以CP1H-XA為例探索歐姆龍PLC模擬量采集及處
一、模擬量在PLC中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
1)PLC信號(hào)分為模擬量和開關(guān)量:
開關(guān)量信號(hào)(數(shù)字量)只有兩種狀態(tài),信號(hào)以數(shù)據(jù)位為單位;模擬量信號(hào)是指限制在一定范圍的連續(xù)的電流/電壓/電阻等信號(hào)。在PLC中讀取值為二進(jìn)制的數(shù)據(jù)字,它根據(jù)采集模塊的范圍不同而不同。
2)模擬量輸入輸出信號(hào)的連接要點(diǎn):
1、用屏蔽線纜連接信號(hào),屏蔽層線要接地;
2、在系統(tǒng)中布線,一定要與動(dòng)力線和強(qiáng)電線分開布置。
3、對(duì)于有變送器為220VAC以上電源時(shí),最好分線布線。
4、模擬量輸入信號(hào)的電路是有源的,如果變送器為有源輸出,可直接接入模塊;如果是無源的,則要串入24VDC,獨(dú)立的外部電源,模擬量輸入輸出單元中以太網(wǎng)單元,串口單元,總線單元等等在OMRON的PLC中都屬于智能單元。智能單元本身是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)。有自己的CPU、系統(tǒng)程序、存儲(chǔ)器、與外界相連的接口。
二、模擬量采集處理
1)模擬量處理過程(以CP1H-XA內(nèi)置模擬量為例)
1. 通過撥動(dòng)開關(guān)模擬逐個(gè)設(shè)定輸入使用時(shí)的輸入切換 :電壓/電流輸入:是否需要使用逐個(gè)設(shè)定輸入輸出;輸入輸出的分辨率設(shè)定(全部輸入輸出共通)
2. 模擬輸入量程設(shè)定(逐個(gè)): -10~+10V、0~10V、0~5V、1~5V、0~20mA、4~20mA
3. 模擬輸出量程設(shè)定(逐個(gè)):-10~+10V、0~10V、0~5V、1~5V
4. 模擬輸入輸出設(shè)備的連接
5. 模擬輸入:轉(zhuǎn)換值的讀取
6. 模擬輸出:設(shè)定值的寫入
2)模擬量處理過程:
對(duì)于模擬輸入的信號(hào),PLC連續(xù)接收后被其CPU轉(zhuǎn)變成為相應(yīng)的數(shù)字量的連續(xù)信號(hào)。同樣模擬輸出信號(hào)也是由PLC連續(xù)發(fā)出,由數(shù)據(jù)量轉(zhuǎn)變?yōu)橄嚓P(guān)的電流或電壓信號(hào)。
由于PLC類型的不同,模塊采集信號(hào)的精度也不同。
小型的模擬量單元:如CPM1A系列,其精度為255;
組合式的模擬量單元:如C200HE,精度為4096;
內(nèi)置的模擬量通道:CP1H-XA 精度為6000
模擬量處理單元的CPU將采集處理的模擬量數(shù)據(jù)置于PLC內(nèi)部寄存器一定的區(qū)域里,由PLC的CPU訪問。不同類型的PLC,設(shè)置這些區(qū)域也不盡相同。
整體式機(jī)型的PLC,模擬量單元的地址是固定的。如CP1H-XA內(nèi)置的模擬量,CPU是規(guī)定200~203為其輸入信號(hào)占用字,210~211為輸出信號(hào)占用字;精度為6000或者12000。它的設(shè)置是在編程軟件的[設(shè)置]菜單中進(jìn)行設(shè)置;并在程序中激活后設(shè)置隨PLC程序一起下裝到PLC中,重新上電設(shè)置生效后,再在程序中根據(jù)代碼用指令激活此單元。
組合式機(jī)型的PLC,模擬量單元的地址是要通過模塊上開關(guān)選擇設(shè)置,還要在編程軟件的[IO表和單元設(shè)置]菜單中作相關(guān)設(shè)置;或者通過在線連接向PLC的內(nèi)存寫設(shè)置。對(duì)C系列組合式機(jī)型的PLC,模擬量單元的地址除了模塊上開關(guān)選擇設(shè)置,還要通過在線連接向PLC的內(nèi)存寫設(shè)置。
對(duì)于模擬量輸出單元,除了設(shè)置數(shù)據(jù),同程序一起下載到PLC之外,還要在程序中初始化,激活此模塊;重新上電生效。和前面所述的設(shè)置模擬量參數(shù)類似。
3)采集到PLC的模擬量信號(hào),一般是要進(jìn)行濾波,平均或工程量轉(zhuǎn)換處理的。
濾波的處理步驟如下:
1、有效性判斷,對(duì)于采集信號(hào)作超出范圍的判斷,采樣范圍之外的舍去;
2、平均濾波,有多種方式,通過均值去掉非正常值;
3、PLC有AVG(平均指令) 進(jìn)行多值的平均。
對(duì)需要顯示的模擬量,一般要有工程量的轉(zhuǎn)換,PLC有SCL指令作二-十進(jìn)制線性轉(zhuǎn)換;還有的儀表信號(hào)是要進(jìn)行如方根轉(zhuǎn)換,或者直接計(jì)算。