一、概述
在过程控制中,PLC较多需要处理的是连续变化的物理量,常见到的变量有:温度,压力,流量,液位及成分等等,对于这些物理量,PLC是无法直接进行运算的,它们需要通过传感器和变送器将非电量的物理量转化为有规律的电信号才能被PLC所识别,常见的电压电信号有:0~5V,0~10V等,而电流信号包括0~20MA,4~20MA等等,其中4~20MA电流信号较为常见。
二、任务
在工业现场,将0~100℃的温度通过温度传感器和变送电路转换为4~20MA的电流信号,送至PLC进行处理。
三、实施
1.接线
以西门子S7-200系列PLC为例,这系列PLC需要外接模拟量输入模块方能实现模拟量数据的处理,常见的模拟量模块有EM235,下图是其接线图:
将变送器输出线接直EM235模块(两线制接法,不懂没关系,下期内容将会介绍),EM235模块与PLC是通过总线相连接的,如首图所示。
2.EM235模块参数设定
具体参数与设置方式在此就不累赘(朋友们查查手册,实在找不到可以联系本人),现直接给出:
满量程输入0~20MA,分辨率为5微安,对应的数据格式设置为单极性,全量程范围为0~32000。
3.A/D转换思路
任务里提到变送器输送给EM235模块的电信号为4~20MA(用As~Ae表示),那么经过A/D转换后的数据范围为6400~32000(用Ds~De表示,6400=32000/20*4),假设某一时刻变送器送来的电信号为A,那么对应转换数据为D,用线性关系可列出函数方程:
A=(D-Ds)×(Ae-As)/(De-Ds)+As,(s代表开始值,e代表结束值,很多人用A0,Am,D0,Dm,公式对就行,字母看个人喜好)。
注:公式里的Ae-As 不是20MA-4MA,而是20MA时刻所对应的物理量值(100℃)减去4MA时刻所对应的物理量值(0℃)。
4.PLC编程
由于PLC只接收一个模拟量的电信号,那么模拟量的输入存储区为AIW0,程序编写如下:
注:VD32为处理结果,即传感器检测到的工业现场的温度制。