南京西门子总代理商PLC

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PLC模拟量转换与闭环控制类与温度测量与控制类

  模拟量转换包括A/D、D/A转换(也称模拟量输入/输出)，功能模块主要包括模拟量输入模块(A/D转换)、模拟量输出模块(D/A转换)以及模拟量输入/输出混合模块3类。

  当采用功能模块时，可以根据所需要的输入/输出点数(通道数量)、转换精度(转换位数、分辨率)选用不同的规格。对于简单系统的少量A/D、D/A转换，也可以通过CPU集成的模拟量输入/输出功能附带于PLC的CPU模块上。

  A/D转换的作用是将来自过程控制的传感器输入信号，如电压、电流等连续变化的物理量(模拟量)直接转换为一定位数的数字量信号，以便PLC内部的数学运算指令对其进行运算与处理(见图1-46)。

  D/A转换的作用是将PLC内部的数字量信号转换为电压、电流等连续变化的物理量(模拟量)输出。它可以用作变频器、伺服驱动器等控制装置的速度、位置给定输入，或用来作为外部仪表的显示信号(见图1-47)。

  A/D、D/A转换可以结合PLC内部的PID调节功能一起使用，实现对模拟量控制系统的闭环调节与控制。

  当A/D、D/A转换与PID调节器等功能合成后，便可以直接作为闭环模拟量控制系统的偏差计算、调节器部分，在闭环控制系统中使用，此类模块称为闭环控制模块，如西门子的FM355、FM355-2即属于其中的代表。

  (3)温度测量与控制类

  PLC用于温度测量与控制的功能模块包括温度测量与温度控制两类。温度测量功能可以将来自过程控制的热电偶、铂电阻等温度测量元件的输入信号，转换为一定位数的数字量，以供PLC内部进行运算、处理(见图1-48)。

  温度测量模块实质上是模拟量输入的一种，只是其变化量一般为电阻值，传感器本身为无源检测元件，需要PLC提供测量电源，因此，在PLC中经常将温度测量与模拟量输入功能集成在同一模块中。

  温度控制功能可以将来自过程控制的温度测量输入与系统的温度给定信号进行比较，并通过可编程的PID调节与模块的自动调节功能，实现温度的自动调节与控制。温度测量元件可以是热电偶、铂电阻等。在温度控制功能模块中，还可以输出对应的温度控制信号(触点输出、晶体输出等)，以控制加热器的工作状态(见图1-49)。

PLC执行程序的过程分为哪三个阶段？

PLC执行程序的过程分为三个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段，PLC的扫描工作过程:

    （1）输入采样阶段。在这一阶段中，PLC以扫描方式读入所有输入端子上的输入信号，并将各输入状态存入对应的输入映像寄存器中。此时，输入映像寄存器被刷断。在程序执行阶段和输出刷新阶段中，输入映像存储器与外界隔离，其内容保持不变，直至下一个扫描周期的输入扫描阶段，才被重新读入的输入信号刷新。可见，PLC在执行程序和处理数据时，不直接使用现场当时的输入信号，而使用本次采样时输入到映像区中的数据。一般来说，输入信号的宽度要大于一个扫描周期，否则可能造成信号的丢失。

   （2）程序执行阶段。在执行用户程序过程中，PLC按照梯形图程序扫描原则，一般来说，PLC按从左至右、从上到下的步骤逐个执行程序。但遇到程序跳转指令，则根据跳转条件是否满足来决定程序跳转地址。程序执行过程中，当指令中涉及输入、输出状态时，PLC就从输入映像寄存器中“读入”对应输入端子状态，从输出映像寄存器“读入”对应元件（“软继电器”）的当前状态。然后进行相应的运算，运算结果再存入输出映像寄存器中。对输出映像寄存器来说，每一个元件（“软继电器”）的状态会随着程序执行过程而变化。

    （3）输出刷新阶段。程序执行阶段的运算结果被存入输出映像区，而不送到输出端口上。在输出刷新阶段，PLC将输出映像区中的输出变量送入输出锁存器，然后由锁存器通过输出模块产生本周期的控制输出。如果内部输出继电器的状态为“1”，则输出继电器触点闭合，经过输出端子驱动外部负载。全部输出设备的状态要保持一个扫描周期。