PLC工作单元实现模拟量输出控制的方法

1.用开关量ON/OFF比值控制输出

改变开关量ON/OFF比例，进而用这个开关量去控制模拟量，是模拟量控制输出的最简单的办法。如图4-21所示，输出的为某开关量，改变输出周期，即可调整这个输出点ON/OFF的时间比例。如电源通过这个接点，加载到某模拟量控制对象，则对象所接收的能量将与这个ON/OFF比例相关。显然，这里改变输出周期，即控制了相关的模拟量。

图4-22所示为实现这个算法的梯形图程序。它用的是高速定时器。当“输出周期”小于“工作周期”时，按图4-21所示，部分时间有输出。当“输出周期”大于或等于“工作周期”时，全部时间都有输出。

图4-21 ON/OFF时间比例输出

这个方法可不用模出模块，即可实现模拟量输出控制。不足的是，这个方法的控制输出是断续的，系统接收的功率有波动，不很均匀。如系统惯性较大（它对波动有滤波作用），或要求不高，容许不大的波动时，还是可用的。

为了减少波动，可缩短工作周期。但如用的PLC，其输出点是继电器，则这个缩短是有限的。因为继电器接点通断过于频繁，将影响它的工作寿命。

2.用可调制脉宽的脉冲量控制输出

有的PLC有半导体输出的输出点，则可把图4_-22梯形图程序的工作周期缩小，以提高模拟量工作的平稳性。

有的PLC还有产生脉冲输出的输出点，并伴有占空比（为一个脉冲循环内脉冲的ON时间与OFF时间之比）可调（脉宽调制）的脉冲输出指令。用其控制模拟量，则是既简单，而平稳性又好的方法。以OMRON的CPM2A机（但必须为半导体输出的机型，即CPM2A-CDT-D或CPM2A-CDT1-D）为例，它的010.00及010.01两输出点，即可作为脉冲输出点。它还有PWM指令。用其去控制模拟量效果就很好。CJ1M机也有此指令。

CPM2A机的PWM指令的梯形图格式为

图4-22 ON/OFF时间比例输出程序

这里，P为脉冲输出口地址，为000（用口1，输出点010.00）或010（用口2，输出点010.01），两个口可同时独立工作，互不影响；

F为指定脉冲频率，必须为BCD码，在0001～9999（相当于0.1～999.9Hz）之间任选；

D为占空比，必须为BCD码，在0001～0100（相当于1%～100%）之间任选，容许使用的数据区有IO、AR、DM、HR、TC、LR或直接用常数。图4-23示出D的含义。

图4-23 占空比含义

本指令为扩展指令，使用前要作功能号设定，并要下载给PLC。对有的PLC，在下载前，还要把PLC设置成容许扩展指令功能码下载模式。如CPM2A，其DM6602的高字节应设为1，否则，无法下载。容许扩展指令功能码下载的设定，也在CXP软件的设定窗口的“起动”表单上，选“扩展指令”为“用户设定”实行。当然，这后者实质上与前者是相同的。也是改DM6602的值。只是它必须下载给PLC后才改。

提示：DM6602改后，PLC还要断电，并重新上电后，这个设定才能生效。

另外，在使用这指令前，还必须在DM 6643的最高数位（digit）设为1（对于用口1），或在DM6644的最高数位（digit）设为1（对于用口2）。如果不这么设，这两个口输出的将是未调制的脉冲。

本指令执行一次将重复输出相应脉冲。直到新的占空比的PWM指令执行，转而去输出新的占空比的脉冲。或到执行带参数C=3的中断指令（INT），则停止输出这个脉冲。所以，本指令用微分执行也就可以了。

任何含有此功能的PLC也都可这么做。只是有关细节可能与此不尽相同。(www.xing528.com)

用这种方法控制模拟量一般多为小型PLC。对中、大型机较好的方法，还是用模拟量输出单元。

3.用模拟量输出单元控制输出

为使所控制的模拟量能连续地、无波动的变化，最好的办法是用模拟量输出单元（模块）。它是把数字量转换成模拟量的PLC工作单元，简称DA单元。多数PLC的DA单元是单独的模块，但也有集成到CPU模块中的。

转换前的数字量可以为二进制8位、10位、12位、16位，或更高。对应的分辨率分别为量程的1/255、1/1023、1/4095及1/32767，或更小。分辨率高精度也高。

转换后的模拟量都是标准电信号———电流或电压。电流为4～20mA。电压为0～10V，或1～5V，或±10V等。具体是什么，又是多少，可依型号情况及设定开关设定。

模拟量输出单元在PLCI/O刷新时，通过I/O总线接口，从总线上读出PLCI/O继电器或内部继电器指定通道的内容，并存于自身的内存中；再经光耦器传送到各输出电路的存储区；再分别经D/A转换向外或输出电流，或输出电压。

由于也用了光耦器，其抗干扰能力也很强。

DA单元有2路的，还有4路、8路的，少的也只有1路的。

有的模拟量输出单元还有一些特殊功能，即：输出限定（Out Limit）、输出限定报警（Out Limit Alarm）及脉冲输出（Pulse Output）。其含义为

（1）输出限定：可设定输出的限定使能，并设置具体的上限与下限值。有了这设定，输出将只能在这上限间变化，设定值超过上限，实际只能为上限；低过下限也类似。

（2）输出限定报警：可设定超限定具有报警的功能并设置它的相应报警值。若作了设定，则：

上限报警ON：模出≥模出限定报警上限

OFF：模出<模出限定报警上限-死区宽

下限报警ON：模出≤模出限定报警下限

OFF：模出>模出限定报警下限+死区宽

（3）脉冲输出：可设脉冲输出使能，进而设脉冲周期及输出点。若作了设定，其脉冲充填系数（占空比）与相应的模出量成比例。即：

占空比=x/FFF×100%

这里，x为输出通道的内容，十六进制数；

FFF为十六进制数。

使用DA单元：

第一步是选用。要选性能合适的单元，既要与PLC的型号相当，规格、功能也要一致，而且配套的附件或装置也要选好。

第二步是接线。要按要求接线，端子上都有标明。用电压信号，只能接电压端；用电流信号只能接电流端。接线要注意屏蔽，以减少干扰。

第三步是设定。有硬设定及软设定。硬设定用DIP开关，软设定则用存储区，或运行相应的初始化PLC程序。作了设定，才能确定要使用哪些功能，选用什么样的数据转换，数据存储于什么单元等等。一句话，没有进行必要的设定，如同没有接好线一样，单元也是不能使用的。