PLC編程的開關量、模擬量、脈沖量之間的關系

PLC中無非就是三大量：開關量、模擬量、脈沖量。只在搞清楚三者之間的關系，你就能熟練的掌握PLC了。

01 開關量的計算

1、 開關量也稱邏輯量，指僅有兩個取值，0或1、ON或OFF。它是最常用的控制，對它進行控制是PLC的優(yōu)勢，也是PLC最基本的應用。

開關量控制的目的是，根據(jù)開關量的當前輸入組合與歷史的輸入順序，使PLC產(chǎn)生相應的開關量輸出，以使系統(tǒng)能按一定的順序工作。所以，有時也稱其為順序控制。

而順序控制又分為手動、半自動或自動。而采用的控制原則有分散、集中與混合控制三種。

2、 模擬量是指一些連續(xù)變化的物理量，如電壓、電流、壓力、速度、流量等。

PLC是由繼電控制引入微處理技術后發(fā)展而來的，可方便及可靠地用于開關量控制。由于模擬量可轉換成數(shù)字量，數(shù)字量只是多位的開關量，故經(jīng)轉換后的模擬量，PLC也完全可以可靠的進行處理控制。

由于連續(xù)的生產(chǎn)過程常有模擬量，所以模擬量控制有時也稱過程控制。

模擬量多是非電量，而PLC只能處理數(shù)字量、電量。所有要實現(xiàn)它們之間的轉換要有傳感器，把模擬量轉換成數(shù)電量。如果這一電量不是標準的，還要經(jīng)過變送器，把非標準的電量變成標準的電信號，如4—20mA、1—5V、0—10V等等。

同時還要有模擬量輸入單元(A/D)，把這些標準的電信號變換成數(shù)字信號;模擬量輸出單元(D/A)，以把PLC處理后的數(shù)字量變換成模擬量——標準的電信號。

所以標準電信號、數(shù)字量之間的轉換就要用到各種運算。這就需要搞清楚模擬量單元的分辨率以及標準的電信號。

例如：

PLC模擬單元的分辨率是1/32767，對應的標準電量是0—10V，所要檢測的是溫度值0—100℃。那么0—32767對應0—100℃的溫度值。然后計算出1℃所對應的數(shù)字量是327.67。如果想把溫度值精確到0.1℃，把327.67/10即可。

模擬量控制包括：反饋控制、前饋控制、比例控制、模糊控制等。這些都是PLC內部數(shù)字量的計算過程。

3、 脈沖量是其取值總是不斷的在0(低電平)和1(高電平)之間交替變化的數(shù)字量。每秒鐘脈沖交替變化的次數(shù)稱為頻率。

PLC脈沖量的控制目的主要是位置控制、運動控制、軌跡控制等。例如：脈沖數(shù)在角度控制中的應用。步進電機驅動器的細分是每圈10000，要求步進電機旋轉90度。那么所要動作的脈沖數(shù)值=10000/(360/90)=2500。

02 模擬量的計算

1、 -10—10V。-10V—10V的電壓時，在6000分辨率時被轉換為F448—0BB8Hex(-3000—3000)；12000分辨率時被轉換為E890—1770Hex(-6000—6000)。 2、 0—10V。0—10V的電壓時，在12000分辨率時被轉換為0—1770Hex(0—6000)；12000分辨率時被轉換為0—2EE0Hex(0—12000)。 3、 0—20mA。0—20mA的電流時，在6000分辨率時被轉換為0—1770Hex(0—6000)；12000分辨率時被轉換為0—2EE0Hex(0—12000)。 4、 4—20mA。4—20mA的電流時，在6000分辨率時被轉換為0—1770Hex(0—6000)；12000分辨率時被轉換為0—2EE0Hex(0—12000)。

以上僅做簡單的介紹，不同的PLC有不同的分辨率，并且您所測量物理量實現(xiàn)的量程不一樣。計算結果可能有一定的差異。

注：模擬輸入的配線的要求

1、使用屏蔽雙絞線，但不連接屏蔽層。
2、當一個輸入不使用的時候，將V IN 和COM端子短接。

3、模擬信號線與電源線隔離 (AC 電源線，高壓線等)。

4、當電源線上有干擾時，在輸入部分和電源單元之間安裝一個慮波器。

5、確認正確的接線后，首先給CPU單元上電，然后再給負載上電。

6、斷電時先切斷負載的電源，然后再切斷CPU的電源。

03 脈沖量的計算

脈沖量的控制多用于步進電機、伺服電機的角度控制、距離控制、位置控制等。以下是以步進電機為例來說明各控制方式。

1、 步進電機的角度控制。首先要明確步進電機的細分數(shù)，然后確定步進電機轉一圈所需要的總脈沖數(shù)。計算“角度百分比=設定角度/360°(即一圈)”“角度動作脈沖數(shù)=一圈總脈沖數(shù)*角度百分比?！?/p>

公式為：角度動作脈沖數(shù)=一圈總脈沖數(shù)*(設定角度/360°)。

2、 步進電機的距離控制。首先明確步進電機轉一圈所需要的總脈沖數(shù)。然后確定步進電機滾輪直徑，計算滾輪周長。計算每一脈沖運行距離。最后計算設定距離所要運行的脈沖數(shù)。

公式為：設定距離脈沖數(shù)=設定距離/[(滾輪直徑*3.14)/一圈總脈沖數(shù)]

3、 步進電機的位置控制就是角度控制與距離控制的綜合。

以上只是簡單的分析步進電機的控制方式，可能與實際有出入，僅供各位同仁參考。

伺服電機的動作與步進電機的一樣，但要考慮伺服電機的內部電子齒輪比與伺服電機的減速比。

審核編輯：郭婷