模拟量闭环控制系统演示文稿剖析.pptVIP

第6章 S7-200 PLC在模拟量闭环控制中的应用 1.模拟量单闭环控制系统的组成 典型的PLC模拟量单闭环控制系统如图6-1所示，虚线中的部分是用PLC实现的。 在模拟量闭环控制系统中，被控量C(t)(例如压力、温度、流量、转速等)是连续变化的模拟量，大多数执行机构（例如晶闸管调速装置、电动调节阀和变频器等）要求PLC输出模拟信号MV(t),而PLC的CPU只能处理数字量。C(t)首先被测量元件（传感器）和变送器转换为标准的直流电流信号或直流电压信号PV(t),例如4～20m A ,1～５Ｖ，０～１０Ｖ，ＰＬＣ用A/D转换器将它们转换为数字量PV(n). 模拟量与数字量之间的相互转换和PID程序的执行都是周期性的操作，其间隔时间称为采样周期TS。各数字量括号中的n表示该变量是第n次采样计算时的数字量。 2.变送器的选择 变送器用于将传感器提供的电量或非电量转换为标准的直流电流或直流电压信号，例如DC0～10V和4～20mA。变送器分为电流输出型和电压输出型，电压输出型变送器具有恒压源的性质，PLC模拟量输入模块的电压输入端的输入阻抗很高，例如100kΩ～10MΩ。如果变送器距离PLC较远，通过线路远程传送模拟量电压信号时抗干扰能力很差。 电流输出具有恒流源的性质，恒流源的内阻很大。PLC的模拟量输入模块输入电流时，输入阻抗较低（例如250Ω）。线路上的干扰信号在模块的输入阻抗上产生的干扰电压很低，所以模拟量电流信号适于远程传送。 电流传送比电压传送的传送距离远得多，S7-200的模拟量输入模块使用屏蔽电缆信号线时允许的最大距离为200m。 6.1.5 PLC的模拟量输入接口 它的作用是把现场连续变化的模拟量标准信号转换成适合可编程序控制器内部处理的由若干位二进制数字表示的信号。 6.2 S7-200PLC的模拟量扩展模块 6.2.1 模拟量扩展模块的功能 模拟量扩展模块提供了模拟量输入/输出的功能。具有以下特点： (1) 最佳适应性，可适用于复杂的控制场合。 (2)直接与传感器和执行器相连，12 位的分辨率和多种输入/输出范围能够不用外加放大器而与传感器和执行器直接相连，例如EM231RTD模块可直接与PT100 热电阻相连 (3)灵活性，当实际应用变化时，PLC 可以相应地进行扩展，并可非常容易的调整用户程序。 （4）扩展模块具有与基本单元相同的设计特点，S7-200（ CN） PLC 的扩展模块种类很多，固定方式与CPU相同。如果需要扩展模块较多时，模块连接起来会过长，这时可以使用扩展转接电缆重叠排布。 （5）安装方便，可以在标准导轨上安装，模块卡装在紧挨CPU 右侧的导轨上，通过总线连接电缆与CPU 互相连接。也可以直接安装，模块上有固定螺孔，也可以用螺钉将模块固定安装在柜板上，这种安装方式建议在剧烈振动的情况下使用。 6.2.2 S7-200 PLC模拟量扩展模块的分类 1.常规模拟量控制模块 有EM231模拟量输入模块，有EM232模拟量输出模块,有EM235模拟量输入输出模块。适用于CPU 222、CPU224、CPU 224XP和CPU226系列的PLC。图6-9为EM235模块端子接线图。 EM 235配置 ------如何用DIP开关设置EM 235模块。开关1到6可选择模拟量输入范围和分辨率。所有的输入设置成相同的模拟量输入范围和格式。选择单/双极性（开关6）、增益（开关4和5）和衰减（开关1、2和3）。下表中，ON为接通，OFF为断开。 单极性 满量程输入 分辨率 SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6 ON OFF OFF ON OFF ON 0到50mV 12.5μV OFF ON OFF ON OFF ON 0到100mV 25μV ON OFF OFF OFF ON ON 0到500mV 125uA OFF ON OFF OFF ON ON 0到1V 250μV ON OFF OFF OFF OFF ON 0到5V 1.25mV ON OFF OFF OFF OFF ON 0到20mA 5μA OFF ON OFF OFF OFF ON 0到10V 2.5mV 2.热电阻和热电偶模块 RTD（热电阻）和热电偶模块用于CPU 222、CPU224、CPU 224XP和CPU226。 热电偶模块端子接线图RTD和热电偶模块安装在一个稳定的温度环境内时，具有最佳的性能。例如，EM231CT热电偶模块有专门的冷端补偿电路。该