PLC 是在數(shù)字量控制的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的工業(yè)控制裝置,但是在許多工業(yè)控制系統(tǒng)中,其控制對(duì)象除了是數(shù)字量,還有可能是模擬量,例如溫度、流量、壓力、物位等均是模擬量。為了適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)的需要,PLC 的功能不斷增強(qiáng),在第二代 PLC 就實(shí)現(xiàn)了模擬控制。當(dāng)今第五代 PLC已增加了許多模擬量處理功能,具有較強(qiáng)的 PID 控制能力,完全可以勝任各種較復(fù)雜的模擬控制。 S7-200 SMARTPLC 系統(tǒng)通過(guò)配置相應(yīng)的模擬量輸入/輸出單元模塊可以很好地進(jìn)行模擬量的控制。

模擬量的基本概念

模擬量處理流程

連續(xù)變化的物理量稱為模擬量,例如溫度、流量、壓力、速度、物位等。在 S7-200 SMART PLC 系統(tǒng)中, CPU是以二進(jìn)制算法來(lái)處理模擬值。模擬量輸入模塊用于將輸入的模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成為 CPU 內(nèi)部處理的數(shù)字信號(hào);模擬量輸出模塊用于將 CPU送給它的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為成比例的電壓信號(hào)或電流信號(hào),對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)或控制。模擬量處理流程如圖所示。

若需將外界信號(hào)傳送到 CPU 時(shí),首先通過(guò)傳感器采集所需的外界信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào),該電信號(hào)可能是離散性的電信號(hào),需通過(guò)變送器將它轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的模擬量電壓或電流信號(hào)。模擬量輸入模塊接收到這些標(biāo)準(zhǔn)模擬量信號(hào)后,通過(guò)ADC 轉(zhuǎn)換為與模擬量成比例的數(shù)字量信號(hào),并存放在緩沖器中 ( AI)。 CPU 讀取模擬量輸入模塊緩沖器中數(shù)字量信號(hào),并傳送到 CPU 指定的存儲(chǔ)區(qū)中。若 CPU需控制外部相關(guān)設(shè)備時(shí),首先 CPU 將指定的數(shù)字量信號(hào)傳送到模擬量輸出模塊的緩沖器中 ( AQ )。這些數(shù)字量信號(hào)在模擬量輸出模塊中通過(guò) DAC轉(zhuǎn)換后,轉(zhuǎn)換為成比例的標(biāo)準(zhǔn)模擬電壓或電流信號(hào)。標(biāo)準(zhǔn)模塊電壓或電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的模擬量執(zhí)行器進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作,從而實(shí)現(xiàn)PLC 的模擬量輸出控制。