第6章-PLC模拟量处理功能课件.ppt
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1、PLC原理与应用矿物加工工程专业可编程序控制器电子教案第6章 PLC模拟量控制功能学习目标: 1.理解各种模拟量输入输出模块的使用方法及模拟量数据在PLC程序中的处理方法; 2.理解PID调节指令的格式及功能,会编写PID参数表的初始化程序。 3.能使用模拟量输入输出模块组成PLC模拟量控制系统,并能根据工艺要求设置模块参数、编写控制程序。PLC原理与应用矿物加工工程专业可编程序控制器电子教案第6章 PLC模拟量控制功能6.1 S7-2006.1 S7-200系列系列PLCPLC模拟量模拟量I/OI/O模块模块 S7-200系列PLC模拟量I/O模块主要有EM231模拟量4路输入、EM232模
2、拟量2路输出和EM235模拟量4输入/1输出混合模块三种,另还有专门用于温度控制的EM231模拟量输入热电偶模块和EM231模拟量输入热电阻模块。PLC原理与应用矿物加工工程专业可编程序控制器电子教案第6章 PLC模拟量控制功能放大器增益调节器缓存器输入滤波器图6-1 EM231模拟量输入模块输入回路框图A/D转换器A+RAA-B+RBB-C+RCC-D+RDD-多路转换开关(1)EM231模拟量输入模块的内部结构及数据格式PLC原理与应用矿物加工工程专业可编程序控制器电子教案第6章 PLC模拟量控制功能MSB LSB15141312111098765432100数据值12位000单极性数据格
3、式单极性数据格式MSB LSB1514131211109876543210数据值12位0000双极性数据格式双极性数据格式图6-2 模拟量输入数据的数字量格式(1)EM231模拟量输入模块的内部结构及数据格式PLC原理与应用矿物加工工程专业可编程序控制器电子教案第6章 PLC模拟量控制功能(2)EM231模拟量输入模块的性能EM231模拟量输入模块的性能主要有以下几项,使用时要特别注意输入信号的规格,不得超出其使用极限值:数据格式 对单极性为-32000+32000,对双极性为032000输入阻抗 大于等于10M最大输入电压 30VDC最大输入电流 32mA分辨率 最小满量程电压输入时,为1.
4、25mV;电流输入时为5A输入类型 差分输入型输入电压电流范围输入电压范围:对单极性为05V或010V对双极性为5V或2.5V输入电流范围:020mA模拟量到数字量的转换时间 小于250sPLC原理与应用矿物加工工程专业可编程序控制器电子教案第6章 PLC模拟量控制功能模拟量模块右下侧的DIP设置开关的作用单极性满量程输入分辨率双极型满量程输入分辨率SW1SW2SW3ONOFFON010V2.5mVSW1SW2SW3ONOFF05V1.25mVOFFOFFON+/-5V2.5mV020mA5AONOFF+/-2.5V1.25mV(3)EM231模拟量输入模块输入信号的整定PLC原理与应用矿物加
5、工工程专业可编程序控制器电子教案第6章 PLC模拟量控制功能电流发送器电压发送器未用端子配置开关增益没有使用24VDC电源和公共端图6-3 EM231模拟量输入模块端子及DIP开关示意图固定端子块 增益DIP设定开关开关PLC原理与应用矿物加工工程专业可编程序控制器电子教案第6章 PLC模拟量控制功能输入信号进行整定,输入信号的调整步骤如下:在模块脱离电源的条件下,通过DIP开关选择需要的输入范围;接通CPU及模块电源,并使模块稳定15分钟;用一个电压源或电流源,给模块输入一个零值信号;读取模拟量输入寄存器AIW相应地址中的值,获得偏移误差(输入为0时,模拟量模块产生的数字量偏差值),该误差在
6、该模块中无法得到校正;图6-4 EM231转换曲线偏置误差32000010V将一个工程量的最大值加到模块输入端,调节增益电位器,直到读数为32000,或所需要的数值。PLC原理与应用矿物加工工程专业可编程序控制器电子教案第6章 PLC模拟量控制功能经上述调整后,若输入电压范围为010V的模拟量信号,则对应的数字量结果应为032000或所需要数字,其关系如图6-4所示。图6-4 EM231转换曲线偏置误差32000010VPLC原理与应用矿物加工工程专业可编程序控制器电子教案第6章 PLC模拟量控制功能2EM231热电偶模块及热电阻模块热电偶模块及热电阻模块 EM231热电偶模块是专门用于对热电
7、偶输出信号进行A/D转换的智能模块。它可以连接7种类型的热电偶(J,K,E,N,S,T和R),还可用于测量0到+/-80mV范围的低电平模拟信号。其接线端子示意图如图6-5所示。 EM231热电阻模块是专门用于将热电阻信号转为数字量信号的智能模块,它可以连接四种类型的热电阻(Pt,Cu,Ni和电阻)。其接线端子示意图如图6-6所示。PLC原理与应用矿物加工工程专业可编程序控制器电子教案第6章 PLC模拟量控制功能图6-5 热电偶输入模块端子示意图PLC原理与应用矿物加工工程专业可编程序控制器电子教案第6章 PLC模拟量控制功能图6-6 热电阻输入模块端子示意图PLC原理与应用矿物加工工程专业可
8、编程序控制器电子教案第6章 PLC模拟量控制功能表表6-2 热电偶类型选择热电偶类型选择热电偶类型SW1SW2SW3热电偶类型SW1SW2SW3J000R100K001S101T010N110E011+/-80mV111表表6-3 EM231热电偶模块热电偶模块DIP开关的其它项设置开关的其它项设置DIP开关状态作用项目名称DIP开关状态作用项目名称SW51负向标定+3276.7传感器熔断方向的检测SW71华氏温度测量温度测量单位的选择0正向标定-3276.70摄氏温度测量SW61禁止断线检测电流导线断线检测的选择SW81冷端补偿禁止冷端补偿的选择0启动断线检测电流0冷端补偿启用PLC原理与应
9、用矿物加工工程专业可编程序控制器电子教案第6章 PLC模拟量控制功能6.1.2 6.1.2 模拟量输出模块模拟量输出模块1. EM232模拟量输出模块的内部结构及数据格式模拟量输出模块的内部结构及数据格式电压-电流转换器电压输出缓冲器数-模转换器D/A电流输出电压输出图6-7 EM232模拟量输出模块外部接线图及内部结构图PLC原理与应用矿物加工工程专业可编程序控制器电子教案第6章 PLC模拟量控制功能在16位模拟量输出寄存器AQW中的数字量其有效位为12位,格式如图6-8所示。数据的最高有效位是符号位,最低4位在转换为模拟量输出值时,将自动屏弊。MSB LSB151413121110987
10、65432100数据值11位0000电流输出数据格式MSB LSB1514131211109876543210数据值12位0000电压输出的数据格式PLC原理与应用矿物加工工程专业可编程序控制器电子教案第6章 PLC模拟量控制功能2. EM232模拟量输出模块的输出性能模拟量输出模块的输出性能表表6-4 EM232模拟量输出模块的输出性能模拟量输出模块的输出性能项 目信号范围分辨率数据字格式精度典型250C最大驱动电压输出+/-10V12位-32000+32000满量程的0.5%最小5000电流输出020mA11位0+32000满量程的0.5%最大500PLC原理与应用矿物加工工程专业可编程序
11、控制器电子教案第6章 PLC模拟量控制功能6.1.3 EM2356.1.3 EM235模拟量输入输出混合模块模拟量输入输出混合模块图6-9 EM235输入输出混合模块端子、DIP设置开关及校准电位器示意图PLC原理与应用矿物加工工程专业可编程序控制器电子教案第6章 PLC模拟量控制功能1. EM235模拟量输入输出模块的输入输出特性模拟量输入输出模块的输入输出特性 EM235模拟量输入输出模块的输入回路与EM231模拟量输入模块的输入回路稍有不同,它增加了一个偏置电压调整回路,通过调节输出接线端子右侧的偏置电位器(如图6-9所示)可以消除偏置误差,其输入特性较EM231模块的输入特性,其不同之
12、处主要表现在可供选择的输入信号范围更加细致,以便适应其更加广泛的场合。EM235模块的输出特性同EM232模块,此处不再秉述。PLC原理与应用矿物加工工程专业可编程序控制器电子教案第6章 PLC模拟量控制功能2. EM235模拟量输入输出模块的使用模拟量输入输出模块的使用EM235模拟量输入输出混合模块输入信号整定的步骤:在模块脱离电源的条件下,通过DIP开关选择需要的输入范围(见表6-5)。接通CPU及模块电源,并使模块稳定15分钟。用一个电压源或电流源,给模块输入一个零值信号。调节偏置电位器,使模拟量输入寄存器的读数为零或所需要的数值。将一个满刻度的信号加到模块输入端,调节增益电位器,直到
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