1.PLC 的模拟量概述
模拟量是指在时间和数值上都连续的物理量,其表示的信号称为模拟信号。模拟量在连续的变化过程中任何一个取值都是一个具体有意义的物理量,如电压、电流、温度、压力、流量、液位等。在工业控制系统中,会经常遇到模拟量,并需要按照一定的控制要求实现对模拟量的采集和控制。
PLC 应用于模拟量控制时,要求PLC 具有A/D (模/数)和D/A (数/模)转换功能,能对现场的模拟量信号与PLC 内部的数字量信号进行转换;PLC 还必须具有数据处理能力,特别是应具有较强的算术运算功能,能根据控制算法对数据进行处理,以实现控制目的。
S7-1200 PLC 可通过PLC 本体即内置的模拟量输入/输出接口、模拟量信号板(SB)、模拟量信号模块(SM)等方式进行模拟量控制。S7-1200 PLC 的模拟量信号模块包括SM1231 模拟量输入模块、SM1232 模拟量输出模块、SM1234 模拟量输入/输出模块。
2.PLC 的模拟量输入
PLC 的模拟量输入模块是把模拟量转换成数字量输出的PLC 工作单元,简称AD 模块。S7-1200 PLC 均在本体内置了两个模拟量输入点,输入类型为电压型,量程范围为0 ~10 V,满量程范围为-27 648 ~27 648。
模拟量输入信号板可直接插到S7-1200 CPU 中,CPU 的安装尺寸保持不变,所以更换使用方便。主要包括SB1231 AI 1 ×12 位1 路模拟量输入板和SB 1231 AI 1 ×16 位热电偶1路热电偶模拟量输入板,模拟量信号板参数见表9-1。
表9-1 模拟量输入信号板参数
模拟量输入信号模块安装在CPU 右侧的相应插槽中,可提供多路模拟量输入/输出点数;模拟量输入可通过SM1231 模拟量输入模块或SM1234 模拟量输入/输出模块提供。模拟量输入模块参数见表9-2。(www.xing528.com)
模拟量经过A/D 转换后的数字量,在S7-1200 CPU 中以16 位二进制补码表示,其中最高位(第15 位)为符号位。如果一个模拟量模块精度小于16 位,则模拟转换的数值将左移到最高位后,再保存到模块中。例如,某一模块分辨率为13 位(符号位+12 位),则低三位被置零,即所有数值都是8 的倍数。
表9-2 模拟量输入模块参数
西门子PLC 模拟量转换的二进制数值:单极性输入信号时(如0 ~10 V 或4 ~20 mA),对应的正常数值范围为0 ~27 648 (16#0000 ~16#6C00);双极性输入信号时(如-10 ~10 V),对应的正常数值范围为-27 648 ~27 648。在正常量程区以外,设置过冲区和溢出区,当检测值溢出时,可启动诊断中断。
3.PLC 的模拟量输出
PLC 的模拟量输出模块是把数字量转换成模拟量输出的PLC 工作单元,简称DA 模块。S7-1200 PLC 将16 位的数字量线性转换成标准的电压或电流信号,S7-1200 PLC 可以通过本体集成的模拟量输出点,或模拟量输出信号板、模拟量输出模块将PLC 内部数字量转换为模拟量输出以驱动各执行机构。
在S7-1200 PLC 中,CPU 1215C、CPU 1217C 内置了两路模拟量输出,输出类型为电流,量程范围为0 ~20 mA,满量程范围(数据字)0 ~27 648。模拟量输出信号板可直接插接到S7-1200 CPU 中,CPU 的安装尺寸保持不变,所以更换方便。模拟量输出板型号为SB 1232 AQ 1×12 位,输出类型为电压或电流,范围为±10 V 或0~20 mA。电压分辨率为12 位;电流分辨率为11 位。满量程范围(数据字),电压:-27 648~27 648;电流:0~27 648。
模拟量输出模块安装在CPU 右侧的相应插槽中,可提供多路模拟量输出。模拟量输出可通过SM1232 模拟量输出模块或SM1234 模拟量输入/输出模块提供。模拟量输出模块参数见表9-3。
表9-3 模拟量输出模块参数
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