西门子1200PLC模拟量测温案例1
基于西门子1200PLC模拟量测温案例
一、任务目标
该任务是功能指令应用案例,使用功能指令有助于我们理清编程思路。本任务使用了标准化及缩放指令,在实际应用中这两个指令应用非常广泛。本任务除了指令的解读之外,还涉及模拟量相关知识。
本任务要求读者掌握以下几个内容:
1.模拟量与数字量的关系
2.温度传感器的接线
3.模拟量与实际物理量的转换
4.标准化指令和缩放指令的使用
二、任务描述
如图3-5-1所示此温度传感器可采集车间温度,传感器(DC0-10V)把测量的数据反馈给PLC,PLC可通过计算得到实际的温度值,以便于在HMI上显示:
图3-5-1 温度采集示意图
三、相关知识
本案例需要了解的知识有模拟量的概念;模拟量与数字量的基本转换关系;温度传感器的接线;涉及编程主要掌握的是标准化及缩放指令的使用。
01
模拟量控制简介
(1)在工业控制中,某些输入量(温度、压力、液位、流量等)是连续变化的模拟量信号,某些被控对象也需模拟信号控制,因此要求PLC有处理模拟信号的能力。PLC内部执行的均为数字量,因此模拟量处理需要完成有两方面任务:一是将模拟量转换成数字量(A/D转换);二是将数字量转换为模拟量(D/A转换)。
(2)模拟量处理过程如图3-5-2所示。这个过程主要分为以下几个阶段:
图3-5-2 模拟量处理过程
①模拟量信号的采集,由传感器来完成。传感器将非电信号(如温度、压力、液位等)转换成电信号。
注意:此时的信号为非标准信号。
②非标准信号转换成标准信号,此项任务由变送器来完成。传感器输出的非标准电信号输送给变送器,经变送器将非标准电信号转化成标准电信号。根据国际标准,标准信号分为电压型和电流型两种类型。电压型的标准信号DC0-10V和0-5V等;电流型的标准型号为DC0-20MA和DC4-20MA。
③A/D转换。变送器将其输出的标准信号传送给模拟量输入扩展模块后,模拟量输入扩展模块将模拟量信号转化为数字量信号。
02
温度传感器接线
(1)变送器信号的选择:
①电压型变送器的选用:早期的变送器大多为电压输出型,即测量信号转换成0-5V或0-10V电压输出。这是运算放大器直接输出,信号功率小于0.05W,通过A/D转换电路转换成数字信号供S7-1200PLC读取、控制。但在信号需要远距离传输或使用环境中电网干扰较大的场合,电压输出型变送器的使用受到了极大限制,暴露了抗干扰能力较差、线路损耗导致精度降低等缺点;所以电压信号一般只使用与短距离传输。
②电流型变送的选用:当现场与控制室之间的距离较远,连接电线的电阻较大时,如果用电压信号远传,电线电阻与接收仪表输入电阻的分压,将产生较大的误差,而用恒电流信号远传,只要传送回路不出现分支,回路中的电流将不会随电线长短而改变,从而保证了传送的精度;所以一般远距离传输用的都是电流信号。
(2)温度变送器及传感器,如图3-5-3:
图3-5-3 温度变送器及传感器器
(3)变送器的类型及接线
变送器分为四线制、三线制、二线制接线法。这里讨论的“线制”,是以传感器或仪表变送器是否需要外供电源来区别的,而并不是指模块需要几根线或该变送器有几根输出信号线。以下介绍三线制电压型变送器接线方法如图3-5-4:
图3-5-4 温度变送器接线
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