PLC 是在数字量控制的基础上发展起来的工业控制装置,在许多工业控制系统中,其控制对象除了是数字量,还有可能是模拟量,例如温度、流量、压力、物位等均是模拟量。为了适应现代工业控制系统的需要, PLC 的功能不断增强,在第二代 PLC 就实现了模拟控制。当今第五代 PLC 已增加了许多模拟量处理功能,具有较强的 PID 控制能力,完全可以胜任各种较复杂的模拟控制。 S7-200 SMART PLC 系统通过配置相应的模拟量输入/输出单元模块可以很好地进行模拟量的控制。
模拟量的基本概念
模拟量处理流程
连续变化的物理量称为模拟量,例如温度、流量、压力、速度、物位等。在 S7-200 SMART PLC 系统中, CPU 是以二进制算法来处理模拟值。模拟量输入模块用于将输入的模拟量信号转换成为 CPU 内部处理的数字信号;模拟量输出模块用于将 CPU 送给它的数字信号转换为成比例的电压信号或电流信号,对执行机构进行调节或控制。模拟量处理流程如图所示。
若需将外界信号传送到 CPU 时,通过传感器采集所需的外界信号并将其转换为电信号,该电信号可能是离散性的电信号,需通过变送器将它转换为标准的模拟量电压或电流信号。模拟量输入模块接收到这些标准模拟量信号后,通过 ADC 转换为与模拟量成比例的数字量信号,并存放在缓冲器中 ( AI )。 CPU 读取模拟量输入模块缓冲器中数字量信号,并传送到 CPU 指定的存储区中。若 CPU 需控制外部相关设备时,CPU 将指定的数字量信号传送到模拟量输出模块的缓冲器中 ( AQ )。这些数字量信号在模拟量输出模块中通过 DAC 转换后,转换为成比例的标准模拟电压或电流信号。标准模块电压或电流信号驱动相应的模拟量执行器进行相应动作,从而实现 PLC 的模拟量输出控制。