西门子一级总代理6ES7510-1SK03-0AB0

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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

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)。

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。

PLC 软件系统设计的步骤

在了解了程序结构和编程方法的基础上，就要实际地编写 PLC 程序了。编写 PLC 程序和编写其他计算机程序一样，都需要经历如下过程。

1. 对系统任务分块

分块的目的就是把一个复杂的工程，分解成多个比较简单的小任务。这样就把一个复杂的大问题化为多个简单的小问题。这样可便于编制程序。

2. 编制控制系统的逻辑关系图

从逻辑关系图上，可以反应出某一逻辑关系的结果是什么，这一结果又英国导出哪些动作。这个逻辑关系可以是以各个控制活动顺序为基准，也可能是以整个活动的时间节拍为基准。逻辑关系图反映了控制过程中控制作用与被控对象的活动，也反应了输入与输出的关系。

3. 绘制各种电路图

绘制各种电路的目的，是把系统的输入输出所设计的地址和名称联系起来。这是很关键的一步。在绘制 PLC 的输入电路时，不仅要考虑到信号的连接点是否与命名一致，还要考虑到输入端的电压和电流是否合适，也要考虑到在特殊条件下运行的可靠性与稳定条件等问题。特别要考虑到能否把高压引导到 PLC 的输入端，把高压引入 PLC 输入端，会对 PLC 造成比较大的伤害。在绘制 PLC 的输出电路时，不仅要考虑到输出信号的连接点是否与命名一致，还要考虑到 PLC 输出模块的带负载能力和耐电压能力。此外，还要考虑到电源的输出功率和极性问题。在整个电路的绘制中，还要考虑设计的原则努力提高其稳定性和可靠性。虽然用 PLC 进行控制方便、灵活。但是在电路的设计上仍然需要谨慎、全面。因此，在绘制电路图时要考虑周全，何处该装按钮，何处该装开关，都要一丝不苟。

4. 编制 PLC 程序并进行模拟调试

在绘制完电路图之后，就可以着手编制 PLC 程序了。当然可以用上述方法编程。在编程时，除了要注意程序要正确、可靠之外，还要考虑程序要简捷、省时、便于阅读、便于修改。编好一个程序块要进行模拟实验，这样便于查找问题，便于及时修改，**不要整个程序完成后一起算总帐。

5. 制作控制台与控制柜

在绘制完电器、编完程序之后，就可以制作控制台和控制柜了。在时间紧张的时候，这项工作也可以和编制程序并列进行。在制作控制台和控制柜的时候要注意选择开关、按钮、继电器等器件的质量，规格必须满足要求。设备的安装必须注意安全、可靠。比如说屏蔽问题、接地问题、高压隔离等问题必须妥善处理。

6. 现场调试

现场调试是整个控制系统完成的重要环节。任何程序的设计很难说不经过现场调试就能使用的。只有通过现场调试才能发现控制回路和控制程序不能满足系统要求之处；只有通过现场调试才能发现控制电路和控制程序发生矛盾之处；只有进行现场调试才能*后实地测试和*后调整控制电路和控制程序，以适应控制系统的要求。

7. 编写技术文件并现场试运行

经过现场调试以后，控制电路和控制程序基本被确定了，整个系统的硬件和软件基本没有问题了。这时就要全面整流技术文件，包括整理电路图、 PLC 程序、使用说明及帮助文件。到此工作基本结束。