西门子S7-1200模块6ES7221-3BD30-0XB0

西门子PLC模拟量转换方法
1、基本概念
我们生活在一个物质的世界中。世间所有的物质都包含了化学和物理特性，我们是通过对物质的表观性质来了解和表述物质的自有特性和运动特性。这些表观性质是我们常说的质量、温度、速度、压力、电压、电流等用数学语言表述的物理量，在自控领域称为工程量。这种表述的优点是直观、容易理解。在电动传感技术出现之前，传统的检测仪器可以直接显示被测量的物理量，其中也包括机械式的电动仪表。
2、标准信号
在电动传感器时代，中央控制成为可能，这需要检测信号的远距离传送。但是纷繁复杂的物理量信号直接传送会大大降低仪表的适用性。而且大多传感器属于弱信号型，远距离传送很容易出现衰减、干扰的问题。因此才出现了二次变送器和标准的电传送信号。二次变送器的作用是将传感器的信号放大成为符合工业传输标准的电信号，如0－5V、0－10V或4－20mA（其中用得多的是4－20mA）。而变送器通过对放大器电路的零点迁移以及增益调整，可以将标准信号准确的对应于物理量的被检测范围，如0－100℃或-10－100℃等等。这是用硬件电路对物理量进行数学变换。中央控制室的仪表将这些电信号驱动机械式的电压表、电流表能显示被测的物理量。对于不同的量程范围，只要更换指针后面的刻度盘可以了。更换刻度盘不会影响仪表的根本性质，这给仪表的标准化、通用性和规模化生产带来的无可**的好处。
3、数字化仪表
到了数字化时代，指针式显示表变成了更直观、更的数字显示方式。在数字化仪表中，这种显示方式实际上是用纯数学的方式对标准信号进行逆变换，成为大家习惯的物理量表达方式。这种变换是依靠软件做数学运算。这些运算可能是线性方程，也可能是非线性方程，现在的电脑对这些运算是易如反掌。
4、信号变换中的数学问题
信号的变换需要经过以下过程：物理量－传感器信号－标准电信号－A/D转换－数值显示。
声明：为简单起见，我们在此讨论的是线性的信号变换。同时略过传感器的信号变换过程。
假定物理量为A，范围即为A0－Am，实时物理量为X；标准电信号是B0－Bm，实时电信号为Y；A/D转换数值为C0-Cm，实时数值为Z。
如此，B0对应于A0，Bm对应于Am，Y对应于X，及Y=f(X)。由于是线性关系，得出方程式为Y=(Bm-B0)*(X-A0)/(Am-A0)+B0。又由于是线性关系，经过A/D转换后的数学方程Z=f(X)可以表示为Z=(Cm-C0)*(X-A0)/(Am-A0)+C0。那么很容易得出逆变换的数学方程为X=(Am-A0)*(Z-C0)/(Cm-C0)+A0。方程中计算出来的X可以在显示器上直接表达为被检测的物理量。
5、plc中逆变换的计算方法
以S7-200和4－20mA为例，经A/D转换后，我们得到的数值是6400－32000，及C0=6400，Cm=32000。于是，X=(Am-A0)*(Z-6400)/(32000-6400)+A0。
用同样的原理，我们可以在HMI上输入工程量，然后由软件转换成控制系统使用的标准化数值。
在S7-200中，(Z-6400)/25600的计算结果是非常重要的数值。这是一个0－1.0（100％）的实数，可以直接送到PID指令（不是指令向导）的检测值输入端。PID指令输出的也是0－1.0的实数，通过前面的计算式的反计算，可以转换成6400－32000，送到D/A端口变成4－20mA输出。
主要经营：西门子伺服驱动，西门子数控伺服，西门子直流调速装置，西门子交流变频器，西门子直流传动装置，西门子HMI 触摸屏，西门子SITOP系列直流电源，西门子可编程控制器，西门子PLC模块等。

西门子PLC模块控制系统设计的基本内容：
1、确定系统运行方式与控制方式：PLC可构成各种各样的控制系统，如单机控制系统、集中控制系统等，在进行应用系统设计时，要确定系统的构成形式；
2、选择用户输入设备(按钮、操作开关、限位开关、传感器等)、输出设备(继电器、接触器、信号灯等执行元件)以及由输出设备驱动的控制对象(电动机、电磁阀等)，这些设备属于一般的电气元件，其选择的方法属于其他课程的内容；
3、PLC的选择：PLC是控制系统的核心部件，正确选择PLC对于保证整个控制系统的技术经济指标起着重要的作用，选择PLC应包括机型选择、容量选择、I/O模块选择、电源模块选择等；
4、分配I/0点，绘制I/0连接图，必要时还须设计控制台(柜)；
5、设计控制程序：控制程序是整个系统工作的软件，是保证系统正常、安全、可靠的关键，因此控制系统的程序应经过反复调试，直到满足要求为止；
6、编制控制系统的技术文件，包括说明书、电气原理图及电气元件明细表、I/0连接图、I/O分配表、控制软件。

西门子PLC模块控制系统程序结构设计：
一、线性化编程
线性化编程是将用户程序连续放置在一个指令块内，即一个简单的程序块内包含系统的所有指令。线性化编程不带分支，通常是OB1程序按顺序执行每一条指令，软件管理的功能相对简单。
二、分部编程
分部式编程是把一项控制任务分成若干个立的块，每个块用于控制一套设备或一系列工作的逻辑指令，而这些块的运行靠组织块OB内指令来调用。
三、结构化编程
结构化程序把过程要求的类似或相关的功能进行分类，并试图提供可以用于几个任务的通用解决方案。向指令块提供有关信息（以参数形式），结构化程序能够重用这些通用模块。
控制软件分为五个功能块：
FC10   功能块用于控制成分A的供料泵；
FC20   功能块用于控制成分B的供料泵；
FC30   功能块用于控制搅拌马；
F0   功能块用于控制排料电磁阀；
FC50   功能块用于控制操作站上的指示灯。

西门子模块分为开关量输入输出模块，模拟量输入模块，模拟量输入输出模块，模拟量输出模块，通讯模块，扩展模块等，西门子模块具有足够的稳定性，确保运行过程中的安全，西门子自己的模块采用了一系列非常可靠的设计方法，例如断电保护和信息保护，包括故障诊断，为了在工业生产过程中更好的控制，通常采用计算机编程语言，使整个控制更加可靠和简单，并且所有的编程语言都进行了简化，从而大大降低了错误率。
我们公司遵循“以质量求生存，以创新求发展，以市场为向导，以服务为宗旨”的经营理念愿与各界同仁精诚合作，共创辉煌。
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