西門子S7-1200PLC入門必備基礎(chǔ)知識(shí)（模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換處理）

模擬量信號(hào)是?動(dòng)化過程控制系統(tǒng)中最基本的過程信號(hào)（壓力、溫度、流量等）輸?形式。系統(tǒng)中的過程信號(hào)通過變送 器，將這些檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)?的電壓、電流信號(hào)，并將這些信號(hào)實(shí)時(shí)的傳送至控制器（PLC）。

PLC通過計(jì)算轉(zhuǎn)換，將這些模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為內(nèi)部的數(shù)值信號(hào)。從?實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的監(jiān)控及控制。從現(xiàn)場(chǎng)的物理信號(hào)到PLC內(nèi)部處理的數(shù)值信號(hào)，有以下?個(gè)步驟：

從以上PLC模擬量的信號(hào)輸?流程可以看到，在?動(dòng)化過程控制系統(tǒng)中，模擬量信號(hào)的輸?是?常復(fù)雜的。但是，在現(xiàn)?前的?業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)模擬量信號(hào)的處理已基本都采?電流信號(hào)?式進(jìn)?傳輸，相?于電壓信號(hào)?式，電流信號(hào)抗?擾能?更強(qiáng)，傳輸距離更遠(yuǎn)，信號(hào)穩(wěn)定。

這里就PLC對(duì)模擬量信號(hào)的轉(zhuǎn)換過程進(jìn)??個(gè)簡(jiǎn)單的分解介紹。

PLC對(duì)模擬量信號(hào)的轉(zhuǎn)換

從以上可以看到：

1、模擬量信號(hào)接?PLC后，PLC將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為了整型數(shù)據(jù)，不是浮點(diǎn)數(shù)（如西門子-27,648到27,648）；

2、不同品牌的PLC對(duì)模擬量轉(zhuǎn)換范圍是有差異的（如西門子-27,648到27,648; 臺(tái)達(dá)-32,384到32,384）；

3、PLC同?個(gè)模塊對(duì)不同類型的模擬量信號(hào)的轉(zhuǎn)換范圍是?致的（如西門?對(duì)±10 V、±5 V、±2.5 V 或0到20mA 的模 擬量信號(hào)的轉(zhuǎn)換范圍均為-27,648 到27,648）；

故從以上幾點(diǎn)我們可以知道，接?PLC的模擬量信號(hào)還需要進(jìn)?再轉(zhuǎn)換處理，才可以得到與實(shí)際物理量相匹配的數(shù)據(jù)；在進(jìn)?數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理的時(shí)候，還應(yīng)該與使?的PLC模塊的處理數(shù)據(jù)范圍相對(duì)應(yīng)。

PLC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理過程

1、模擬量信號(hào)與PLC轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換

從以上內(nèi)容知道，從PLC直接讀取到的模擬量信號(hào)為整型數(shù)據(jù)，整型數(shù)據(jù)?法直觀的反饋出實(shí)際的物理量?小，故為了能夠直觀的反饋出現(xiàn)場(chǎng)的過程信號(hào)情況，還應(yīng)該將這些整型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為反饋直觀真實(shí)的浮點(diǎn)數(shù)信號(hào)。這?以臺(tái)達(dá)PLC模擬量輸?模塊的數(shù)據(jù)處理過程為例說明。

以上為臺(tái)達(dá)PLC電流輸?信號(hào)與讀取信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

通過以上對(duì)應(yīng)關(guān)系圖，可以知道對(duì)于?個(gè)任意的電流輸?信號(hào)（X），與讀取到的數(shù)值信號(hào)（Y），有如下的對(duì)應(yīng)關(guān)系：

將以上公式變換，則可以得到以下直接轉(zhuǎn)換公式，如下：

由以上公式，可以將PLC讀取到的整數(shù)數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為PLC接收到的模擬量電流信號(hào)值。

2、實(shí)際物理值與模擬量數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換

實(shí)際物理值與模擬量數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換?式同上?的轉(zhuǎn)換?式相同。如下為某壓?變送器的壓?與模擬量信號(hào)范圍（0.1-10bar，4-20mA)，同樣的，壓?與電流之間有如下的轉(zhuǎn)換關(guān)系公式：

將以上公式變換，則可以得到以下直接轉(zhuǎn)換公式，如下

由以上公式，可以直接將模擬量電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為壓?值數(shù)據(jù)。

3、實(shí)際物理值與 PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)直接的轉(zhuǎn)換

將PLC讀取到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為實(shí)際的物理值，通過以上兩步轉(zhuǎn)換就可以得到。在處理時(shí)跳過輸?信號(hào)值?小的轉(zhuǎn)換，可以得到如下關(guān)系：

將以上公式變換，則可以得到以下直接轉(zhuǎn)換公式，如下

通過此公式，就可以直接通過PLC讀取到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為實(shí)際的物理量值。

以上即為PLC對(duì)模擬量信號(hào)的處理過程及?法。