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模拟量應用講解

圖文 更新时间:2024-08-22 13:44:12

好多人說模拟量好難懂,不知道怎麼學習,今天小編就給大家講解一下模拟量的一些知識吧。在工業生産控制過程中,特别是在連續型的生産過程中,經常會要求對一些物理量如溫度、壓力、流量等進行控制。這些物理量它們都是随時間而連續變化的。在控制領域把這些随時間連續變化的物理量叫模拟量。

模拟量應用講解(模拟量你了解嗎)1

我們在使用模拟量的時候,首先要了解幾個概念,傳感器、變送器、執行器還有AD轉換器、DA轉換器等。

那麼這裡所說的傳感器,我們常用的傳感器有哪些呢?常用的有溫度傳感器,又包括了熱電阻和熱電偶這兩種類型,還有壓力傳感器、濕度傳感器等等。傳感器是用于模拟量輸入的,用于采集外部的溫度、濕度、壓力等信号。

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溫度探頭一般不可以直接接入常用模拟量模塊,需要接入專用溫度模塊,或者加變送器。一般壓力傳感器也不能直接接入模拟量模塊,一般是購買自帶變送器,或者使用壓力變送器。

那麼當傳感器和變送器結合使用的時候可以将非電物理量轉換成統一的标準電量。這就是傳感器和變送器的一個作用。

傳感器和變送器轉換出來的是一個标準電量,是電信号,我們的PLC是不能直接接收電信号的,那麼就需要一個轉換,也就是AD轉換,将模拟量轉換成數字量。在我們PLC這邊,AD轉換器其實就是一個模拟量的輸入模塊,而DA轉換器就是模拟量的輸出模塊。

而對于模拟量輸出,我們是做模拟量控制變頻器速度,從而控制電機速度;或者是模拟量控制伺服力矩和速度控制;又或者是模拟量控制比例閥的開度控制等。

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接着再說一下常用的模拟量信号,也就是電壓、電流。常用的電壓範圍:0~10V,-10~ 10V,0~5V,-5V~ 5V,其中最常用的是0~10V的電壓信号。常用的電流範圍:0~20mA,4~20mA,-20mA~ 20mA,其中最常用的是4~20mA的電流信号。

我們在做模拟量控制的時候,模拟量的轉換是很重要的。比如說0~10V的電壓信号,從實際量程轉換成模拟量,然後模拟量轉換成數字量,最後是數字量轉換成量程進行輸出,不管這樣的過程其實是可以進行簡化的。

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簡化之後,是如下圖的對應關系:

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我們可以得出這樣一個公式:

(數字量上限-數字量下限)/(量程上限-量程下限)=(數字量值-數字量下限)/(量程值-量程下限)

如下圖所示,有了這樣的公式,我們進行模拟量換算的時候就非常方便啦~

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接着我們來了解一下模拟量使用場合包括哪些呢?這個分為模拟量輸入和模拟量輸出,模拟量輸入可用于溫度、壓力、流量等,而模拟量輸出可以用于控制閥門的開度,用于控制變頻器的頻率等等。

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在數據采集系統中,傳感器的輸出大部分為模拟信号(電壓、電流),而計算機隻能接收數字量。為此,需要在傳感器與PLC之間進行模/數轉換,以便将模拟電壓信号轉換成PLC能識别的二進制數字信号。因此A/D轉換器是數據采集系統的重要環節,它直接關系到測量的準确度、分辨率和轉換速度。

什麼是準确度?

準确度是指測量結果與被測量真實值之間一緻的程度。測量儀器的準确度是指測量儀器給出接近于真實值得相應的能力。準确度是一個定性概念,而無定量表達,測量誤差絕對值大,準确度越低,但是準确度不等于誤差。

什麼是分辨率?

分辨率是指單位數字量變化引起模拟量輸出變化值,通常定義為滿量程電壓與最小輸出電源分類值之比。分辨率顯然與數字量的二進制位數有關,一般分辨率用下面表達式來表示:分别率=1/(2X次方-1)

什麼是轉換速度?

完成一次A/D轉換的時間,稱為轉換速度。不同的模塊它的轉換速度也不一樣。FX2N-2AD:轉換時間為2.5ms/通道

FX2N-4AD:普通模式:15ms/通道。高速模式:6ms/通道

FX2N-4AD-PT:4通道15ms

在三菱PLC的特殊模塊中,設置了專門用于PLC與模塊進行信息交換的緩沖器,稱為BFM緩沖區,BFM緩沖有用于讀的緩沖器,有用于專門寫的緩沖器。PLC需要對模塊緩沖區的數據進行讀寫,需要使用到“FROM”和“TO”這兩個指令。

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M1:表示模塊所在位置

M2:模塊裡面的BFM緩沖器編号

D.:存儲數據存儲地址

n :傳送點數

以上為模拟量的一些基礎知識,要編寫模拟量程序得了解這些知識才能更好地進行程序編寫。了解之後,那麼下面以一個例子為例,來看看模拟量程序的編寫。


【例】現有一個水塔,當水位高于4米的時候,水泵停止抽水,當水位低于1米的時候,水泵開始啟動進行抽水。

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以上例子中使用的是FX2N-4AD模塊,程序中對BFM對應内容不清楚的,可以查看一下FX2N-4AD模塊BFM緩沖器分配,如下圖。

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