西门子PLC模拟量处理方法.docx

1、西门子 PLC 有多种类型，例如：西门子 PLC S7-200 系列和西门子 PLC S7-300、S7-1200/1500 系列等，他们广泛的应用在各种工业自动化领域。用户在使用过程中，需要对模拟量进行处理，来实现各种逻辑。下面简要 介绍一下西门子 PLC 模拟量处理方法。西门子 PLC 模拟量处理方法1.标准信号在电动传感器时代，中央控制成为可能，这就需要检测信号的远距离传送。但是纷繁复杂的物理量信号直接传送会大大降低仪表的适用性。而且大多传感器属于弱信号型，远距离传送很容易出现衰减、干扰的问题。因此才出现了二次变送器和标准的电传送信号。二次变送器的作用就是将传感器的信号放大成为符合工业传

2、输标准的电信号，如 0-5V、0-10V 或 4-20mA(其中用得更多的是 4-20mA)。而变送器通过对放大器电路的零点迁移以及增益调整，可以将标准信号准确的对应于物理量的被检测范围，如0-100或-10-100等等。这是用硬件电路对物理量进行数学变换。中央控制室的仪表将这些电信号驱动机械式的电压表、电流表就能显示被测的物理量。对于不同的量程范围，只要更换指针后面的刻度盘就可以了。更换刻度盘不会影响仪表的根本性质，这就给仪表的标准化、通用性和规模化生产带来的无可限量的好处。2.数字化仪表到了数字化时代，指针式显示表变成了更直观、更精确的数字显示方式。在数字化仪表中，这种显示方式实际上是用纯

3、数学的方式对标准信号进行逆变换，成为大家习惯的物理量表达方式。这种变换就是依靠软件做数学运算。这些运算可能是线性方程，也可能是非线性方程，现在的电脑对这些运算是易如反掌。3.信号变换中的数学问题信号的变换需要经过以下过程：物理量-传感器信号-标准电信号-A/D 转换-数值显示。为简单起见，我们在此讨论的是线性的信号变换。同时略过传感器的信号变换过程。假定物理量为 A，范围即为 A0-Am，实时物理量为 X;标准电信号是 B0-Bm，实时电信号为 Y;A/D 转换数值为 C0-Cm，实时数值为 Z。如此，B0 对应于 A0，Bm 对应于 Am，Y 对应于 X，及 Y=f(X)。由 于 是 线 性

4、 关 系，得 出 方 程 式 为Y=(Bm-B0)*(X-A0)/(Am-A0)+B0。又由于是线性关系，经过 A/D 转换后的数学方程 Z=f(X)可以表示为 Z=(Cm-C0)*(X-A0)/(Am-A0)+C0。那么就很容易得出逆变换的数学方程为X=(Am-A0)*(Z-C0)/(Cm-C0)+A0。方程中计算出来的 X 就可以在显示器上直接表达为被检测的物理量。4.PLC 中逆变换的计算方法以西门子 PLC S7-200 和 4-20mA 为例，经 A/D 转换后，我们得到的数值是 6400-32000，及 C0=6400，Cm=32000。于是，X=(Am-A0)*(Z-6400)/

5、(32000-6400)+A0。例如某温度传感器和变送器检测的是-10-60，用上述的方程表达为 X=70*(Z-6400)/25600-10。经过 PLC 的数学运算指令计算后，西门子 HMI 可以从结果寄存器中读取并直接显示为工程量。用同样的原理，我们可以在 HMI 上输入工程量，然后由软件转换成控制系统使用的标准化数值。在西门子 PLC S7-200 中，(Z-6400)/25600 的计算结果是非常重要的数值。这是一个 0-1.0(100%)的实数，可以直接送到 PID指令(不是指令向导)的检测值输入端。PID 指令输出的也是 0-1.0的实数，通过前面的计算式的反计算，可以转换成 6400-32000，送到 D/A 端口变成 4-20mA 输出。