一、任務目標該任務是功能指令應用案例,使用功能指令有助于我們理清編程思路。本任務使用了標準化及縮放指令,在實際應用中這兩個指令應用非常廣泛。本任務除了指令的解讀之外,還涉及模擬量相關知識。本任務要求讀者掌握以下幾個內容:1.模擬量與數字量的關系2.溫度傳感器的接線3.模擬量與實際物理量的轉換4.標準化指令和縮放指令的使用二、任務描述如圖3-5-1所示此溫度傳感器可采集車間溫度,傳感器(DC0-10V)把測量的數據反饋給PLC,PLC可通過計算得到實際的溫度值,以便于在HMI上顯示:圖3-5-1 溫度采集示意圖三、相關知識本案例需要了解的知識有模擬量的概念;模擬量與數字量的基本轉換關系;溫度傳感器的接線;涉及編程主要掌握的是標準化及縮放指令的使用。01模擬量控制簡介(1)在工業控制中,某些輸入量(溫度、壓力、液位、流量等)是連續變化的模擬量信號,某些被控對象也需模擬信號控制,因此要求PLC有處理模擬信號的能力。PLC內部執行的均為數字量,因此模擬量處理需要完成有兩方面任務:一是將模擬量轉換成數字量(A/D轉換);二是將數字量轉換為模擬量(D/A轉換)。(2)模擬量處理過程如圖3-5-2所示。這個過程主要分為以下幾個階段:圖3-5-2 模擬量處理過程①模擬量信號的采集,由傳感器來完成。傳感器將非電信號(如溫度、壓力、液位等)轉換成電信號。注意:此時的信號為非標準信號。②非標準信號轉換成標準信號,此項任務由變送器來完成。傳感器輸出的非標準電信號輸送給變送器,經變送器將非標準電信號轉化成標準電信號。根據,標準信號分為電壓型和電流型兩種類型。電壓型的標準信號DC0-10V和0-5V等;電流型的標準型號為DC0-20MA和DC4-20MA。③A/D轉換。變送器將其輸出的標準信號傳送給模擬量輸入擴展模塊后,模擬量輸入擴展模塊將模擬量信號轉化為數字量信號。02溫度傳感器接線(1)變送器信號的選擇:①電壓型變送器的選用:早期的變送器大多為電壓輸出型,即測量信號轉換成0-5V或0-10V電壓輸出。這是運算放大器直接輸出,信號功率小于0.05W,通過A/D轉換電路轉換成數字信號供S7-1200PLC讀取、控制。但在信號需要遠距離傳輸或使用環境中電網干擾較大的場合,電壓輸出型變送器的使用受到了極大限制,暴露了抗干擾能力較差、線路損耗導致精度降低等缺點;所以電壓信號一般只使用與短距離傳輸。②電流型變送的選用:當現場與控制室之間的距離較遠,連接電線的電阻較大時,如果用電壓信號遠傳,電線電阻與接收儀表輸入電阻的分壓,將產生較大的誤差,而用恒電流信號遠傳,只要傳送回路不出現分支,回路中的電流將不會隨電線長短而改變,從而保證了傳送的精度;所以一般遠距離傳輸用的都是電流信號。(2)溫度變送器及傳感器,如圖3-5-3:圖3-5-3 溫度變送器及傳感器器(3)變送器的類型及接線變送器分為四線制、三線制、二線制接線法。這里討論的“線制”,是以傳感器或儀表變送器是否需要外供電源來區別的,而并不是指模塊需要幾根線或該變送器有幾根輸出信號線。以下介紹三線制電壓型變送器接線方法如圖3-5-4:圖3-5-4 溫度變送器接線03模擬量與數字量的轉換在實際的工程項目中,讀者往往采集溫度、壓力、流量等信號,那么在程序中如何處理這些模擬量信號呢?換句話說編寫模擬量程序的目的是什么呢?編寫模擬量程序的目的是將模擬量轉換成對應的數字量,Zui終將數字量轉換成工程量(物理量)。模擬量轉換為工程量分為單極性和雙極性兩種。雙極性的-27648對應工程量的Zui小值,27648對應工程量的Zui大值。單極性模擬量分為兩種,即4-20mA和0-10V、0-20mA。(1)第一種為4-20mA,是帶有偏移量的。因為4mA為總量的20%,而20mA轉換為數字量為27648,所以4mA對應的數字量為5530。模擬量轉換為數字量是S7-1200PLC完成的,讀者要在程序中將這些數值轉換為工程量。(2)第二種是沒有偏移量的沒有偏移量的是如0-10V、0-20mA等模擬量,27648對應Zui大工程量,0對應工程量的Zui小值。(3)模擬量信號(0-10V、0-5V或0-20mA)在S7-1200PLC CPU內部用0-27648的數值表示(4-20mA對應5530-27648),這兩者之間有一定的數學關系,如圖3-5-5圖3-5-5 模擬量信號與數字量曲線04標準化指令和縮放指令(1)標準化指令(NORM_X)NORM_X指令:使用“NORM_X”指令,可將輸入VALUE中變量的值映射到線性標尺對其標準化。使用參數MIN和MAX定義輸入VALUE值范圍的限值:LAD參數數據類型說明ENBOOL允許輸入ENOBOOL允許輸出MIN整數、浮點數取值范圍的下限VALUE整數、浮點數要標準化的值MAX整數、浮點數取值范圍的上限OUT浮點數標準化結果注意:可以從指令框“
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