西門子PLC模擬量輸人輸出擴展模塊的工作原理

劉路路發(fā)布于2022-10-17 13:46 64 2 標簽：西門子PLC

模擬量輸人輸出擴展模塊

在工業(yè)控制中,某些輸人量(如壓力、溫度、流量、轉速等)是模擬量,某些執(zhí)行機構(如晶管調速裝置、電動調節(jié)閥和變頻器等)要求可編程序控制器輸出模擬信號,而可編程序控制器的CPU只能處理數(shù)字量。模擬量首先被傳感器和變送器轉換為標準的電流或電壓,如4、20mA、1-5V,0-10V,可編程序控制器用A/D轉換器將它們轉換成數(shù)字量。這些數(shù)字量可能是二進制的,也可能是十進制的,帶正負號的電流或電壓在A/D轉換后用二進制補碼表示。

西門子PLC模擬量輸人輸出擴展模塊

D/A轉換器將可編程序控制器的數(shù)字輸出量轉換為模擬電壓或電流,再去控制執(zhí)行機構。模擬量I/0模塊的主要任務就是實現(xiàn)A/D轉換(模擬量輸人)和D/A轉換(模擬量輸出)。

例如,在溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)中,爐溫用熱電偶或熱電阻檢洲，溫度變送器將溫度轉換為標準電流或標準電壓后送給模擬量輸人模塊.經AD轉換后得到與溫度成比例的數(shù)字量,CPU將它與溫度設定值比較,并按某種控制規(guī)律對差佰進行運算,將運算結果(數(shù)字母)送給模擬量輸出模塊,經D/A轉換后變?yōu)殡娏餍盘柣螂妷盒盘?用來控制電動調節(jié)閥的開度，通過它控制加熱用的天然氣的流量,實現(xiàn)對溫度的閉環(huán)控制。

AD.D/A轉換器的二進制位數(shù)反映了它們的分辯率,位數(shù)越多,分辨率越高,例如8位A/D轉換器的分辨率為1/28038%，模擬量輸人/輸出模塊的另一個重要指標是轉換時間。

S7-200有3種模擬量擴展模塊(見表2-8)。S7-200的模擬量擴展模塊中A/D.D/A轉換器的位數(shù)均為12位。模擬量輸人、輸出有多種量程供用戶選用,如0～10V,0～5V,0~20mA,0~100mV，±10V，±15V，±100mV等。量程為0-10V時的分辨率為2.5mV。

表2-8 模擬量擴展模塊技術數(shù)據

A/D轉換的時間小于250ps，模擬量輸人的階躍響應時間為1.5ms(達到穩(wěn)態(tài)值的95%時)。單極性全量程輸人范圍對應的數(shù)字最輸出為0~32000,雙極性全過程軸人范圍對應的數(shù)字量輸出為-32000- 32000。輸人陽抗大于等于10MΩ。

模擬量輸出的量程有±10V和0～20mA兩種，對應的數(shù)字量為-32000～ 32000或0~3200。滿量程時電壓輸出和電流輸出的分辨率分別為12位和11位,25℃時的精度為±0.5%中壓輸出和電流輸出的穩(wěn)寧計間分別為100us和2ms。最大驅動能力如下:電廠輸出時負載電陽最小5kΩ,電流輸出時負載電阻最大500Ω。

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