【模拟量输入方法】
模拟量输入方法
1. 用模拟量输入单元输入模拟量
把模拟量输入给PLC最简单的方法是,用模拟量输入单元(模块),简称AD 单元。它不仅可完成从模拟量到数字量的转换,有的还可作相应处理,如滤波,求平均值,保持峰值,按比例转换等。
模拟量一般指标准电信号,电流或电压。电流为4mA~20mA。电压为0~10V,或1~5V,或±10V等。具体是什么,又是多少,可依型号情况及设定开关设定。
转换后的数字量可以为2进制8位、10位、12位、16位,或更高。对应的分辨率分别为量程的255分之一、1023分之一、4095分之一及32767分之一,或更小。分辨率高精度也高。大、中型机的,精度高,多为12位,小型机差点,不少为8位。
AD自身有输入电路、多路选择器、A/D转换器、范围选择器、光电耦合器、CPU、内存、看门狗定时器、电源及总线接口。它可接电流信号,也可接电压信号。
一个AD单元一般只有一个A/D转换器。但有了多路选择器的依次切换,则可实现多路模拟信号处理。转换后再经光耦器转储到它自身的内存中。这样做,当然要耽误一些时间,但节省了器件与空间。算是以时间换取空间嘛。
有的AD单元,可在存储之前进行相应的处理,处理后才存;存贮后的数据,再经PLC的I/O总线接口,在PLC I/O刷新或通过执行相应指令(对某些三菱PLC)时,被读入到PLC内部继电器或I/O继电器的相应通道中。
由于这里用有光耦器,故与普通的I/O单元一样,抗干扰的能力也很强。但有的公司为了降低成本,也生产有无隔离的AD单元。当然,它抗干扰能力也差了。
常用的AD单元有4路、8路的,还有多达16的。也有少的只有1路、2路的等等。
使用AD单元时,要了解它性能。它的主要性能有:
模拟量规格:指可接受或可输出的标准电流或标准电压的规格,一般多些好,便于选用;
数字量位数:指转换后的数字量,用多少位二进制数表达。位多的好,精度高;
转换路数:指可实现多少路的模拟量转换,路多的好,可处理多路信号;
转换时间:指实现一次模拟量转换的时间,少好;
功能:指除了实现数模转换时的一些附加功能,有的还有标定(Scaling)、平均(Mean)、峰值(Peak Vaule)及开方(Square Root)功能。其含义分别是:
•标定:设定转换后的数字量的上限(与模拟量的最大值对应,如20mA)及下限(与模拟量的最小值对应,如4mA),当使设定标定功能使能时,则单元会自动地把模拟量按比例转换成上、下限之间的值。见下图。
图中虚线表示的是,未标定时的电压与输出值的对应关系:0V 时,输出为0;10V时,输出为4000。实线为标定功能使能后的情况。这时,0V 时,输出为1000;10V时,输出为9000。在0到10V之间,如5V,则为5000。当然,这个5000,是输入单元自动给出的,人工不必计算。
•平均:可连续采集多次数据,然后加以平均,以平均后的数作为输入。要否平均,由多少次数作平均,可设定。使用平均,可减少干扰,但转换时间将增长。
•峰值:可保持输入过程的最大值。峰值保持使能失效,则保存值复位为零。
•开平方:当平方根使能位使能后,可使数据转换成平方根,以便于特殊使用。
当然,如果使用AD模块没有上述功能,而实际又需要时,也可用程序实现。只是,这时要占用PLC CPU及内存的资源,同时还要增加程序扫描时间。
使用AD单元第一步是选用。要选性能合适的单元,既要与PLC的型号相当,规格、功能也要一致,而且配套的附件或装置也要选好。
第二步是接线。要按要求接线,端子上都有标明。用电压信号,只能接电压端;用电流信号只能接电流端。接线要注意屏蔽,以减少干扰。
第三步是设定。有硬设定及软设定。硬设定用DIP开关,软设定则用存贮区,或运行相应的初始化PLC程序。作了设定,才能确定要使用哪些功能,选用什么样的数据转换,数据存储于什么单元等等。一句话,没有进行必要的设定,如同没有接好线一样,单元也是不能使用的。