PLC模拟量编程实例85294.docx
- 文档编号:26610385
- 上传时间:2023-06-20
- 格式:DOCX
- 页数:21
- 大小:933.50KB
PLC模拟量编程实例85294.docx
《PLC模拟量编程实例85294.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《PLC模拟量编程实例85294.docx(21页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
PLC模拟量编程实例85294
对输入、输出模拟量的PLC编程实例解析
对于初学PLC编程的人来说,模拟量输入、输出模块的编程要比用位变量进行一般的程序控制难的多,因为它不仅仅是程序编程,而且还涉及到模拟量的转换公式推导与使用的问题。
不同的传感变送器,通过不同的模拟量输入输出模块进行转换,其转换公式是不一样的,如果选用的转换公式不对,编出的程序肯定是错误的。
比如有3个温度传感变送器:
(1)、测温范围为0~200,变送器输出信号为4〜20ma
(2)、测温范围为0~200,变送器输出信号为0〜5V
(3)、测温范围为—100~500,变送器输出信号为4〜20ma
(1)和
(2)二个温度传感变送器,测温范围一样,但输出信号不同,
(1)和(3)传感变送器输出信号一样,但测温范围不同,这3个传感变送器既使选用相同的模拟量输入模块,其转换公式也是各不相同。
一、转换公式的推导
下面选用S7-200的模拟量输入输出模块EM235的参数为依据对上述的3个温度传感器进行转换公式的推导:
对于⑴和(3)传感变送器所用的模块,其模拟量输入设置为0〜20ma电流信号,20ma
对应数子量=32000,4ma对应数字量=6400;
对于
(2)传感变送器用的模块,其模拟量输入设置为0〜5V电压信号,5V对应数字量=32000,0V对应数字量=0;
这3种传感娈送器的转换公式该如何推导的呢?
这要借助与数学知识帮助,请见下图:
(1)传感器测温TTJ。
"时,输出电夜I=20tm.模块转换敷字重AIW-32005S测温T-O0时,输出电流ITg模坎转换教字量妙怜伺皿T与AIW的关系曲线加上左图斯示,根
据三角形■相恨定理可知:
MBM-^CDM
AB=200CP=TsM=32000-6400DM=AHk^G4W带八式,可得:
(2)传感器测温T切砂时,输出电压V=5V,模块转换数字至雄用由成彳定
T=俨时,输出电压瑚矶模块转换数字童AIW-0.T与AIW的关系曲线如上中图所示,
根据三镇形相供定理可痢=AABO-ACD
p
故可列宜—=一-
CZ?
DO
JB=200CE=TnEM=32OOOD1TAIW带入(1~2)式,可得w“
32000
冷2)+1
⑶传感器测温T-5D护时,输出电流I葛血血模块转挽散字SAIW^^OOOj测
温T-1砰时,输出电葡1-4皿,模块转换数字星邈W74呱T与AIW的关系曲线如
上右图所示,根据三角形相似定理可知:
AABM-ACDM4
4,-rmiABSM...
故可列=一=——(1-3)由图知;/
CDDM
AB=500+100=500B=7;+100011=32000-€400皿二疝临一64W带入<1~3>式,
可得==
上面推导出的(2-1)、(2-2)、(2-3)三式就是对应
(1)、
(2)、(3)三种温
度传感变送器经过模块转换成数字量后再换算为被测量的转换公式。
编程者依据
正确的转换公式进行编程,就会获得满意的效果。
二、变送器与模块的连接
通常输出4〜20ma电流信号的传感变送器,对外输出只有+、-二根连线,它需要外接24V电源电压才能工作,如将它的+、-二根连线分别与24V电源的正负极相连,在被测量正常变化范围内,此回路将产生4〜20ma电流,见下左图。
下右图粉色虚线框内为EM235模块第一路模拟输入的框图,它有3个输入端,其A+与A-为A/D转换器的+-输入端,RA与A-之间并接250Q标准电阻。
A/D转换器是正逻辑电路,它的输入是0〜5V电压信号,A-为公共端,与PLC的24V电源的负极相连。
输入+
AD转换器
输入-
那么24V电源、传感变送器、模块的输入口三者应如何连接才是正确的?
正确的连线是这样的:
将左图电源负极与传感器输出的负极连线断开,将电源的负极接模块的A-端,将传感器输出负极接RA端,RA端与A+端并接一起,这样由传感器负极输出的4〜20ma电流由RA流入250Q标准电阻产生0〜5V电压并加在A+与A-输入端。
切记:
不可从左图的24V正极处断开,去接模块的信号输入端,如这样连接,模块是不会正常工作的
对第
(2)种电压输出的传感娈送器,模块的输入应设置为0〜5V电压模式,连线时,变送器输出负极只连A+,RA端空悬即可。
三、按转换公式编程:
根据转换后变量的精度要求,对转换公式编程有二种形式:
1、整数运算,2、实数运算。
请见下面梯形图:
(A)、整数运算的梯形图:
该梯形图是第
(1)种温度传感变送器(测温:
0〜200,输出:
4〜20ma)
按公式(2-1)以整数运算编写的转换程序,它可作为一个子程序进行调用。
(B)实数运算的梯形图:
阙谿1家变运萱
将耳至盼力恒)糖整九第fti&TVDIGO*格三底力最大恒(DU"VQ1O4,话虹结景—VDN事斐压力旻示值)
—1
!
3pmFidn
DLR
FklCidn
1
AIWO-
cncnui
IMOUT
•VD40VD4U-
LiME.IMU
inour
zl
-VD100
gongkong
该梯形图是对一个真空压力变送器(量程:
0〜0.1Mpa,输出:
4〜20ma)按
公式(2-1)以实数运算编写的转换程序,可作为一个子程序进行调用。
四、编程实例及解析
某设备装有4种传感器:
1、真空压力传感器,量程为:
0〜0.1Mpa;输出给PLC的信号为4〜20ma。
2、蒸汽压力传感器,量程为:
0〜1.0Mpa;输出给PLC的信号为4〜20ma。
3、温度传感器,量程为:
0〜200度;输出给PLC的信号为4〜20ma。
4、电机转速,量程为:
0〜50转/秒;输出给PLC的信号为4〜20ma。
该设备用蒸汽对其罐体加热,并对温度要求按设定的温度值进行温度控制。
控制方式采用自动调整电动阀开门角度的大小来改变加热管道的蒸汽的流量。
电
动阀的控制信号为4〜20ma,即输入4ma时,电动阀关门,输入20ma时,电动阀门全开。
为此选用了含有4路模拟输入和一路模拟输出的模块EM235。
其4路模拟量输入信号皆设定为0〜20ma电流输入模式,一路模拟量输出信号设定为4〜20ma电流输出模式。
要求用触摸屏显示这4种信号的时时状态值,并在触摸屏上设置控制的温度参数,
传给PLC使PLC按此值进行温度控制。
由丁本文重点是讲述有关模拟量的输入
与输出的编程设计,对触摸屏的编程设计不予讲述,只提供触摸屏与PLC的通
讯变量:
VD0:
为真空压力显示区,由PLC传送给触摸屏。
VD4:
为蒸汽压力值显示区,由PLC传送给触摸屏。
VW8:
为蒸汽温度值显示区,由PLC传送给触摸屏。
VW10:
为电机转速值显示区,由PLC传送给触摸屏。
VW12:
设定温度值区,由触摸屏传送给PLC.
一、硬件电路的配置:
(一)、硬件设置
除上述4种传感器外,选用:
1、S7-200PLC一台,型号为:
CPU222CN。
2、选用EM235模拟量输入模块一块(输入设置:
0~20ma工作模式;输出设置:
4〜20ma)。
3、变频器一台,型号为PI8100,由PLC控制启停,手动调速。
4、西门子触摸屏一块。
型号:
Smart700
硬件电路图
袖腹扉功甫二I、昱示温度■压力,H宣压力.电机案旎^京焉二必勺期比ng
(二)、对传感器输出的4~20ma转换为显示量程的公式推导:
EM235模拟量输入输出模块,当输入信号为20ma时,对应的数字=32000,故:
输入=4ma时,对应的数字量=6400,对应显示量程值=0。
输入20ma时,对应的数字量=32000,对应显示量程值最大值=Hm,其输出量与模块的数字量
的变化关系曲线如图一所示:
根锯三角形相假定理:
AABC-Aade故=竺二坐4
DEAD
整理得mDE二"-'广厂中
AB
暗=.洒r-削0)这是一佃式,将4个参数的最大值带入式中,
(32000—6400)
可得以下&个公式,p
V真空压力转换公式I尸&=0"5七商爵单位】MF办
(32000-6400)
A蒸汽压力转挽公式:
旺村】加(应咐-WQ0)单也MPa』(329如-6400)
%蒸汽温度转换公式:
7H75赤丝丝二地以单位;度.
(32000-6400)
这4个转换公式,前二种为实数运算,后二种为整数运算,为简化程序,自定义二个功能块分别用丁实数与整数运算,而每个功能块在程序运行中乂都调用二次,分别计算不同的物理量。
为此功能块设有二个数字输入与一个计算结果输出三个口,以适用丁多次调用去计算不同物理量的值。
请见下面编程:
(三)、实数运算功能块(SBR_0):
••*20-•
同拮1格输入整数玲孩为实数
13■.14.■・15.・.16・■.17.|・倡
•2•I•4•••S••-6-1•7•I•9-I•9-•*10-•*11
SM0Q
TI
m:
LW0-
IN
OUT
-VD40
ENO
OUT
•VD100
VD0:
AIWxVD4:
it大■程(询»度200压力1.QMF1VD12:
蛔S1BRVD8:
求出的霉8值
MUL.R
EN
ENO
IN1
□UT
IN2
-VD112
»SH2JnLD2・
VD112•
WJi
EN
ENO
IN1
OUT
IN2
-OSHIotLDG
VD112-
京3J-
(四)、整数运算功能快(SBR_1):
符号―1
噎量兰型
敷套#型!
wt
EN
IN
BOOL
LWO1
ZHEl.n
拼
1NT
翊入由模球部瞄戳苓*il号
LD2
ZHE2_h
IN
DINT
ftxssaso
IN
IN_OUT
LM
础W
OUT
JNT
运蒙堵粟<整敦形式)柚出
Rtt1
血人畏毂扃fl方瓶整裁
$顿
I1
L,
CBJULIIT1
7
11
:
ii匕NU
JI
HZHEl_in:
lwn-
IMOUT
-VD200
同粮2祭取恒>1
IVW100:
4*而叫:
最大量H《心度200)5讫中阀迁算数
(五)、将模块的数字量,按对应公式转换为量程显示值的编程
AlMBO-a.耳空届下fin黄#为*g-VDIOO,将空屁力柔大盘(饵)^VDIOi.-1VDOCM
空用力昆示区.).运直结早站给¥通・
EN
AlWt)-5HLhSUl.oi・VDU
口"
goncjJiong
制雄M,«W2<艇代底力值〉转睛枷ft值fVOW,糊瓶皿*;值tto)->VD1M.Em-WD"BS沔压力信匚示区)■运■籍果谱结WM
宓取运直-
EN
SHl_rS-RI.O*
CH2r
枷
1=照
1
W2-
10-
Ml0
®T
SCM60-2tJRATvJ4(蒸仲BJ剥E)火/10G,常联KI魔■:
tlK-VW1皿xfKjfX->W0(商吧1段值裹示区),i£JW送AWB
MBO
-Bj
Ml0
~CS)
gongzong
网篇5
|PC就4乳精邸偈C电机舟速>-MWW如得室机理灌缺大值.fWlg送算擂果…,寸*】。
《电机尹速值!
£示区1
MB0|==日\
Ml0
Ts)
ML0
MB0
1>B
MV.0i,„.
」r>g顼gMng
分析以上梯形图可知,该程序编写的特点:
1、选用自定义功能块编写转换公式的子程序,2、对多个转换变量的调用采用每个扫描周期对MB0加1的依次循环调用的方式,这样的编程处理会使编写的程序,简短易读易懂。
(六)、对模拟量输出的编程处理
对罐体温度控制是采用渐近比较的控制方式进行编程。
设计思路是这样的:
当罐体的温度低丁设定温度10度时,控制加热蒸汽的电动阀门全打开,当罐
体的温度低丁设定温度7度时,电动阀门打开3/4,当罐体的温度低丁设定温度4度时,电动阀门打开1/2,当罐体的温度低丁设定温度2度时,电动阀门打开1/4,当罐体的温度低丁设定温度1度时,电动阀门打开1/8,当罐体的温度=设定温度时,电动阀门关闭。
电动冏门的控制信号为4〜20g』即输A.4略时阀门关闭,当辙儿8「旧肘,阀门全
八一4
打开.如设电动阀门全开时,门打开度二1,则阀门打升度。
二——(3-1)*^
16
即;Ix=4ma时,a=01全美)Ik=2g;a时,a~1(全开)■'
温度传感变送器的被测温度与输出电流的关系式为,7^=4+—^……(3-2).'20Q
温度转换公式为:
7^=为0乂(成阮项40°)……(2-1)^
(32000-6400)
(H)式又可变换为:
瓦改胃L2B・Thk十酗皿--f仍麻孑Cd
(3-3)」
冷,if在%「、十,曰『ri16,(&略-6400)将带入C9-2)式,骸Zy=4+■一■—-
(32000-6400)
4女f」'工、lf、,r闩[A献工—6400),..
将M-a式带入(3-1)式,得:
a=-(3-4)1-1
(32000-6400)
将此式转换为,
AIWX=(32000-6400)a4640.Cl%ADIJC
(2-1a)式为温度与数字量的关系式,用它可将设定温度值转换为对应的数字
量。
如
设定温度Tz=120度,带入(2-1a),可得对应数字量AIW=21760
(3-5)式为数字量与电动阀门打开度a的关系式,可用它输送给模块不同
的数字量,来改变模块的模拟量输出值,进而达到改变电动阀门的打开角度。
如:
a=1代入(3-5)可得:
AIWx=32000将32000送入给模块的AQW0,模块的模拟量输出将产生20ma电流输入给电动阀的信号输入端,使阀门全打开。
a=1/2代入(3-5)式可得:
AIWx=19200将19200送入给模块的AQW0,模
块的模拟量输出将产生12ma电流输入给电动阀的信号输入端,使阀门打开1/2。
下面是利用渐近比较法进行温度控制的梯形图:
程序解释见网络上的说明
mn
VW12:
设定温度值\W50:
为投制点温区句位数字量值(公式为:
AIW4X・128,ThS400)
□0.0
11
MULJ
ENENO
IN1OUT
IN2
ADDJ
ENENO
IN1OUT
IN2
11
VW12-
•1泌
•MV/8MV/8-
*00・
A
•W50
啊/52熟泡#数字虽(四函1二度度数字墨(AIW4).
网络13
当VW52(设定温度-宾嘶I度)>1280(1CW湛),A(M>32000(阔门全打开)AQWO-1(阿TH弃3/4)■当W/52>512(烦差)・AOWO・19200(回门打开1/2
AQW41《前两并仍)当W/52K网"度差)•AQW61尖00《阀门打开1用)
VW52
>1
1280
VW52
VW52
>1
12S0
VW52
VW52
>l
VW52
W52
512
256
>l
M0V_W
EN
ENO
IN
□UT
hAQWO
;/.•-
MOV.W
ENENO
26600-
19200-
IN
OUT
rAQWO
MOV.W
ENENO
IN
OUT
■ACM)
M
gkong
VW52
1
W52
..
1
ENEND
VIUUT
\|
25S
12B
Zi
■Aim
MOVJV/
ENENO
INOUT
阿帛U当母水电酬阙打开盯>电动陌:
拜.
Q0.1为冷水电磁阀的输出信号。
蒸汽加热,程序将对罐体内的温度进行控制。
Q0.1=1即冷水发打开,注入冷水进行降温,此时电动阀门全开,加速降温,程序对降温不做控制处理。
(七)、PLC输入输出的控制编程
输入有3个按钮:
分别控制变频器、蒸汽电磁阀、水冷电磁阀的通电与关断:
1、启动按钮接PLC的I0.0,控制变频器的启动与停止,输出口为Q0.3。
2、蒸汽电磁阀控按钮,控制蒸汽电磁阀的打开与关闭,输出口为Q0.0
3、冷水电磁阀按钮,控制冷水电磁阀的打开与关闭,输出口为Q0.1
控制方式选用一个按钮控制启停,用RS触发器指令编程。
Q0.0与Q0.1五锁,即只容许一个电磁阀打开,如蒸汽阀打开时,按水阀控制按钮,水阀不能打开,只有先关断气阀后再按水阀,水阀才能打开。
见下面梯形图:
|aQ3:
斓凝嗣
8
Imi:
冷矛电画市
Mas
|。
00:
定汽吨蜀阀门
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- PLC 模拟 编程 实例 85294