以CP1H-XA為例探索歐姆龍PLC模擬量采集及處
一、模擬量在PLC中數據轉換
1)PLC信號分為模擬量和開關量:
開關量信號(數字量)只有兩種狀態,信號以數據位為單位;模擬量信號是指限制在一定范圍的連續的電流/電壓/電阻等信號。在PLC中讀取值為二進制的數據字,它根據采集模塊的范圍不同而不同。
2)模擬量輸入輸出信號的連接要點:
1、用屏蔽線纜連接信號,屏蔽層線要接地;
2、在系統中布線,一定要與動力線和強電線分開布置。
3、對于有變送器為220VAC以上電源時,最好分線布線。
4、模擬量輸入信號的電路是有源的,如果變送器為有源輸出,可直接接入模塊;如果是無源的,則要串入24VDC,獨立的外部電源,模擬量輸入輸出單元中以太網單元,串口單元,總線單元等等在OMRON的PLC中都屬于智能單元。智能單元本身是一個獨立的系統。有自己的CPU、系統程序、存儲器、與外界相連的接口。
二、模擬量采集處理
1)模擬量處理過程(以CP1H-XA內置模擬量為例)
1. 通過撥動開關模擬逐個設定輸入使用時的輸入切換 :電壓/電流輸入:是否需要使用逐個設定輸入輸出;輸入輸出的分辨率設定(全部輸入輸出共通)
2. 模擬輸入量程設定(逐個): -10~+10V、0~10V、0~5V、1~5V、0~20mA、4~20mA
3. 模擬輸出量程設定(逐個):-10~+10V、0~10V、0~5V、1~5V
4. 模擬輸入輸出設備的連接
5. 模擬輸入:轉換值的讀取
6. 模擬輸出:設定值的寫入
2)模擬量處理過程:
對于模擬輸入的信號,PLC連續接收后被其CPU轉變成為相應的數字量的連續信號。同樣模擬輸出信號也是由PLC連續發出,由數據量轉變為相關的電流或電壓信號。
由于PLC類型的不同,模塊采集信號的精度也不同。
小型的模擬量單元:如CPM1A系列,其精度為255;
組合式的模擬量單元:如C200HE,精度為4096;
內置的模擬量通道:CP1H-XA 精度為6000
模擬量處理單元的CPU將采集處理的模擬量數據置于PLC內部寄存器一定的區域里,由PLC的CPU訪問。不同類型的PLC,設置這些區域也不盡相同。
整體式機型的PLC,模擬量單元的地址是固定的。如CP1H-XA內置的模擬量,CPU是規定200~203為其輸入信號占用字,210~211為輸出信號占用字;精度為6000或者12000。它的設置是在編程軟件的[設置]菜單中進行設置;并在程序中激活后設置隨PLC程序一起下裝到PLC中,重新上電設置生效后,再在程序中根據代碼用指令激活此單元。
組合式機型的PLC,模擬量單元的地址是要通過模塊上開關選擇設置,還要在編程軟件的[IO表和單元設置]菜單中作相關設置;或者通過在線連接向PLC的內存寫設置。對C系列組合式機型的PLC,模擬量單元的地址除了模塊上開關選擇設置,還要通過在線連接向PLC的內存寫設置。
對于模擬量輸出單元,除了設置數據,同程序一起下載到PLC之外,還要在程序中初始化,激活此模塊;重新上電生效。和前面所述的設置模擬量參數類似。
3)采集到PLC的模擬量信號,一般是要進行濾波,平均或工程量轉換處理的。
濾波的處理步驟如下:
1、有效性判斷,對于采集信號作超出范圍的判斷,采樣范圍之外的舍去;
2、平均濾波,有多種方式,通過均值去掉非正常值;
3、PLC有AVG(平均指令) 進行多值的平均。
對需要顯示的模擬量,一般要有工程量的轉換,PLC有SCL指令作二-十進制線性轉換;還有的儀表信號是要進行如方根轉換,或者直接計算。