西門(mén)子PLC模擬量轉換方法
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)對物質(zhì)的表觀(guān)性質(zhì)來(lái)了解和表述物質(zhì)的自有特性和運動(dòng)特性。這些表觀(guān)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(guān)、容易理解。在電動(dòng)傳感技術(shù)出現之前，傳統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(dòng)儀表。
2、標準信號
在電動(dòng)傳感器時(shí)代，中央控制成為可能，這需要檢測信號的遠距離傳送。但是紛繁復雜的物理量信號直接傳送會(huì )大大降低儀表的適用性。而且大多傳感器屬于弱信號型，遠距離傳送很容易出現衰減、干擾的問(wèn)題。因此才出現了二次變送器和標準的電傳送信號。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)傳輸標準的電信號，如0－5V、0－10V或4－20mA（其中用得多的是4－20mA）。而變送器通過(guò)對放大器電路的零點(diǎn)遷移以及增益調整，可以將標準信號準確的對應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)行數學(xué)變換。中央控制室的儀表將這些電信號驅動(dòng)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(pán)可以了。更換刻度盤(pán)不會(huì )影響儀表的根本性質(zhì)，這給儀表的標準化、通用性和規?；a(chǎn)帶來(lái)的無(wú)可限量的好處。
3、數字化儀表
到了數字化時(shí)代，指針式顯示表變成了更直觀(guān)、更的數字顯示方式。在數字化儀表中，這種顯示方式實(shí)際上是用純數學(xué)的方式對標準信號進(jìn)行逆變換，成為大家習慣的物理量表達方式。這種變換是依靠軟件做數學(xué)運算。這些運算可能是線(xiàn)性方程，也可能是非線(xiàn)性方程，現在的電腦對這些運算是易如反掌。
4、信號變換中的數學(xué)問(wèn)題
信號的變換需要經(jīng)過(guò)以下過(guò)程：物理量－傳感器信號－標準電信號－A/D轉換－數值顯示。
聲明：為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，我們在此討論的是線(xiàn)性的信號變換。同時(shí)略過(guò)傳感器的信號變換過(guò)程。
假定物理量為A，范圍即為A0－Am，實(shí)時(shí)物理量為X；標準電信號是B0－Bm，實(shí)時(shí)電信號為Y；A/D轉換數值為C0-Cm，實(shí)時(shí)數值為Z。
如此，B0對應于A(yíng)0，Bm對應于A(yíng)m，Y對應于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轉換后的數學(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學(xué)方程為X=(Am-A0)*(Z-C0)/(Cm-C0)+A0。方程中計算出來(lái)的X可以在顯示器上直接表達為被檢測的物理量。
5、plc中逆變換的計算方法
以S7-200和4－20mA為例，經(jīng)A/D轉換后，我們得到的數值是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，然后由軟件轉換成控制系統使用的標準化數值。
在S7-200中，(Z-6400)/25600的計算結果是非常重要的數值。這是一個(gè)0－1.0（100％）的實(shí)數，可以直接送到PID指令（不是指令向導）的檢測值輸入端。PID指令輸出的也是0－1.0的實(shí)數，通過(guò)前面的計算式的反計算，可以轉換成6400－32000，送到D/A端口變成4－20mA輸出。
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、壓縮機等)、計算方法模塊(加速收斂算法、簡(jiǎn)化算法等)、物理化學(xué)性質(zhì)模塊（汽液相平衡計算、熱恰計算等)等。

西門(mén)子plc選型分析：
設備在西門(mén)子PLC在選型的時(shí)候，要遵循一定的原則，避免PLC的容量小無(wú)法滿(mǎn)足使用要求的想象。在滿(mǎn)足控制要求的前提下選型時(shí)應選較佳的性?xún)r(jià)比，一般可以從以下幾個(gè)方面考慮：
      I/O點(diǎn)數估算
      I/O點(diǎn)數是西門(mén)子PLC的一項重要指標。合理選擇I/O點(diǎn)數既可使系統滿(mǎn)足控制要求有可使系統總投資較低。西門(mén)子PLC的輸入輸出點(diǎn)總數和種類(lèi)應根據被控對象的模擬量、開(kāi)關(guān)量、輸入/輸出設備狀況(包括模擬量、開(kāi)關(guān)量、輸出類(lèi)型)來(lái)確定，一般一個(gè)輸入輸出元件要占用一個(gè)輸入輸出點(diǎn)?？紤]到今后的擴充，一般應估計的總點(diǎn)數再加上15%～20%的備用量。
一、用戶(hù)存儲容量估算
用戶(hù)應用程序占用多少內存與許多因素有關(guān)，如I/O點(diǎn)數、控制要求、運算處理量、量程結構等。因此在程序設計之前只能粗略的估算。根據經(jīng)驗，每個(gè)I/O點(diǎn)及有關(guān)功能器占用內存大致如下：
開(kāi)關(guān)量輸入元件：10～20B/點(diǎn);
開(kāi)關(guān)量輸出元件：5～10B/點(diǎn);
定時(shí)器/計數器：2B/個(gè);
模擬量：100～150B/點(diǎn);
通信接口：一個(gè)接口一般需要300B以上;支持與MT6100IV5威綸觸摸屏通訊。
根據上面算出總字數再加上25%左右的備用量，可以估算出程序所需要的內存量，從而選擇合適的西門(mén)子PLC內存。
二、本設計所占用的I/O點(diǎn)數計算
輸入信號：開(kāi)始按鈕，需要一個(gè)輸入點(diǎn);停止按鈕，需要一個(gè)輸入點(diǎn);計數值加1按鈕，需一個(gè)輸入點(diǎn);計數值減1按鈕，需要一個(gè)輸入點(diǎn)。以上共需要4個(gè)輸入信號點(diǎn)，考慮以后對系統的調整與擴充留有20%的備用點(diǎn)，即用4×20%=1，取1個(gè)點(diǎn)，這樣共用5個(gè)輸入點(diǎn)
輸出信號：一共要用十七個(gè)LED數碼管，段選碼需要使用8個(gè)輸出點(diǎn);位選通信號如果使用74LS138譯碼器則需要4個(gè)輸出點(diǎn);以上共需要13個(gè)輸出點(diǎn)考慮以后對系統的調整與擴充留有20%的備用點(diǎn)，即13×20%=2.6，取3個(gè)點(diǎn)，這樣共用16個(gè)輸出點(diǎn)

西門(mén)子EDI模塊的特點(diǎn)：
1、系統無(wú)濃水循環(huán)不須加鹽，無(wú)水排放，結構簡(jiǎn)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(shù)脂技術(shù)提高離子遷移速度，系統能耗??；
4、淡水樹(shù)脂分層技術(shù)使非導電離子遷移，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)穩定；
6、大通道隔板和的樹(shù)脂處理技術(shù)，抗污染能力強；
7、豐富的現場(chǎng)經(jīng)驗優(yōu)化管道布置技巧，便于使用維護；
8、的密封工藝和優(yōu)良的膜性能，延長(cháng)了使用壽命；
9、標準化的規范工藝，降低設備維護和人員培訓成本。

主要經(jīng)營(yíng)：西門(mén)子伺服驅動(dòng)，西門(mén)子數控伺服，西門(mén)子直流調速裝置，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。
我們公司遵循“以質(zhì)量求生存，以創(chuàng )新求發(fā)展，以市場(chǎng)為向導，以服務(wù)為宗旨”的經(jīng)營(yíng)理念愿與各界同仁精誠合作，共創(chuàng )輝煌。
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