模拟量信号是自动化过程控制系统中最基本的过程信号(压力、温度、流量等)输入形式。系统中的过程信号通过变送器,将这些检测信号转换为统一的电压、电流信号,并将这些信号实时的传送至控制器(PLC)。

 

PLC 通过计算转换,将这些模拟量信号转换为内部的数值信号。从而实现系统的监控及控制。从现场的物理信号到 PLC 内部处理的数值信号,有以下几个步骤:

 

 

从以上 PLC 模拟量的信号输入流程可以看到,在自动化过程控制系统中,模拟量信号的输入是非常复杂的。但是,在现目前的工业现场,对模拟量信号的处理已基本都采用电流信号方式进行传输,相比于电压信号方式,电流信号抗干扰能力更强,传输距离更远,信号稳定。

 

这里就 PLC 对模拟量信号的转换过程进行一个简单的分解介绍。

 

 

 

从以上可以看到:

1、模拟量信号接入 PLC 后,PLC 将模拟量信号转换为了整型数据,不是浮点数(如西门子-27,648 到 27,648);

2、不同品牌的 PLC 对模拟量转换范围是有差异的(如西门子-27,648 到 27,648;台达-32,384 到 32,384);

3、PLC 同一个模块对不同类型的模拟量信号的转换范围是一致的(如西门子对±10 V、±5 V、±2.5 V 或 0 到 20mA 的模拟量信号的转换范围均为-27,648 到 27,648);

 

 

 

由以上公式,可以将 PLC 读取到的整数数据,转换为 PLC 接收到的模拟量电流信号值。

 

2、实际物理值与模拟量数据之间的转换

实际物理值与模拟量数据之间的转换方式同上面的转换方式相同。如下为某压力变送器的压力与模拟量信号范围(0.1-10bar,4-20mA),同样的,压力与电流之间有如下的转换关系公式:

 

 

 

 

通过此公式,就可以直接通过 PLC 读取到的数据转换为实际的物理量值。

 

以上即为 PLC 对模拟量信号的处理过程及方法。