第二部分:物理量(工程量)和数字量的转换计算?物理量(工程量)——现场测量的对象,如温度、压力、流量、重量、长度、
角度等,由各种传感器测量,如温度50度,压力10Mpa,流量20升等。?标准电信号——传感器或者变送器输出的是标准的电信号,比如0-10V、
4-20mA等
?PLC数字量——各种模拟量经过PLC的AD电路转换后,会生成一个数值,供用户编程使用,如13909、7900、54792等等
AD/DA转换的万能公式
已知:
物理量量程范围A最小~A最大(如温度传感器—10°~80°,压力0~1.6Mpa)电信号量程范围E最小~E最大(如4~20mA,0~10V)数字量量程范围D最小~D最大(如0~65535,0~32767)若任意一点的物理量为Ax,电信号为Ex,数字量为Dx。
则,对应关系表如下所示:物理量A最小任意点Ax物理量A最大~~~电信号E最小任意点Ex电信号E最大~~~数字量D最小任意点Dx数字量D最大因PLC的AD转换电路是一个线性转换,因此,物理量A(最大—最小)/数字量D(最大—最小)是一个固定比率(线性斜率),我们把任意点的物理量和数字量的值代入最大位置或者最小位置,得到一个万能公式:
注:公式中的计算,应该是同类型相减,如物理量减物理量,数字量减数字量,而各个位置是最小对应最小,最大对应最大。公式中,物理量A最大最小、数字量D最大最小都是已知值,我们要计算的是物理量Ax、数字量DX,下面举例说明。
第6页共11页例子1:比如,已知物理量的值,求PLC对应的数字值?
例子:角度传感器输入PLC,测量量程为角度—10°~+10°,4~20mA电流输入。已知此时传感器Ax=—2.5°,求对应的PLC数字量的值Dx?(使用的PLC的型号是N80-M44Mad-AC)?
确定万能公式中的已知数值。即在公式中,已知物理量A最大=10°,
A最小=—10°,而在第一部分,我们知道N80-M44Mad-AC的数字量为D最大=65535,D最小=0。把这些已知值,代入公式:
我们把值代入公式中,得到以下结果:
因为第一个和第三个、这两个等式算起来比较简单,我们用这个公式算,即:,从而得到?上述计算式的梯形图已知:Ax=—2.5是触摸屏或者组态软件传给PLC的浮点数值,假设存放在PLC的40998、40999寄存器中。在状态页可以看到40998的值,格式是“浮点数(标准)”。1)第一步,把整数全部化成浮点数:因为—2.5是浮点数,而矩形PLC的计算指令只能同类型相加,因此,必须用“I—>F”指令,把算式中的65535、10、20都化成浮点数。第7页共11页2)第二步,进行浮点数的加减乘除:按照计算公式,先用—2.5(49184)+10,然后再×65535,再除以20,得到结果40102(浮点数格式),再用F->I指令,把40102转化成整形,得到24575。即—2.5°,对应的PLC的数字量就是24575。验证:我们在触摸屏中输入物理量:传感器角度“5°”,得到对应的PLC数字量结果为49151,与我们手算的结果一致,说明程序计算得正确。第8页共11页例子2:已知PLC中对应的数字值,求对应的物理量大小?比如当前温度是多少?压力是多少Mpa?用户在组态软件或者触摸屏中显示。条件:PLC型号是扩展模块E8AD2,传感器是远程压力表:0~1.6Mpa,电信号0~10V电压输入。现在已知PLC的数字量值为Dx=12345,求对应的压力大小Ax??
第一步:确定万能公式中的已知数值。找到万能公式,把已知的物
理量A最大=1.6Mpa,A最小=0Mpa,而E8AD2的拨码开关打到0~10V有符号数的档位,我们从第一部分《各个PLC型号的量程》中知道,E8AD2选择有符号数时,0~10V对应着PLC的0~32767。
?即数字量D最大=32767,D最小=0。把这些已知值,代入公式:
?用后面的等式比较简单,我们得到如下公式:
?计算过程的梯形图示例已知:Dx是我们已知的PLC数字量值12345,存放在PLC的40200寄存器中。在状态页可以看到40200的值,格式是“十进制”的12345。而远程压力表量程1.6Mpa,是浮点数格式。
1)第一步,把整数全部转化成浮点数:因为算式中,有1.6是浮点数,而矩形PLC的计算指令只能同类型相加,因此,必须用“I—>F”指令,把公式中的Dx(40200的12345)、32767都化成浮点数。第9页共11页2)第二步,进行浮点数的加减乘除:按照计算公式,先用1.6×Dx(浮点数格式40800),然后再除以32767,得到结果40104(40104是“浮点数(标准)”格式,在状态页观察)3)第三步:观察浮点数结果。40104是“浮点数(标准)”格式,在状态页观察,其值为0.6Mpa。即,PLC中的12345,对应于物理量为0.6028Mpa。这种浮点数格式,可以直接在组态软件或者触摸屏上面显示,不用经过转换。验证:我们在PLC中输入数字量“16383”,得到对应的物理量(浮点数(标
准))40104为0.8Mpa,与我们手算的结果一致,说明程序正确。
第10页共11页第三部分:矩形科技PLC扩展模块一览表型号E8AD1E8AD2E8RTDE8THME4DAE6Mad1E6Mad28路电流输入8路电压输入8路PT100温度输入8路K型热电偶输入4路模拟量(通过拨码开关选择电流或电压)输出4路电流输入2路(通过拨码开关选择电流或电压)输出4路电压输入2路(通过拨码开关选择电流或电压)输出功能第11页共11页
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