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西門子數(shù)字量AI模塊SM1231 西門子數(shù)字量AI模塊SM1231
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對(duì)于初學(xué) PLC 編程的人來(lái)說(shuō),模擬量輸入、輸出模塊的編程要比用位變量進(jìn)行一般的程序控制難的多, 因?yàn)樗粌H僅是程序編程,而且還涉及到模擬量的轉(zhuǎn)換公式推導(dǎo)與使用的問(wèn)題。 不同的傳感變送器, 通過(guò)不同的模擬量輸入輸出模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換, 其轉(zhuǎn)換公式是不一樣的,如果選用的轉(zhuǎn)換公式不對(duì),編出的程序肯定是錯(cuò)誤的。
比如有3個(gè)溫度傳感變送器:
( 1)、測(cè)溫范圍為 0~200,變送器輸出信號(hào)為 4~20mA;
( 2)、測(cè)溫范圍為 0~200,變送器輸出信號(hào)為 0~5V;
( 3)、測(cè)溫范圍為-100 ~500,變送器輸出信號(hào)為4~20mA;
( 1)和( 2)二個(gè)溫度傳感變送器,測(cè)溫范圍一樣,但輸出信號(hào)不同,( 1)和 (3) 傳感變送器輸出信號(hào)一樣,但測(cè)溫范圍不同,這3個(gè)傳感變送器既使選用相同的模擬量輸入模塊,其轉(zhuǎn)換公式也是各不相同。
一、轉(zhuǎn)換公式的推導(dǎo)
下面選用 S7-200 的模擬量輸入輸出模塊 EM235 的參數(shù)為依據(jù)對(duì)上述的 3個(gè)溫度傳感器進(jìn)行轉(zhuǎn)換公式的推導(dǎo):
對(duì)于 (1)和( 3)傳感變送器所用的模塊,其模擬量輸入設(shè)置為0~20ma電流信號(hào),20mA對(duì)應(yīng)數(shù)字量 =32000,4mA對(duì)應(yīng)數(shù)字量 =6400 ;
對(duì)于( 2)傳感變送器用的模塊,其模擬量輸入設(shè)置為 0~ 5V 電壓信號(hào), 5V 對(duì)應(yīng)數(shù)字量=32000,0V 對(duì)應(yīng)數(shù)字量 =0;
這3種傳感変送器的轉(zhuǎn)換公式該如何推導(dǎo)的呢?這要借助與數(shù)學(xué)知識(shí)幫助,請(qǐng)見(jiàn)下圖:
上面推導(dǎo)出的( 2-1)、( 2-2)、( 2-3)三式就是對(duì)應(yīng)( 1)、( 2)、( 3)三種溫度傳感變送器經(jīng)過(guò)模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后再換算為被測(cè)量的轉(zhuǎn)換公式。 編程者依據(jù)正確的轉(zhuǎn)換公式進(jìn)行編程,就會(huì)獲得滿意的效果。
二、變送器與模塊的連接
通常輸出4~20mA 電流信號(hào)的傳感變送器,對(duì)外輸出只有+、- 二根連線,它需要外接24V 電源電壓才能工作,如將它的+、- 二根連線分別與24V電源的正負(fù)極相連,在被測(cè)量正常變化范圍內(nèi),此回路將產(chǎn)生4~20mA 電流,見(jiàn)下左圖。下右圖粉色虛線框內(nèi)為 EM235模塊第一路模擬輸入的框圖,它有 3個(gè)輸入端,其A+與A-為A/D轉(zhuǎn)換器的+ - 輸入端, RA與 A-之間并接250 Ω標(biāo)準(zhǔn)電阻。A/D 轉(zhuǎn)換器是正邏輯電路,它的輸入是 0~5V 電壓信號(hào),A-為公共端,與 PLC 的24V 電源的負(fù)極相連。
那么 24V 電源、傳感變送器、模塊的輸入口三者應(yīng)如何連接才是正確的?正確的連線是
這樣的:將左圖電源負(fù)極與傳感器輸出的負(fù)極連線斷開(kāi),將電源的負(fù)極接模塊的 A-端,將傳感器輸出負(fù)極接 RA 端, RA 端與 A+ 端并接一起,這樣由傳感器負(fù)極輸出的 4~20m
A電流由RA 流入250 Ω 標(biāo)準(zhǔn)電阻產(chǎn)生 0~5V 電壓并加在 A+與 A-輸入端。
切記:不可從左圖的 24V 正極處斷開(kāi),去接模塊的信號(hào)輸入端,如這樣連接,模塊是不
會(huì)正常工作的。
對(duì)第( 2)種電壓輸出的傳感変送器,模塊的輸入應(yīng)設(shè)置為 0~ 5V 電壓模式,連線時(shí),
變送器輸出負(fù)極只連 A+ RA 端空懸即可。
三、按轉(zhuǎn)換公式編程:
根據(jù)轉(zhuǎn)換后變量的精度要求, 對(duì)轉(zhuǎn)換公式編程有二種形式 :
1、 整數(shù)運(yùn)算;
2、 實(shí)數(shù)運(yùn)算;
請(qǐng)見(jiàn)下面梯形圖:
該梯形圖是第(1)種溫度傳感變送器 (測(cè)溫:0~ 200 ,輸出:4~20mA) 按公式(2-1)以整數(shù)運(yùn)算編寫的轉(zhuǎn)換程序,它可作為一個(gè)子程序進(jìn)行調(diào)用。( B)實(shí)數(shù)運(yùn)算的梯形圖:
該梯形圖是對(duì)一個(gè)真空壓力變送器(量程:0~ 0.1Mpa, 輸出:4~ 20ma )按公式(2-1)
以實(shí)數(shù)運(yùn)算編寫的轉(zhuǎn)換程序,可作為一個(gè)子程序進(jìn)行調(diào)用。
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