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教你幾步搞定模擬量計算

發布日期:2021-09-30 17:46:36   來源:行業動態   瀏覽量:

 

假設模擬量的標準電信號是 A0—Am(如:4—20mA),A/D轉換后數值為D0—Dm(如:6400—32000) ,設模擬量的標準電信號是A,A/D轉換后的相應數值為D,由于是線性關系,函數關系

 

A=f(D)可以表示為數學方程:

A=(D-D0)×(Am-A0)/(Dm-D0)+A0。

 

根據該方程式,可以方便地根據D值計算出A值。將該方程式逆換,得出函數關系D=f(A)可以表示為數學方程:

D=(A-A0)×(Dm-D0)/(Am-A0)+D0。

 

具體舉一個實例,以S7-200和4—20mA為例,經A/D轉換后,我們得到的數值是 6400—32000,即A0=4,Am=20,D0=6400,Dm=32000 ,代入公式,得出:

A=(D-6400)×(20-4)/(32000-6400)+4

 

假設該模擬量與AIW0對應,則當AIW0的值為12800時,相應的模擬電信號是6400×16/25600+4=8mA。

 

又如,某溫度傳感器,-10—60℃與4—20mA相對應,以T表示溫度值,AIW0為PLC模擬量采樣值,則根據上式直接代入得出:T=70×(AIW0-6400)/25600-10 可以用T直接顯示溫度值。

 

模擬量值和A/D轉換值的轉換理解起來比較困難,該段多讀幾遍,結合所舉例子,就會理解。為了讓您方便地理解,我們再舉一個例子:

 

某壓力變送器,當壓力達到滿量程5MPa時,壓力變送器的輸出電流是20mA,AIW0的數值是32000。可見,每毫安對應的A/D值為32000/20,測得當壓力為0.1MPa時,壓力變送器的電流應為4mA,A/D值為(32000/20)×4=6400。由此得出,AIW0的數值轉換為實際壓力值(單位為KPa)的計算公式為:

VW0的值=(AIW0的值-6400)(5000-100)/(32000-6400)+100 (單位:KPa)

 

                                  

編程實例

                                  

 

您可以組建一個小的實例系統演示模擬量編程。本實例的的CPU是CPU222,僅帶一個模擬量擴展模塊EM235,該模塊的第一個通道連接一塊帶4—20mA變送輸出的溫度顯示儀表,該儀表的量程設置為0—100度,即0度時輸出4mA,100度時輸出20mA。溫度顯示儀表的鉑電阻輸入端接入一個220歐姆可調電位器。

 

通用比例換算公式

 

模擬量的輸入/輸出都可以用下列的通用換算公式換算: 
Ov = [(Osh - Osl)*(Iv - Isl)/(Ish - Isl)] + Osl
其中:

圖片

它們之間的關系可以圖示如下: 

圖片

圖1. 模擬量比例換算關系 

實用指令庫

 

在STEP 7-Micro/WIN Programming Tips(Micro/WIN編程技巧中)的Tip38就是關于如何實現上述轉換的例程。為便于用戶使用,現已將其導出成為“自定義指令庫”,用戶可以添加到自己的Micro/WIN編程軟件中應用。

 

模擬量比例換算指令庫和例子

 

注意:此指令庫/程序的作者和擁有者對于該軟件的功能性和兼容性不負任何責任。使用該軟件的風險完全由用戶自行承擔。由于它是免費的,所以不提供任何擔保,錯誤糾正和熱線支持,用戶不必為此聯系西門子技術支持與服務部門。 在這個指令庫中,子程序Scale_I_to_R可用來進行模擬量輸入到S7-200內部數據的轉換;子程序Scale_R_I可用于內部數據到模擬量輸出的轉換。

編程舉例

圖片

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西門子模擬量指令庫的用法如下圖所示:

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