行运算，结果赋值给OUT • ADD_类型： 表示加，类型有：R实型数、I整型 数、DI双字整型数； • SUB_类型:：表示减，类型有：R实型数、I整型 数、DI双字整型数； 浮点数占用4个字节， 必须用VD才能保存 www.PLC PLC应应用技术用技术 九、基本运算－算术运算九、基本运算－算术运算 • DIV：IN1（双字）÷IN2（字）＝（双字）OUT 16位余数在高字中而16位商低字中。

• DIV_I： IN1（字）÷IN2（字）＝（字）OUT • DIV_DI： IN1（双字）÷IN2（双字）＝（双字） OUT • DIV_R：IN1（实型数）÷IN2（实型数）＝（实型 数）OUT • 运算只在EN为ON时进行； 浮点数占用4个字节， 必须用VD才能保存 www.PLC PLC应应用技术用技术 九、基本运算－算术运算九、基本运算－算术运算 • MUL：IN1（字）×IN2（字 ）＝ OUT （ 双字） • MUL_I： IN1（字）×IN2（字）＝ OUT （字） • MUL_DI： IN1（双字）×IN2（双字）＝ OUT （双字） • MUL_R：IN1（实型数）×IN2（实型数）＝（实 型数）OUT www.PLC PLC应应用技术用技术 十、转换指令十、转换指令 • 转换指令是指实型数与整型数、整型数和整型数之间转换的 指令 • B_I：IN（字节）转换成OUT（字） • I_B ：IN（字）转换成OUT（字节） • I_DI ：IN（字）转换成OUT（双字） • DI_I ：IN（双字）转换成OUT（字） • DI_R ：IN（双字）转换成OUT（实型数） • ROUND：IN（实型数）以四舍五入的方式转换成OUT（双字） • TRUNC：IN（实型数）以去掉小数的方式转换成OUT（双字） • 所有指令只在EN为ON时执行； www.PLC PLC应应用技术用技术 十一、移位指令十一、移位指令 • 移位分为左移和右移两种； • 使用是必须区分是字节B、字W、双字DW； • 移位后空出来的位用0填充，移出来的位丢掉； 把输入IN移动N位后输出到OUT中， 如果OUT和IN不同，则不改变IN的值。

右移丢掉 0 左移丢掉 0 www.PLC PLC应应用技术用技术 十二、循环指令十二、循环指令 • 分左循环和右循环； • 使用是必须区分是字节B、字W、双字DW； • 循环过程如图所示，请注意和移位指令的区别； 把输入IN循环移动N位后输出到OUT中， 如果OUT和IN不同，则不改变IN的值 www.PLC PLC应应用技术用技术 十三、水位计算程序设计十三、水位计算程序设计 •任务说明： 1.VW0中是由AD采集到的水位数据，编程求水位 实际的水位值； 2.求出的水位值应该是浮点数，计算过程也应该用 浮点数进行计算； 3.算出的水位值放在VD4中 4.水位计算公式： 值值－传感器下限时对应传感器上限时对应 值）对应转换值－传感器下限时（传感器量程范围 A/DA/D A/DA/D Y   www.PLC PLC应应用技术用技术 十四、水位计算程序任务分析十四、水位计算程序任务分析 •要完成水位计算，必须确定以下值： 1.确定EM235的输入量程； 2.确定EM235A/D转换的位数； 3.确定EM235在传感器上限和下限时A/D转换后的 值； 4.确定水位传感器的量程； 5.任何把A/D转换后的数据转换成实际的数据。

•根据提示，确定每个值，编写水位计算程序 www.PLC PLC应应用技术用技术 十五、人机交互数据显示十五、人机交互数据显示 • 在第八章中，我们学习了人机交互界面的 设计，此次再接再厉，学习如何显示数字 数据和写入数据 显示PLC中的数据 把数据写到PLC中 www.PLC PLC应应用技术用技术 数值显示属性窗口数值显示属性窗口 以浮点数显示VD4 中的数据 控制显示数据的 范围 显示数据位数控制 外形控制 www.PLC PLC应应用技术用技术 数值显示属性窗口数值显示属性窗口 1.读取值可以时字、双字变量单元的数据类型可 以时浮点数、有符号的二进制数、无符号的二进 制数、BCD码等 2.浮点数必须是双字 3.通过控制小数位数，可以进行放大缩小数据； 把数据缩小10倍进。