什么是模擬量?
在工業生產過程中,特別是在連續的生產過程中,經常會要求對一些物理量如溫度,壓力流量等進行采集或是控制。這些物理量都是隨時間變化而變化的,在控制領域我們把這些隨時間連續變化的物理量稱為模擬量。常見的模擬量有壓力、流量、溫度、速度等等。
模擬量是一個連續變化的量,但在某一時刻其值是一定的,如果按照一定的時間來測量模擬量的大小,并想辦法把這個模擬量換成相應的二進制數,則此時的模擬量就與數字量相關聯了
模擬量的使用分類
模擬量在
PLC中的應分為模擬量的輸入應用和輸出應用兩種類型。其中,模擬量輸入應用主要配合
傳感器進行檢測使用,如配合溫度傳感器,壓力傳感器進行溫度的檢測,壓力的檢測等。
而模擬量輸出使用主要實現對輸出負載的控制,如對
變頻器的控制實現對變頻器的運行頻率的調節,實現對閥門開度控制等。
模擬量的使用場景
場景一:用于實現對現場數據的采集,如監控設備的運行溫度,管道壓力,流量等等用于在上位機或觸摸屏上顯示,如下圖所示
場景二:用于實現對現場設備的開環控制,按照給定量控制設備運行,如通過模擬量給變頻器設定一個運行頻率,如下圖所示,在此應用場景中,設定值給定可以來源于上位機/HMI的設定,也可來源于經過計算等方式的給定。
場景三:用于實現對現場設備的閉環控制,這里的閉合
控制系統主要指PID控制系統,如常用恒溫控制,恒壓控制等。
PLC對模擬量信號的處理
PLC對模擬量的處理可以通過下圖來表示,主要分為模擬量信號的采集,非標準信號轉換為標準電信號,A/D或是D/A處理,三個部分。
(1)模擬量信號采集,由傳感器完成,傳感器將非電信號(如溫度、壓力、液位、流量等)轉換為電信號,此時的電信號可能是一個很小的信號。
(2)非標準電信號轉換為標準電信號,通過變送器可把傳感器采集的一些非標準的電信號轉換為標準的電信號,標準的信號分為電壓型和電流型,常用的標準電壓型為±10V和0到20mA兩種類型。
(3)A/D或是D/A的處理,主要針對于模擬量信號和數字量信號的轉換操作,A/D用于模擬量輸入的轉換,D/A用于模擬量輸出的轉換。
程序中對于數字量(digital)和實際工程值(actual)都換算公式如下圖所示。
若自己編寫換算程序可根據上圖所示的公式進行編寫,但PLC提供了模擬量轉換庫指令供大家使用,可以讓大家很方便的完成模擬量的換算。其中常用的S_ITR指令常用于模擬量輸入換算,S_RTI常用模擬量輸出換算。如下圖所示: