PLC模擬量編程實例

1、對輸入、輸出模擬量的 PLC 編程實例解析對于初學 PLC 編程的人來說，模擬量輸入、輸出模塊的編程要比用位變量 進行一般的程序控制難的多，因為它不僅僅是程序編程，而且還涉及到模擬量 的轉(zhuǎn)換公式推導與使用的問題。不同的傳感變送器，通過不同的模擬量輸入輸 出模塊進行轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換公式是不一樣的，如果選用的轉(zhuǎn)換公式不對，編出的 程序肯定是錯誤的。比方有 3個溫度傳感變送器：(1) 、測溫范圍為0200，變送器輸出信號為420ma(2) 、測溫范圍為0200，變送器輸出信號為05V(3) 、測溫范圍為 100 500 ，變送器輸出信號為 420ma(1)和(2)二個溫度傳感變送器，測溫范圍一樣，但輸出

2、信號不同，( 1)和(3)傳感變送器輸出信號一樣，但測溫范圍不同，這 3個傳感變送器既使選用 相同的模擬量輸入模塊，其轉(zhuǎn)換公式也是各不相同。一、轉(zhuǎn)換公式的推導下面選用S7-200的模擬量輸入輸出模塊 EM235的參數(shù)為依據(jù)對上述的3個 溫度傳感器進行轉(zhuǎn)換公式的推導：對于(1)和(3)傳感變送器所用的模塊，其模擬量輸入設置為 020ma 電流 信號 ,20ma對應數(shù)子量 =32000， 4 ma 對應數(shù)字量 =6400；對于(2)傳感變送器用的模塊，其模擬量輸入設置為 05V電壓信號，5V對應數(shù)字量=32000，0V對應數(shù)字量=0;這3種傳感変送器的轉(zhuǎn)換公式該如何推導的呢？這要借助與數(shù)學知識幫助

3、， 請見下列圖：上面推導出的( 2-1)、(2-2)、(2-3)三式就是對應( 1)、(2)、(3) 三種溫度傳感變送器經(jīng)過模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后再換算為被測量的轉(zhuǎn)換公式。編 程者依據(jù)正確的轉(zhuǎn)換公式進行編程，就會獲得滿意的效果。二、變送器與模塊的連接通常輸出 420ma 電流信號的傳感變送器，對外輸出只有 +、 - 二根連線， 它需要外接24V電源電壓才能工作，如將它的+、-二根連線分別與24V電源的 正負極相連，在被測量正常變化范圍內(nèi)，此回路將產(chǎn)生 420ma電流，見下左圖。下右圖粉色虛線框內(nèi)為EM235模塊第一路模擬輸入的框圖，它有3個輸入 端，其A+與A-為A/D轉(zhuǎn)換器的+ -輸入端，RA與

4、A-之間并接250 Q標準電阻。 A/D轉(zhuǎn)換器是正邏輯電路，它的輸入是05V電壓信號，A-為公共端，與PLC的24V電源的負極相連aH卜4十輸入+九D轉(zhuǎn)扌輸入；刃燥*嚇轍9那么24V電源、傳感變送器、模塊的輸入口三者應如何連接才是正確的？正 確的連線是這樣的：將左圖電源負極與傳感器輸出的負極連線斷開，將電源的 負極接模塊的A-端，將傳感器輸出負極接 RA端，RA端與A+端并接一起，這 樣由傳感器負極輸出的420ma電流由RA流入250 Q標準電阻產(chǎn)生05V電 壓并加在A+與A-輸入端。切記：不可從左圖的24V正極處斷開，去接模塊的信號輸入端，如這樣連 接，模塊是不會正常工作的。對第2種電壓輸出

5、的傳感変送器，模塊的輸入應設置為 05V電壓模式， 連線時，變送器輸出負極只連 A+，RA端空懸即可。三、按轉(zhuǎn)換公式編程：根據(jù)轉(zhuǎn)換后變量的精度要求，對轉(zhuǎn)換公式編程有二種形式：1、整數(shù)運算，2、實數(shù)運算。請見下面梯形圖：A、整數(shù)運算的梯形圖：該梯形圖是第1 種溫度傳感變送器測溫：0200，輸出：420ma 按公式2-1以整數(shù)運算編寫的轉(zhuǎn)換程序，它可作為一個子程序進行調(diào)用。B實數(shù)運算的梯形圖：該梯形圖是對一個真空壓力變送器量程：00.1Mpa,輸出：420ma 按 公式 2-1以實數(shù)運算編寫的轉(zhuǎn)換程序，可作為一個子程序進行調(diào)用。四、編程實例及解析某設備裝有 4種傳感器：1、真空壓力傳感器，量程為：

6、0O.IMpa ;輸出給PLC的信號為4 20ma 。2、蒸汽壓力傳感器，量程為： 01.0Mpa ;輸出給 PLC 的信號為 4 20ma 。3、溫度傳感器，量程為： 0200 度;輸出給 PLC 的信號為 420ma。4、電機轉(zhuǎn)速，量程為：050轉(zhuǎn)/秒；輸出給PLC的信號為420ma。 該設備用蒸汽對其罐體加熱，并對溫度要求按設定的溫度值進行溫度控制?？刂品绞讲捎米詣诱{(diào)整電動閥開門角度的大小來改變加熱管道的蒸汽的流量。 電動閥的控制信號為 420ma, 即輸入 4ma 時，電動閥關門，輸入 20ma 時，電 動閥門全開。為此選用了含有 4路模擬輸入和一路模擬輸出的模塊 EM235 。其4路

7、模擬量輸入信號皆設定為 020ma 電流輸入模式，一路模擬量輸出信號設定為 4 20ma 電流輸出模式。要求用觸摸屏顯示這 4種信號的時時狀態(tài)值，并在觸摸屏上設置控制的溫度 參數(shù)，傳給 PLC 使 PLC 按此值進行溫度控制。由于本文重點是講述有關模擬量 的輸入與輸出的編程設計，對觸摸屏的編程設計不予講述，只提供觸摸屏與 PLC 的通訊變量：VD0 :為真空壓力顯示區(qū)，由PLC傳送給觸摸屏。VD4 :為蒸汽壓力值顯示區(qū)，由PLC傳送給觸摸屏。VW8 ：為蒸汽溫度值顯示區(qū)，由 PLC 傳送給觸摸屏。VW10 ：為電機轉(zhuǎn)速值顯示區(qū)，由 PLC 傳送給觸摸屏。VW12 :設定溫度值區(qū)，由觸摸屏傳送給

8、 PLC.一、硬件電路的配置：一、硬件設置除上述 4種傳感器外，選用：2、 選用EM235模擬量輸入模塊一塊輸入設置：020 ma工作模式；輸出 設置：420ma 。3、變頻器一臺，型號為 PI8100 ，由 PLC 控制啟停，手動調(diào)速。4、西門子觸摸屏一塊。型號： Smart 700硬件電路圖二、對傳感器輸出的 420ma 轉(zhuǎn)換為顯示量程的公式推導：EM235模擬量輸入輸出模塊，當輸入信號為20ma時，對應的數(shù)字=32000 ，故：輸入=4ma時，對應的數(shù)字量=6400，對應顯示量程值=0。輸入20ma時， 對應的數(shù)字量=32000 ,對應顯示量程值最大值=Hm，其輸出量與模塊的數(shù)字量 的變

9、化關系曲線如圖一所示：這4個轉(zhuǎn)換公式，前二種為實數(shù)運算，后二種為整數(shù)運算，為簡化程序，自 定義二個功能塊分別用于實數(shù)與整數(shù)運算，而每個功能塊在程序運行中又都調(diào) 用二次，分別計算不同的物理量。為此功能塊設有二個數(shù)字輸入與一個計算結(jié) 果輸出三個口，以適用于屢次調(diào)用去計算不同物理量的值。請見下面編程：三、實數(shù)運算功能塊 SBR_0 ：四、整數(shù)運算功能快 SBR_1 ：五、將模塊的數(shù)字量，按對應公式轉(zhuǎn)換為量程顯示值的編程分析以上梯形圖可知，該程序編寫的特點：1、選用自定義功能塊編寫轉(zhuǎn)換公式的子程序，2、對多個轉(zhuǎn)換變量的調(diào)用采用每個掃描周期對MB0加1的依次循環(huán)調(diào)用的方式，這樣的編程處理會使編寫的程序，

10、簡短易讀易懂。六、對模擬量輸出的編程處理對罐體溫度控制是采用漸近比擬的控制方式進行編程。設計思路是這樣的： 當罐體的溫度低于設定溫度 10度時，控制加熱蒸汽的電動閥門全翻開，當 罐體的溫度低于設定溫度 7度時，電動閥門翻開 3/4，當罐體的溫度低于設定溫 度4度時，電動閥門翻開 1/2，當罐體的溫度低于設定溫度 2度時，電動閥門翻開 1/4，當罐體的溫度低于設定溫度 1度時，電動閥門翻開 1/8，當罐體的溫度 =設 定溫度時，電動閥門關閉。2-1a 式為溫度與數(shù)字量的關系式，用它可將設定溫度值轉(zhuǎn)換為對應的數(shù)字量。如設定溫度Tz=120度，帶入2-1a,可得對應數(shù)字量AIW=217603-5式為

11、數(shù)字量與電動閥門翻開度 a的關系式，可用它輸送給模塊不同 的數(shù)字量，來改變模塊的模擬量輸出值，進而到達改變電動閥門的翻開角度。如如: a =1代入3-5可得：AIWx=32000 將32000送入給模塊的 AQW0,模 塊的模擬量輸出將產(chǎn)生 20ma 電流輸入給電動閥的信號輸入端，使閥門全打 開。a =1/2代入3-5式可得： AIWx=19200 將19200送入給模塊的 AQW0, 模 塊的模擬量輸出將產(chǎn)生 12ma 電流輸入給電動閥的信號輸入端，使閥門翻開 1/2 。下面是利用漸近比擬法進行溫度控制的梯形圖：程序解釋見網(wǎng)絡上的說明程序中的Q0.0為蒸汽電磁閥的輸出信號。Q0.0=1即蒸汽電磁閥翻開，注入 蒸汽加熱，程序?qū)摅w內(nèi)的溫度進行控制。 Q0.1 為冷水電磁閥的輸出信 號。 Q0.1=1 即冷水發(fā)翻開，注入冷水進行降溫，此時電動閥門全開，加速降 溫，程序?qū)禍夭蛔隹刂铺幚?。七?PLC 輸入輸出的控制編程輸入有 3個按鈕：分別控制變頻器、蒸汽電磁閥、水冷電磁閥的通電與關斷：1、 啟動按鈕接PLC的I0.0，控制變頻器的啟動與