020321m01-PLC配料控制(模拟量采集）.ppt

职业教育机电一体化专业教学资源库,知识与能力目标,,1,,2,,熟练掌握模拟量模块的性能指标、接线、校准及配置,3,,4,,能用变频器的外部端子和参数实现变频器的多段速控制,5,熟悉PLC外部端子的分布，掌握PLC的I/O端子的连接方法,了解配料系统组成及各部分的功能,项目三配料系统控制,熟练编制手动子程序，配合触摸屏调试硬件系统,职业教育机电一体化专业教学资源库,,,,任务一配料系统构成,任务二PLC配料控制,任务二子任务模拟量采集,任务三混料过程变频控制,项目三配料系统控制,职业教育机电一体化专业教学资源库,,了解模拟量输入输出模块,掌握PLC在模拟量控制中的应用,1.实训的目的与要求,（1）目的,任务二PLC配料控制,职业教育机电一体化专业教学资源库,,（2）要求,熟练掌握模拟量模块EM231的性能指标、接线、校准及配置；掌握模拟量的采集变换。,任务二PLC配料控制,职业教育机电一体化专业教学资源库,在工业控制系统中，除了要处理大量的数字量信号外，还经常要对一些模拟量进行处理，如温度、湿度、压力、流量等。这些物理量需要借助于相应传感器或变送器把相关的物理量转换成标准的电信号后传送给PLC进行处理。另外，有些现场设备需要用模拟量信号进行控制，如一些电动阀门、伺服电磁阀等。这就需要将PLC输出的数字量变换成模拟量信号，以满足控制设备的要求。模拟量扩展模块正是为完成这一任务而设计的。,任务二PLC配料控制,2.基本原理,职业教育机电一体化专业教学资源库,S7-200系列PLC主要有三种模拟量扩展模块，扩展模块的5VDC工作电源由CPU单元提供，扩展模块的24VDC工作电源由外部电源（或来自PLC的传感器电源）提供。,任务二PLC配料控制,职业教育机电一体化专业教学资源库,S7-200可以安装在板上，也可以安装在标准DIN导轨上，CPU模块放在最左侧，扩展模块依次放在右侧。CPU单元的扩展端口与扩展模块的扁平电缆相连接。,标准导轨安装,CPU单元与扩展模块的连接方法,任务二PLC配料控制,职业教育机电一体化专业教学资源库,1.模拟量采集,模拟量输入模块是把来自现场设备的标准电信号如4-20mA的电流信号，经过滤波去掉干扰信号后，再通过A/D转换，将模拟量信号变换成PLC能够处理的数字信号，然后经过光电耦合器隔离后传送给PLC内部电路，供PLCCPU处理。,任务二PLC配料控制,职业教育机电一体化专业教学资源库,2.模拟量输入模块EM231的外部接线,任务二PLC配料控制,职业教育机电一体化专业教学资源库,3.EM231设置和校准,模拟量模块参数设置开关DIP，如图3-12所示。通过调整DIP开关，可对模拟量模块输入端的种类、极性和量程等参数进行选择。,任务二PLC配料控制,职业教育机电一体化专业教学资源库,表中ON为接通，OFF为断开。,DIP开关设置表,注意DIP开关决定了所有的输入设置，也就是说开关的设置应用于整个模块。开关设置后只有在重新上电后才能生效。,任务二PLC配料控制,职业教育机电一体化专业教学资源库,,校准输入的步骤,注意EM231模块只有增益电位器，因此可以略去偏置调节部分。,切断模块电源，选择需要的输入范围。接通CPU和模块电源，使模块稳定15分钟。用一个变送器，一个电压源或一个电流源，将零值信号加到一个输入端。读取该输入通道在CPU中的测量值。调节偏置电位计，直到读数为零，或所需要的数字值。将一个满刻度值信号接到输入端子中的一个，读出A/D转换后的值。调节增益电位计，直到读数为32000或所需要的数字值。必要时，重复偏置和增益校准过程。,任务二PLC配料控制,职业教育机电一体化专业教学资源库,4.输入数据字格式,存储在16位模拟量寄存器AIW中的数据有效位为12位，该12位数据值在CPU中的存放格式如图所示。单极性数据格式的全量程范围设置为0～32000。双极性数据格式的全量程范围设置为32000。,任务二PLC配料控制,职业教育机电一体化专业教学资源库,5.模拟量扩展模块的寻址,模拟量的数据格式为一个字长，所以地址必须从偶数字节开始。即AIW0，AIW2，AIW4、AQW0，AQW2。每个模拟量扩展模块至少占两个通道，即使第一个模块只有一个输出AQW0，第二个模块模拟量输出地址也应从AQW4开始寻址，以此类推。,任务二PLC配料控制,职业教育机电一体化专业教学资源库,,,,,假设模拟量的标准电信号是A0Am（如420mA），A/D转换后数值为D0Dm（如640032000），设模拟量的标准电信号是A，A/D转换后的相应数值为D，由于是线性关系，函数关系A＝f（D）可以表示为数学方程,,任务二PLC配料控制,职业教育机电一体化专业教学资源库,根据该方程式，可以方便地根据D值计算出A值。将该方程式逆变换，得出函数关系D＝f（A）可以表示为数学方程,,,,任务二PLC配料控制,职业教育机电一体化专业教学资源库,【例题】量程为0～10MP的压力变送器的输出信号为DC4～20mA。系统控制要求是，当压力大于8MP时，指示灯亮，否则灯灭。设控制指示灯的输出点为Q0.0，试编程并仿真。,选择EM231的0～20mA档作为模拟量输入的测量量程，模拟量输入模块将0～20mA转换为0～32000的数字量。当系统压力为8MP时，经A/D转换为数字量为,任务二PLC配料控制,职业教育机电一体化专业教学资源库,编写PLC控制程序,任务二PLC配料控制,职业教育机电一体化专业教学资源库,3.实训的内容,,,,任务二PLC配料控制,职业教育机电一体化专业教学资源库,,（1）在子程序中定义局部变量,任务二PLC配料控制,4.操作步骤,职业教育机电一体化专业教学资源库,（2）数据类型的转换、模拟量输出,任务二PLC配料控制,4.操作步骤,职业教育机电一体化专业教学资源库,任务二PLC配料控制,4.操作步骤,（2）数据类型的转换、模拟量输出,职业教育机电一体化专业教学资源库,（3）子程序调用,任务二PLC配料控制,4.操作步骤,职业教育机电一体化专业教学资源库,1PLC模拟量处理功能通过模拟量输入输出模块来完成。模拟量输入输出模块是PLC内部数字量与外部设备模拟量之间的接口模块。被控过程量经过模拟量输入模块转换成PLC能够接受的数字量后，经过PLC的数据处理，最后输出控制结果。控制结果可以是数字量通断信号的输出，也可以是连续的模拟量电压电流的输出。连续的模拟量电压电流的输出需通过模拟量输出模块输出给执行器件，以达到模拟量控制的目的。2使用PLC的模拟量输入输出模块时，要特别注意过程量信号的性质及范围。采用规定的方法正确设定输入输出信号的范围是用好模拟量输入输出模块的前提。,小结,职业教育机电一体化专业教学资源库,