西門(mén)子PLC模擬量轉(zhuǎn)換方法
1、基本概念
我們生活在一個(gè)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(guò)對(duì)物質(zhì)的表觀性質(zhì)來(lái)了解和表述物質(zhì)的自有特性和運(yùn)動(dòng)特性。這些表觀性質(zhì)是我們常說(shuō)的質(zhì)量、溫度、速度、壓力、電壓、電流等用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表述的物理量，在自控領(lǐng)域稱(chēng)為工程量。這種表述的優(yōu)點(diǎn)是直觀、容易理解。在電動(dòng)傳感技術(shù)出現(xiàn)之前，傳統(tǒng)的檢測(cè)儀器可以直接顯示被測(cè)量的物理量，其中也包括機(jī)械式的電動(dòng)儀表。
2、標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)
在電動(dòng)傳感器時(shí)代，中央控制成為可能，這需要檢測(cè)信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳送。但是紛繁復(fù)雜的物理量信號(hào)直接傳送會(huì)大大降低儀表的適用性。而且大多傳感器屬于弱信號(hào)型，遠(yuǎn)距離傳送很容易出現(xiàn)衰減、干擾的問(wèn)題。因此才出現(xiàn)了二次變送器和標(biāo)準(zhǔn)的電傳送信號(hào)。二次變送器的作用是將傳感器的信號(hào)放大成為符合工業(yè)傳輸標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)，如0－5V、0－10V或4－20mA（其中用得多的是4－20mA）。而變送器通過(guò)對(duì)放大器電路的零點(diǎn)遷移以及增益調(diào)整，可以將標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)準(zhǔn)確的對(duì)應(yīng)于物理量的被檢測(cè)范圍，如0－100℃或-10－100℃等等。這是用硬件電路對(duì)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(hào)驅(qū)動(dòng)機(jī)械式的電壓表、電流表能顯示被測(cè)的物理量。對(duì)于不同的量程范圍，只要更換指針后面的刻度盤(pán)可以了。更換刻度盤(pán)不會(huì)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)?；a(chǎn)帶來(lái)的無(wú)可限量的好處。
3、數(shù)字化儀表
到了數(shù)字化時(shí)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(shí)際上是用純數(shù)學(xué)的方式對(duì)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)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(yùn)算。這些運(yùn)算可能是線(xiàn)性方程，也可能是非線(xiàn)性方程，現(xiàn)在的電腦對(duì)這些運(yùn)算是易如反掌。
4、信號(hào)變換中的數(shù)學(xué)問(wèn)題
信號(hào)的變換需要經(jīng)過(guò)以下過(guò)程：物理量－傳感器信號(hào)－標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)－A/D轉(zhuǎn)換－數(shù)值顯示。
聲明：為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，我們?cè)诖擞懻摰氖蔷€(xiàn)性的信號(hào)變換。同時(shí)略過(guò)傳感器的信號(hào)變換過(guò)程。
假定物理量為A，范圍即為A0－Am，實(shí)時(shí)物理量為X；標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)是B0－Bm，實(shí)時(shí)電信號(hào)為Y；A/D轉(zhuǎn)換數(shù)值為C0-Cm，實(shí)時(shí)數(shù)值為Z。
如此，B0對(duì)應(yīng)于A0，Bm對(duì)應(yīng)于Am，Y對(duì)應(yīng)于X，及Y=f(X)。由于是線(xiàn)性關(guān)系，得出方程式為Y=(Bm-B0)*(X-A0)/(Am-A0)+B0。又由于是線(xiàn)性關(guān)系，經(jīng)過(guò)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(jì)算出來(lái)的X可以在顯示器上直接表達(dá)為被檢測(cè)的物理量。
5、plc中逆變換的計(jì)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。
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(jì)算結(jié)果是非常重要的數(shù)值。這是一個(gè)0－1.0（100％）的實(shí)數(shù)，可以直接送到PID指令（不是指令向?qū)В┑臋z測(cè)值輸入端。PID指令輸出的也是0－1.0的實(shí)數(shù)，通過(guò)前面的計(jì)算式的反計(jì)算，可以轉(zhuǎn)換成6400－32000，送到D/A端口變成4－20mA輸出。
西門(mén)子PLC模塊控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容：
1、確定系統(tǒng)運(yùn)行方式與控制方式：PLC可構(gòu)成各種各樣的控制系統(tǒng)，如單機(jī)控制系統(tǒng)、集中控制系統(tǒng)等，在進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要確定系統(tǒng)的構(gòu)成形式；
2、選擇用戶(hù)輸入設(shè)備(按鈕、操作開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、傳感器等)、輸出設(shè)備(繼電器、接觸器、信號(hào)燈等執(zhí)行元件)以及由輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的控制對(duì)象(電動(dòng)機(jī)、電磁閥等)，這些設(shè)備屬于一般的電氣元件，其選擇的方法屬于其他課程的內(nèi)容；
3、PLC的選擇：PLC是控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇PLC對(duì)于保證整個(gè)控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)起著重要的作用，選擇PLC應(yīng)包括機(jī)型選擇、容量選擇、I/O模塊選擇、電源模塊選擇等；
4、分配I/0點(diǎn)，繪制I/0連接圖，必要時(shí)還須設(shè)計(jì)控制臺(tái)(柜)；
5、設(shè)計(jì)控制程序：控制程序是整個(gè)系統(tǒng)工作的軟件，是保證系統(tǒng)正常、安全、可靠的關(guān)鍵，因此控制系統(tǒng)的程序應(yīng)經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試，直到滿(mǎn)足要求為止；
6、編制控制系統(tǒng)的技術(shù)文件，包括說(shuō)明書(shū)、電氣原理圖及電氣元件明細(xì)表、I/0連接圖、I/O分配表、控制軟件。

主要經(jīng)營(yíng)：西門(mén)子伺服驅(qū)動(dòng)，西門(mén)子數(shù)控伺服，西門(mén)子直流調(diào)速裝置，西門(mén)子交流變頻器，西門(mén)子直流傳動(dòng)裝置，西門(mén)子HMI 觸摸屏，西門(mén)子SITOP系列直流電源，西門(mén)子可編程控制器，西門(mén)子PLC模塊等。

西門(mén)子模塊有各種類(lèi)型，如單元操作模塊（換熱器、精餾塔、壓縮機(jī)等)、計(jì)算方法模塊(加速收斂算法、簡(jiǎn)化算法等)、物理化學(xué)性質(zhì)模塊（汽液相平衡計(jì)算、熱恰計(jì)算等)等。

西門(mén)子模塊分為開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊，模擬量輸入模塊，模擬量輸入輸出模塊，模擬量輸出模塊，通訊模塊，擴(kuò)展模塊等，西門(mén)子模塊具有足夠的穩(wěn)定性，確保運(yùn)行過(guò)程中的安全，西門(mén)子自己的模塊采用了一系列非?？煽康脑O(shè)計(jì)方法，例如斷電保護(hù)和信息保護(hù)，包括故障診斷，為了在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中更好的控制，通常采用計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言，使整個(gè)控制更加可靠和簡(jiǎn)單，并且所有的編程語(yǔ)言都進(jìn)行了簡(jiǎn)化，從而大大降低了錯(cuò)誤率。
多年來(lái)堅(jiān)持以“科技求發(fā)展，以質(zhì)量求生存”為目標(biāo)，以“只有起點(diǎn)，滿(mǎn)意沒(méi)有終點(diǎn)”原則，以“誠(chéng)實(shí)、守信”作為與客戶(hù)合作恪守的商業(yè)道德標(biāo)準(zhǔn)，以“開(kāi)拓，務(wù)實(shí)，創(chuàng)新”為企業(yè)精神，不斷推進(jìn)企業(yè)的創(chuàng)新。如果你對(duì)我們的產(chǎn)品和服務(wù)感興趣，歡迎來(lái)電！
http://www.momoero.net