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文档简介

1、对输入、输出模拟量的 PLC 编程实例解析对于初学 PLC 编程的人来说,模拟量输入、输出模块的编程要比用位变量 进行一般的程序控制难的多,因为它不仅仅是程序编程,而且还涉及到模拟量 的转换公式推导与使用的问题。不同的传感变送器,通过不同的模拟量输入输 出模块进行转换,其转换公式是不一样的,如果选用的转换公式不对,编出的 程序肯定是错误的。比方有 3个温度传感变送器:(1) 、测温范围为0200,变送器输出信号为420ma(2) 、测温范围为0200,变送器输出信号为05V(3) 、测温范围为 100 500 ,变送器输出信号为 420ma(1)和(2)二个温度传感变送器,测温范围一样,但输出

2、信号不同,( 1)和(3)传感变送器输出信号一样,但测温范围不同,这 3个传感变送器既使选用 相同的模拟量输入模块,其转换公式也是各不相同。一、转换公式的推导下面选用S7-200的模拟量输入输出模块 EM235的参数为依据对上述的3个 温度传感器进行转换公式的推导:对于(1)和(3)传感变送器所用的模块,其模拟量输入设置为 020ma 电流 信号 ,20ma对应数子量 =32000, 4 ma 对应数字量 =6400;对于(2)传感变送器用的模块,其模拟量输入设置为 05V电压信号,5V对应数字量=32000,0V对应数字量=0;这3种传感変送器的转换公式该如何推导的呢?这要借助与数学知识帮助

3、, 请见下列图:上面推导出的( 2-1)、(2-2)、(2-3)三式就是对应( 1)、(2)、(3) 三种温度传感变送器经过模块转换成数字量后再换算为被测量的转换公式。编 程者依据正确的转换公式进行编程,就会获得满意的效果。二、变送器与模块的连接通常输出 420ma 电流信号的传感变送器,对外输出只有 +、 - 二根连线, 它需要外接24V电源电压才能工作,如将它的+、-二根连线分别与24V电源的 正负极相连,在被测量正常变化范围内,此回路将产生 420ma电流,见下左图。下右图粉色虚线框内为EM235模块第一路模拟输入的框图,它有3个输入 端,其A+与A-为A/D转换器的+ -输入端,RA与

4、A-之间并接250 Q标准电阻。 A/D转换器是正逻辑电路,它的输入是05V电压信号,A-为公共端,与PLC的24V电源的负极相连aH卜4十输入+九D转扌输入;刃燥*吓轍9那么24V电源、传感变送器、模块的输入口三者应如何连接才是正确的?正 确的连线是这样的:将左图电源负极与传感器输出的负极连线断开,将电源的 负极接模块的A-端,将传感器输出负极接 RA端,RA端与A+端并接一起,这 样由传感器负极输出的420ma电流由RA流入250 Q标准电阻产生05V电 压并加在A+与A-输入端。切记:不可从左图的24V正极处断开,去接模块的信号输入端,如这样连 接,模块是不会正常工作的。对第2种电压输出

5、的传感変送器,模块的输入应设置为 05V电压模式, 连线时,变送器输出负极只连 A+,RA端空悬即可。三、按转换公式编程:根据转换后变量的精度要求,对转换公式编程有二种形式:1、整数运算,2、实数运算。请见下面梯形图:A、整数运算的梯形图:该梯形图是第1 种温度传感变送器测温:0200,输出:420ma 按公式2-1以整数运算编写的转换程序,它可作为一个子程序进行调用。B实数运算的梯形图:该梯形图是对一个真空压力变送器量程:00.1Mpa,输出:420ma 按 公式 2-1以实数运算编写的转换程序,可作为一个子程序进行调用。四、编程实例及解析某设备装有 4种传感器:1、真空压力传感器,量程为:

6、0O.IMpa ;输出给PLC的信号为4 20ma 。2、蒸汽压力传感器,量程为: 01.0Mpa ;输出给 PLC 的信号为 4 20ma 。3、温度传感器,量程为: 0200 度;输出给 PLC 的信号为 420ma。4、电机转速,量程为:050转/秒;输出给PLC的信号为420ma。 该设备用蒸汽对其罐体加热,并对温度要求按设定的温度值进行温度控制。控制方式采用自动调整电动阀开门角度的大小来改变加热管道的蒸汽的流量。 电动阀的控制信号为 420ma, 即输入 4ma 时,电动阀关门,输入 20ma 时,电 动阀门全开。为此选用了含有 4路模拟输入和一路模拟输出的模块 EM235 。其4路

7、模拟量输入信号皆设定为 020ma 电流输入模式,一路模拟量输出信号设定为 4 20ma 电流输出模式。要求用触摸屏显示这 4种信号的时时状态值,并在触摸屏上设置控制的温度 参数,传给 PLC 使 PLC 按此值进行温度控制。由于本文重点是讲述有关模拟量 的输入与输出的编程设计,对触摸屏的编程设计不予讲述,只提供触摸屏与 PLC 的通讯变量:VD0 :为真空压力显示区,由PLC传送给触摸屏。VD4 :为蒸汽压力值显示区,由PLC传送给触摸屏。VW8 :为蒸汽温度值显示区,由 PLC 传送给触摸屏。VW10 :为电机转速值显示区,由 PLC 传送给触摸屏。VW12 :设定温度值区,由触摸屏传送给

8、 PLC.一、硬件电路的配置:一、硬件设置除上述 4种传感器外,选用:2、 选用EM235模拟量输入模块一块输入设置:020 ma工作模式;输出 设置:420ma 。3、变频器一台,型号为 PI8100 ,由 PLC 控制启停,手动调速。4、西门子触摸屏一块。型号: Smart 700硬件电路图二、对传感器输出的 420ma 转换为显示量程的公式推导:EM235模拟量输入输出模块,当输入信号为20ma时,对应的数字=32000 ,故:输入=4ma时,对应的数字量=6400,对应显示量程值=0。输入20ma时, 对应的数字量=32000 ,对应显示量程值最大值=Hm,其输出量与模块的数字量 的变

9、化关系曲线如图一所示:这4个转换公式,前二种为实数运算,后二种为整数运算,为简化程序,自 定义二个功能块分别用于实数与整数运算,而每个功能块在程序运行中又都调 用二次,分别计算不同的物理量。为此功能块设有二个数字输入与一个计算结 果输出三个口,以适用于屡次调用去计算不同物理量的值。请见下面编程:三、实数运算功能块 SBR_0 :四、整数运算功能快 SBR_1 :五、将模块的数字量,按对应公式转换为量程显示值的编程分析以上梯形图可知,该程序编写的特点:1、选用自定义功能块编写转换公式的子程序,2、对多个转换变量的调用采用每个扫描周期对MB0加1的依次循环调用的方式,这样的编程处理会使编写的程序,

10、简短易读易懂。六、对模拟量输出的编程处理对罐体温度控制是采用渐近比拟的控制方式进行编程。设计思路是这样的: 当罐体的温度低于设定温度 10度时,控制加热蒸汽的电动阀门全翻开,当 罐体的温度低于设定温度 7度时,电动阀门翻开 3/4,当罐体的温度低于设定温 度4度时,电动阀门翻开 1/2,当罐体的温度低于设定温度 2度时,电动阀门翻开 1/4,当罐体的温度低于设定温度 1度时,电动阀门翻开 1/8,当罐体的温度 =设 定温度时,电动阀门关闭。2-1a 式为温度与数字量的关系式,用它可将设定温度值转换为对应的数字量。如设定温度Tz=120度,带入2-1a,可得对应数字量AIW=217603-5式为

11、数字量与电动阀门翻开度 a的关系式,可用它输送给模块不同 的数字量,来改变模块的模拟量输出值,进而到达改变电动阀门的翻开角度。如如: a =1代入3-5可得:AIWx=32000 将32000送入给模块的 AQW0,模 块的模拟量输出将产生 20ma 电流输入给电动阀的信号输入端,使阀门全打 开。a =1/2代入3-5式可得: AIWx=19200 将19200送入给模块的 AQW0, 模 块的模拟量输出将产生 12ma 电流输入给电动阀的信号输入端,使阀门翻开 1/2 。下面是利用渐近比拟法进行温度控制的梯形图:程序解释见网络上的说明程序中的Q0.0为蒸汽电磁阀的输出信号。Q0.0=1即蒸汽电磁阀翻开,注入 蒸汽加热,程序将对罐体内的温度进行控制。 Q0.1 为冷水电磁阀的输出信 号。 Q0.1=1 即冷水发翻开,注入冷水进行降温,此时电动阀门全开,加速降 温,程序对降温不做控制处理。七、 PLC 输入输出的控制编程输入有 3个按钮:分别控制变频器、蒸汽电磁阀、水冷电磁阀的通电与关断:1、 启动按钮接PLC的I0.0,控制变频器的启动与

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