產(chǎn)品詳情
PLC中工程量轉(zhuǎn)換的基本方法
1、基本概念
我們生活在一個物質(zhì)的世界中。世間所有的物質(zhì)都包含了化學(xué)和物理特性，我們是通過對物質(zhì)的表觀性質(zhì)來了解和表述物質(zhì)的自有特性和運動特性。這些表觀性質(zhì)是我們常說的質(zhì)量、溫度、速度、壓力、電壓、電流等用數(shù)學(xué)語言表述的物理量，在自控領(lǐng)域稱為工程量。這種表述的優(yōu)點是直觀、容易理解。在電動傳感出現(xiàn)之前，傳統(tǒng)的檢測儀器可以直接顯示被測量的物理量，其中也包括機械式的電動儀表。
2、標(biāo)準(zhǔn)信號
在電動傳感器時代，中央控制成為可能，這需要檢測信號的遠(yuǎn)距離傳送。但是紛繁復(fù)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(yuǎn)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(biāo)準(zhǔn)的電傳送信號。二次變送器的作用是將傳感器的信號放大成為符合工業(yè)傳輸標(biāo)準(zhǔn)的電信號，如0－5V、0－10V或4－20mA（其中用得多的是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(biāo)準(zhǔn)信號準(zhǔn)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(jìn)行數(shù)學(xué)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可以了。更換刻度盤不會影響儀表的根本性質(zhì)，這給儀表的標(biāo)準(zhǔn)化、通用性和規(guī)模化生產(chǎn)帶來的無可限量的好處。
3、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(xué)的方式對標(biāo)準(zhǔn)信號進(jìn)行逆變換，成為大家習(xí)慣的物理量表達(dá)方式。這種變換是依靠軟件做數(shù)學(xué)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。
4、信號變換中的數(shù)學(xué)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(biāo)準(zhǔn)電信號－A/D轉(zhuǎn)換－數(shù)值顯示。
聲明：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(biāo)準(zhǔn)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(xué)方程Z=f(X)可以表示為Z=(Cm-C0)*(X-A0)/(Am-A0)+C0。那么很容易得出逆變換的數(shù)學(xué)方程為X=(Am-A0)*(Z-C0)/(Cm-C0)+A0。方程中計算出來的X可以在顯示器上直接表達(dá)為被檢測的物理量。
5、PLC中逆變換的計算方法
以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(dá)為X=70*(Z-6400)/25600-10。經(jīng)過PLC的數(shù)學(xué)運算指令計算后，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(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值。
在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)В┑臋z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。
PLC是一種可編程控制器，應(yīng)用的范圍是非常廣泛的。用戶在使用PLC的時候?qū)τ赑LC的知識都了解多少呢，PLC與繼電器相比的優(yōu)勢有哪些大家都知道嗎，下面儀器儀表世界網(wǎng)小編來詳細(xì)的介紹一下吧。
1、功能強，性能價格比高
一臺小型PLC內(nèi)有成百上千個可供用戶使用的編程元件，有很強的功能，可以實現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。與相同功能的繼電器相比，具有很高的性能價格比?？善绦蚩刂破骺梢酝ㄟ^通信聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)分散控制，集中管理。
2、硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強
可編程序控制器產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用。用戶能靈活方便的進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同的功能、不規(guī)模的系統(tǒng)。楞編程序控制器的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC有很強的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動一般的電磁閥和交流接觸器。
3、可靠性高，抗干擾能力強
傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時間繼電器。由于觸點接觸不良，容易出現(xiàn)故障，PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少互繼電器控制系統(tǒng)的1/10--1/100，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。
PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強的抗干擾能力，平均無故障時間達(dá)到數(shù)萬小時以上，可以直接用于有強烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，PLC已被廣大用戶公認(rèn)為可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。
4、系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少
PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計、安裝、接線工作量大大減少。
PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計方法。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計時間比設(shè)計繼電器系統(tǒng)電路圖的時間要少得多。
PLC的用戶程序可以在實驗室模擬調(diào)試，輸入信號用小開關(guān)來模擬，通過PLC上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現(xiàn)場的統(tǒng)調(diào)過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通過修改程序可以解決，系統(tǒng)的調(diào)試時間比繼電器系統(tǒng)少得多。
5、編程方法簡單
梯形圖是使用得多的可編程序控制器的編程語言，其電路符號和表達(dá)方式與繼電器電路原理圖相似，梯形圖語言形象直觀，易學(xué)易懂，熟悉繼電器電路圖的電氣技術(shù)人員只要花幾天時間可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序。
梯形圖語言實際上是一種面向用戶的一種高級語言，可編程序控制器在執(zhí)行梯形圖的程序時，用解釋程序?qū)⑺胺g”成匯編語言后再去執(zhí)行。
6、維修工作量少，維修方便
PLC的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝置和執(zhí)行機構(gòu)發(fā)生故障時，可以根據(jù)PLC上的發(fā)光二極管或編程器提供的住處迅速的查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故障。
7、體積小，能耗低
對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，使用PLC后，可以減少大量的中間繼電器和時間繼電器，小型PLC的體積相當(dāng)于幾個繼電器大小，因此可將開關(guān)柜的體積縮小到原來的確1/2-1/10。
PLC與繼電器相比的優(yōu)勢已經(jīng)介紹完了，PLC的配線比繼電器控制系統(tǒng)的配線要少得多，故可以省下大量的配線和附件，減少大量的安裝接線工時，可以減少大量費用。
以CJX2s的升級改造為例，從工藝設(shè)計到核心材料，都呈現(xiàn)出了質(zhì)的飛躍，成為使用壽命60%，使用性50%的“芯好，料好，質(zhì)更好”強芯產(chǎn)品。而該產(chǎn)品的生產(chǎn)更是在柔性自動化程度高的低壓電氣元件生產(chǎn)線上制造出來，其將為“智造”的配電提供更為 低成本的解決方案。 的工程師和產(chǎn)品經(jīng)理、的客戶、的解決方案，交流會現(xiàn)場熱烈，讓我們一起重溫那些精彩時刻。當(dāng)天客戶們?nèi)缂s而至。魏德米勒為每位客戶貼心的了電子樣本，便于隨時隨地查找和分享所需的資料。臺上的產(chǎn)品經(jīng)理詳細(xì)介紹了魏德米勒新的產(chǎn)品、行業(yè)應(yīng)用及解決方案，臺下的客戶出了極大的。 接線端子的插拔力問題：選用的材料、電鍍、結(jié)構(gòu)和所應(yīng)用的行業(yè)不同插拔力系數(shù)和使用都不同，材料的選擇插拔力而言受導(dǎo)電率(電流)和電阻及溫升的。速普知道電流過電是接線端子必須要具備的功能，所以一定要注意壓片與引針的，以免出現(xiàn)在插的一忽大忽小，影響客戶使用效果，可以把壓片與引針的在結(jié)構(gòu)方面改成面，那么能減小電阻和溫升又能解決插拔力的問題。 SIMATIC S7-1500 工藝模塊 工藝模塊中具有硬件級處理功能，可對傳感器進(jìn)行快速計數(shù)、測量和位置記錄。
CPU 中已集成有運動控制和高速計數(shù)器之類工藝功能，可通過 STEP 7 進(jìn)行操作。
特性和客戶收益
在高速計數(shù)和測量任務(wù)中，可快速進(jìn)行預(yù)處理
可接入定位增量式編碼器和 SSI 值編碼器
SIMATIC STEP 7 V12 中集成有直觀戶組態(tài)界面
采工藝對象，了編程效率
對內(nèi)部/外部結(jié)果和計數(shù)器值采不同，實現(xiàn)快速響
CPU 處于 STOP 下，也可對模塊操作進(jìn)行組態(tài)
可在 S7-1500 CPU 中集中操作，也可在 ET 200MP I/O 中進(jìn)行分布式操作
“NBASE-T運行在廣泛的已安裝的超5類和6類銅纜布線，支持高于1Gb/s的速率，無需大規(guī)模更換電纜，從而節(jié)省了可觀的安裝費用，避免中斷日常工作?！盢BASE-T聯(lián)盟市場工作小組負(fù)責(zé)人LKBhupathi表示：“該幫助讀者清晰理解如何評估其布線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施，從而確定如何大程度利用NBASE-T解決方案的優(yōu)勢。 集成有接，可通過 PROFINET 和 PROFIBUS DP 進(jìn)行通信。S7-1500 通信模塊一些額外通信功能或者更多接，從而模塊通信能力。
特性和客戶收益 通信模塊了 SIMATIC S7-1500 自動化解決方案靈活性和功能性。
同時通過連接企業(yè)級，使更多接可構(gòu)建更為復(fù)雜自動化架構(gòu)或進(jìn)行。串行接可于連接一個條形碼讀卡器或 RFID 讀卡器，實現(xiàn)非式數(shù)據(jù)傳輸。
