西門子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(yùn)動(dòng)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(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)的檢測儀器可以直接顯示被測量的物理量，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）。而變送器通過對放大器電路的零點(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(hào)驅(qū)動(dòng)機(jī)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(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)帶來的無可限量的好處。
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)算可能是線性方程，也可能是非線性方程，現(xiàn)在的電腦對這些運(yùn)算是易如反掌。
4、信號(hào)變換中的數(shù)學(xué)問題
信號(hào)的變換需要經(jīng)過以下過程：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：為簡單起見，我們在此討論的是線性的信號(hào)變換。同時(shí)略過傳感器的信號(hào)變換過程。
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(jì)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(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測值輸入端。PID指令輸出的也是0－1.0的實(shí)數(shù)，通過前面的計(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。
西門子EDI模塊的特點(diǎn)：
1、系統(tǒng)無濃水循環(huán)不須加鹽，無水排放，結(jié)構(gòu)簡單；
2、智能化整流電源充分發(fā)揮模塊技術(shù)性能，安全可靠；
3、濃水樹脂技術(shù)提高離子遷移速度，系統(tǒng)能耗??；
4、淡水樹脂分層技術(shù)使非導(dǎo)電離子遷移，出水品質(zhì)高；
5、成熟的回流技術(shù)減小前段波動(dòng)影響，出水品質(zhì)穩(wěn)定；
6、大通道隔板和的樹脂處理技術(shù)，抗污染能力強(qiáng)；
7、豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)優(yōu)化管道布置技巧，便于使用維護(hù)；
8、的密封工藝和優(yōu)良的膜性能，延長了使用壽命；
9、標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)范工藝，降低設(shè)備維護(hù)和人員培訓(xùn)成本。

西門子PLC模塊控制系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：
一、線性化編程
線性化編程是將用戶程序連續(xù)放置在一個(gè)指令塊內(nèi)，即一個(gè)簡單的程序塊內(nèi)包含系統(tǒng)的所有指令。線性化編程不帶分支，通常是OB1程序按順序執(zhí)行每一條指令，軟件管理的功能相對簡單。
二、分部編程
分部式編程是把一項(xiàng)控制任務(wù)分成若干個(gè)立的塊，每個(gè)塊用于控制一套設(shè)備或一系列工作的邏輯指令，而這些塊的運(yùn)行靠組織塊OB內(nèi)指令來調(diào)用。
三、結(jié)構(gòu)化編程
結(jié)構(gòu)化程序把過程要求的類似或相關(guān)的功能進(jìn)行分類，并試圖提供可以用于幾個(gè)任務(wù)的通用解決方案。向指令塊提供有關(guān)信息（以參數(shù)形式），結(jié)構(gòu)化程序能夠重用這些通用模塊。
控制軟件分為五個(gè)功能塊：
FC10   功能塊用于控制成分A的供料泵；
FC20   功能塊用于控制成分B的供料泵；
FC30   功能塊用于控制攪拌馬；
F0   功能塊用于控制排料電磁閥；
FC50   功能塊用于控制操作站上的指示燈。

西門子模塊分為開關(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，西門子模塊具有足夠的穩(wěn)定性，確保運(yùn)行過程中的安全，西門子自己的模塊采用了一系列非常可靠的設(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)過程中更好的控制，通常采用計(jì)算機(jī)編程語言，使整個(gè)控制更加可靠和簡單，并且所有的編程語言都進(jìn)行了簡化，從而大大降低了錯(cuò)誤率。

西門子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、選擇用戶輸入設(shè)備(按鈕、操作開關(guān)、限位開關(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)過反復(fù)調(diào)試，直到滿足要求為止；
6、編制控制系統(tǒng)的技術(shù)文件，包括說明書、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。
我們秉持以質(zhì)量求生存、以信譽(yù)求發(fā)展的企業(yè)經(jīng)營宗旨，不斷提升和完善品質(zhì)，堅(jiān)持與時(shí)俱進(jìn)的創(chuàng)新精，真誠希望與新老客戶同舟共濟(jì)，共創(chuàng)輝煌！企業(yè)精神：“以人為本、以客為尊、誠實(shí)守信、追求卓越” 企業(yè)宗旨：“雄厚的技術(shù)、可靠的質(zhì)量、完善的售后。
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