?西門子PLC有多種類型，例如：西門子PLC S7-200系列和西門子PLC S7-300系列等，他們廣泛的應(yīng)用在各種工業(yè)自動化領(lǐng)域。用戶在使用過程中，需要對模擬量進行處理，來實現(xiàn)各種邏輯。本文下面介紹一下西門子PLC模擬量處理方法，為用戶更好的使用西門子PLC。

西門子PLC模擬量處理方法

1. 標準信號

在電動傳感器時代，中央控制成為可能，這就需要檢測信號的遠距離傳送。但是紛繁復雜的物理量信號直接傳送會大大降低儀表的適用性。而且大多傳感器屬于弱信號型，遠距離傳送很容易出現(xiàn)衰減、干擾的問題。因此才出現(xiàn)了二次變送器和標準的電傳送信號。二次變送器的作用就是將傳感器的信號放大成為符合工業(yè)傳輸標準的電信號，如0-5V、0-10V或4-20mA(其中用得更多的是4-20mA)。而變送器通過對放大器電路的零點遷移以及增益調(diào)整，可以將標準信號準確的對應(yīng)于物理量的被檢測范圍，如0-100℃或-10-100℃等等。這是用硬件電路對物理量進行數(shù)學變換。中央控制室的儀表將這些電信號驅(qū)動機械式的電壓表、電流表就能顯示被測的物理量。對于不同的量程范圍，只要更換指針后面的刻度盤就可以了。更換刻度盤不會影響儀表的根本性質(zhì)，這就給儀表的標準化、通用性和規(guī)模化生產(chǎn)帶來的無可限量的好處。

2. 數(shù)字化儀表

到了數(shù)字化時代，指針式顯示表變成了更直觀、更精確的數(shù)字顯示方式。在數(shù)字化儀表中，這種顯示方式實際上是用純數(shù)學的方式對標準信號進行逆變換，成為大家習慣的物理量表達方式。這種變換就是依靠軟件做數(shù)學運算。這些運算可能是線性方程，也可能是非線性方程，現(xiàn)在的電腦對這些運算是易如反掌。

3. 信號變換中的數(shù)學問題

信號的變換需要經(jīng)過以下過程：物理量-傳感器信號-標準電信號-A/D轉(zhuǎn)換-數(shù)值顯示。

為簡單起見，我們在此討論的是線性的信號變換。同時略過傳感器的信號變換過程。

假定物理量為A，范圍即為A0-Am，實時物理量為X;標準電信號是B0-Bm，實時電信號為Y;A/D轉(zhuǎn)換數(shù)值為C0-Cm，實時數(shù)值為Z。

如此，B0對應(yīng)于A0，Bm對應(yīng)于Am，Y對應(yīng)于X，及Y=f(X)。由于是線性關(guān)系，得出方程式為Y=(Bm-B0)*(X- A0)/(Am-A0)+B0。又由于是線性關(guān)系，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)學方程Z=f(X)可以表示為Z=(Cm-C0)*(X-A0)/(Am- A0)+C0。那么就很容易得出逆變換的數(shù)學方程為X=(Am-A0)*(Z-C0)/(Cm-C0)+A0。方程中計算出來的X就可以在顯示器上直接表達為被檢測的物理量。

4. PLC中逆變換的計算方法

以西門子PLC S7-200和4-20mA為例，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，我們得到的數(shù)值是6400-32000，及C0=6400，Cm=32000。于是，X=(Am-A0)*(Z-6400)/(32000-6400)+A0。

例如某溫度傳感器和變送器檢測的是-10-60℃，用上述的方程表達為X=70*(Z-6400)/25600-10。經(jīng)過PLC的數(shù)學運算指令計算后，西門子HMI可以從結(jié)果寄存器中讀取并直接顯示為工程量。

用同樣的原理，我們可以在HMI上輸入工程量，然后由軟件轉(zhuǎn)換成控制系統(tǒng)使用的標準化數(shù)值。

在西門子PLC S7-200中，(Z-6400)/25600的計算結(jié)果是非常重要的數(shù)值。這是一個0-1.0(100%)的實數(shù)，可以直接送到PID指令(不是指令向?qū)?的檢測值輸入端。PID指令輸出的也是0-1.0的實數(shù)，通過前面的計算式的反計算，可以轉(zhuǎn)換成6400-32000，送到D/A端口變成 4-20mA輸出。