PLC開關量、模擬量、脈衝量計算

PLC控制量:開關量、模擬量、脈衝量。

1、開關量


開關量也稱邏輯量,指僅有兩個取值,0或1、ON或OFF。它是最常用的控制,對它進行控制是PLC的優勢,也是PLC最基本的應用。

開關量控制的目的是,根據開關量的當前輸入組合與歷史的輸入順序,使PLC產生相應的開關量輸出,以使系統能按一定的順序工作。所以,有時也稱其為順序控制。

而順序控制又分為手動、半自動或自動。而採用的控制原則有分散、集中與混合控制三種。


2、模擬量


模擬量是指一些連續變化的物理量,如電壓、電流、壓力、速度、流量等。

PLC是由繼電控制引入微處理技術後發展而來的,可方便及可靠地用於開關量控制。由於模擬量可轉換成數字量,數字量只是多位的開關量,故經轉換後的模擬量,PLC也完全可以可靠的進行處理控制。

由於連續的生產過程常有模擬量,所以模擬量控制有時也稱過程控制。

模擬量多是非電量,而PLC只能處理數字量、電量。所有要實現它們之間的轉換要有傳感器,把模擬量轉換成數電量。如果這一電量不是標準的,還要經過變送器,把非標準的電量變成標準的電信號,如4—20mA、1—5V、0—10V等等。

同時還要有模擬量輸入單元(A/D),把這些標準的電信號變換成數字信號;模擬量輸出單元(D/A),以把PLC處理後的數字量變換成模擬量——標準的電信號。

所以標準電信號、數字量之間的轉換就要用到各種運算。這就需要搞清楚模擬量單元的分辨率以及標準的電信號。

例如:

西門子PLC模擬單元的量程是1/27648,對應的標準電量是0—10V,所要檢測的是壓力值0—1000mbar。那麼0—27648對應0—1000mbar的壓力值。

所以精度是12位的模塊,分辨率1/4096,可以精確到1000/4096mbar的精度。


模擬量控制包括:反饋控制、前饋控制、比例控制、模糊控制等。這些都是PLC內部數字量的計算過程。一般都有標準的PLC 程序塊。

3、脈衝量


脈衝量是其取值總是不斷的在0(低電平)和1(高電平)之間交替變化的數字量。每秒鐘脈衝交替變化的次數稱為頻率。

PLC脈衝量的控制目的主要是位置控制、運動控制、軌跡控制等。例如:脈衝數在角度控制中的應用。

步進電機驅動器的細分是每圈10000,要求步進電機旋轉90度。那麼所要動作的脈衝數值=10000/(360/90)=2500。


模擬量的計算

1、-10—10V。-10V—10V的電壓時,對應-27648~27648。

2、0—10V。0—10V的電壓時,對應0~27648。

3、0—20mA。0—20mA的電流時,對應0~27648。

4、4—20mA。4—20mA的電流時,對應0~27648。


脈衝量的計算

脈衝量的控制多用於步進電機、伺服電機的角度控制、距離控制、位置控制等。以下是以步進電機為例來說明各控制方式。

1、步進電機的角度控制。首先要明確步進電機的細分數,然後確定步進電機轉一圈所需要的總脈衝數。計算“角度百分比=設定角度/360°(即一圈)”“角度動作脈衝數=一圈總脈衝數*角度百分比。”

公式為:角度動作脈衝數=一圈總脈衝數*(設定角度/360°)。

2、步進電機的距離控制。首先明確步進電機轉一圈所需要的總脈衝數。然後確定步進電機滾輪直徑,計算滾輪周長。計算每一脈衝運行距離。最後計算設定距離所要運行的脈衝數。

公式為:設定距離脈衝數=設定距離/[(滾輪直徑*3.14)/一圈總脈衝數]

3、 步進電機的位置控制就是角度控制與距離控制的綜合。

以上只是簡單的分析步進電機的控制方式,可能與實際有出入,僅供各位參考


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