西門子CPU224XP中央控制單元6ES7214-2AS23-0XB8

PLC開關(guān)量、模擬量轉(zhuǎn)換，首先要明了三層含義:設(shè)備信號(hào)層、PLC軟件應(yīng)用層、PLC內(nèi)部處理層。
設(shè)備層:開關(guān)量是通斷信號(hào)，模擬量是線性電壓信號(hào)或線性電流信號(hào)。
PLC軟件應(yīng)用層:開關(guān)量是0、1開關(guān)節(jié)點(diǎn)以二進(jìn)制形式存放在PLC內(nèi)部寄存器中，模擬量是工程量(如255、32767、65535)以16進(jìn)制形存放在PLC用戶寄存器中。
內(nèi)部處理層:全部都是從寄存器中調(diào)出采取二進(jìn)制運(yùn)算。
開關(guān)量模擬量轉(zhuǎn)換在PLC軟件應(yīng)用層只要利用相關(guān)指令(如三菱K1M0等)將開關(guān)量二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成16進(jìn)制存放在PLC用戶寄存器就可以。
開關(guān)量和模擬量的轉(zhuǎn)換一般都經(jīng)過保持以及數(shù)字化的，比如開關(guān)量，有干擾吧，要排除這種干擾，可以軟件排除干擾，比如隔幾毫秒讀取一次開關(guān)狀態(tài)，兩次都讀到才認(rèn)為開關(guān)關(guān)閉了，不然認(rèn)為是干擾，當(dāng)然干擾也可以用硬件排除干擾，如果施密特觸發(fā)器等。
對(duì)于模擬量，也是經(jīng)過量化的，比如0809AD轉(zhuǎn)換，對(duì)于轉(zhuǎn)換方法，在這里也說不清楚，可以查詢芯片資料，0809芯片有控制轉(zhuǎn)換引腳，使能引腳，轉(zhuǎn)換地址等控制引腳，用8051單片機(jī)可以控制其轉(zhuǎn)換，當(dāng)然，還有高級(jí)的單片機(jī)，如MSP430，AVR等單片機(jī)，更好的轉(zhuǎn)換芯片，如DSP的STM32系列芯片，是專門的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片。轉(zhuǎn)換的原理是根據(jù)轉(zhuǎn)換芯片的精度劃分轉(zhuǎn)換量，如，轉(zhuǎn)換芯片的位數(shù)為8位，再假定轉(zhuǎn)換的模擬量為5伏電壓，那么還可以把5伏分為256(因?yàn)?位芯片只能是2的8次方)等分，這樣就可以算出它的數(shù)字量了，反之亦然。
常見的模擬量信號(hào)有電壓和電流信號(hào)，有輸入信號(hào)對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制的，比如變頻器的調(diào)速、氣壓比例閥等，輸出信號(hào)多見與各種傳感器和其他輸出設(shè)備。它們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系需要參考AD、DA模塊與設(shè)備量程來確定。
DA模塊
它的數(shù)字量與模擬信號(hào)電壓之間的關(guān)系如下圖：
PLC控制系統(tǒng)
模塊端4000量程的數(shù)字量對(duì)應(yīng)10V電壓信號(hào)，按照此關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換。而在設(shè)備端變頻器頻率與模擬量之間的關(guān)系為：50.00Hz對(duì)應(yīng)于10v電壓信號(hào)輸入，那么在plc編程中頻率與數(shù)字量轉(zhuǎn)換的關(guān)系就是1數(shù)字量=1.25Hz或者1Hz=0.8數(shù)字量，加入我們要控制變頻器30.00Hz運(yùn)轉(zhuǎn)，就要向DA模塊中寫入2400數(shù)字量。

AD模塊
在模塊端10v模擬量對(duì)應(yīng)4000數(shù)字量，按照此關(guān)系完成轉(zhuǎn)換。在設(shè)施端例如位置傳感器距離與模擬量電壓信號(hào)之間的關(guān)系是：200mm量程對(duì)應(yīng)10v模擬量輸出，那里在PLC程序要得到準(zhǔn)確的位置，位置與數(shù)字量之間的關(guān)系就是1mm=20數(shù)字量或者1數(shù)字量=0.05mm，加入我們檢測(cè)了2000的數(shù)字量，經(jīng)過換算就知道位置是100mm。
 
至于開關(guān)量與模擬量之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，應(yīng)該說是模擬量怎么控制開關(guān)量，比如說電機(jī)轉(zhuǎn)速超過某值就要關(guān)掉電機(jī)、溫度大于多少就要終止加熱或小于多少要加熱，此刻我們經(jīng)過AD模塊監(jiān)控這些數(shù)據(jù)，在PLC中進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果來輸出相應(yīng)的開關(guān)動(dòng)作。

4步教你輕松調(diào)試PLC控制系統(tǒng)
PLC控制系統(tǒng)
調(diào)試工作是檢查PLC控制系統(tǒng)能否滿足控制要求的關(guān)鍵工作，是對(duì)系統(tǒng)性能的一次客觀、綜合的評(píng)價(jià)。系統(tǒng)投用前必須經(jīng)過全系統(tǒng)功能的嚴(yán)格調(diào)試，直到滿足要求并經(jīng)有關(guān)用戶代表、監(jiān)理和設(shè)計(jì)等簽字確認(rèn)后才能交付使用。調(diào)試人員應(yīng)受過系統(tǒng)的專門培訓(xùn)，對(duì)控制系統(tǒng)的構(gòu)成、硬件和軟件的使用和操作都比較熟悉。
調(diào)試人員在調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題，都應(yīng)及時(shí)聯(lián)系有關(guān)設(shè)計(jì)人員，在設(shè)計(jì)人員同意后方可進(jìn)行修改，修改需做詳細(xì)的記錄，修改后的軟件要進(jìn)行備份。并對(duì)調(diào)試修改部分做好文檔的整理和歸檔。調(diào)試內(nèi)容主要包括輸入輸出功能、控制邏輯功能、通信功能、處理器性能測(cè)試等。
一、輸入輸出回路調(diào)試
 
(1)模擬量輸入(AI)回路調(diào)試。要仔細(xì)核對(duì)I0模塊的地址分配;檢查回路供電方式(內(nèi)供電或外供電)是否與現(xiàn)場(chǎng)儀表相*;用信號(hào)發(fā)生器在現(xiàn)場(chǎng)端對(duì)每個(gè)通道加入信號(hào)，通常取0、50%或*三點(diǎn)進(jìn)行檢查。對(duì)有報(bào)警、聯(lián)鎖值的AI回路,還要在報(bào)警聯(lián)鎖值(如高報(bào)、低報(bào)和聯(lián)鎖點(diǎn)以及精度)進(jìn)行檢查,確認(rèn)有關(guān)報(bào)警、聯(lián)鎖狀態(tài)的正確性。
(2)模擬量輸出(AO)回路調(diào)試?？筛鶕?jù)回路控制的要求，用手動(dòng)輸出(即直接在控制系統(tǒng)中設(shè)定)的辦法檢查執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如閥門開度等)，通常也取0、50%或*三點(diǎn)進(jìn)行檢查;同時(shí)通過閉環(huán)控制,檢查輸出是否滿足有關(guān)要求。對(duì)有報(bào)警、聯(lián)鎖值的AO回路，還要在報(bào)警聯(lián)鎖值(如高報(bào)、低報(bào)和聯(lián)鎖點(diǎn)以及精度)進(jìn)行檢查，確認(rèn)有關(guān)報(bào)警、聯(lián)鎖狀態(tài)的正確性。
(3)開關(guān)量輸入(DI)回路調(diào)試。在相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)端短接或斷開,檢查開關(guān)量輸入模塊對(duì)應(yīng)通道地址的發(fā)光二極管的變化，同時(shí)檢查通道的通、斷變化。
(4)開關(guān)量輸出(DO)回路調(diào)試。可通過PLC系統(tǒng)提供的強(qiáng)制功能對(duì)輸出點(diǎn)進(jìn)行檢查。通過強(qiáng)制,檢查開關(guān)量輸出模塊對(duì)應(yīng)通道地址的發(fā)光二極管的變化，同時(shí)檢查通道的通、斷變化。
 
二、回路調(diào)試注意事項(xiàng)
(1)對(duì)開關(guān)量輸入輸出回路，要注意保持狀態(tài)的*性原則，通常采用正邏輯原則，即當(dāng)輸入輸出帶電時(shí),為“ON"狀態(tài),數(shù)據(jù)值為“1";反之，當(dāng)輸入輸出失電時(shí),為“OFF"狀態(tài)，數(shù)據(jù)值為“0"。這樣，便于理解和維護(hù)。
(2)對(duì)負(fù)載大的開關(guān)量輸入輸出模塊應(yīng)通過繼電器與現(xiàn)場(chǎng)隔離，即現(xiàn)場(chǎng)接點(diǎn)盡量不要直接與輸入輸出模塊連接。
(3)使用PLC提供的強(qiáng)制功能時(shí),要注意在測(cè)試完畢后，應(yīng)還原狀態(tài);在同一時(shí)間內(nèi)，不應(yīng)對(duì)過多的點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)制操作，以免損壞模塊。
三、控制邏輯功能調(diào)試
 
控制邏輯功能調(diào)試，需會(huì)同設(shè)計(jì)、工藝代表和項(xiàng)目管理人員共同完成。要應(yīng)用處理器的測(cè)試功能設(shè)定輸入條件,根據(jù)處理器邏輯檢查輸出狀態(tài)的變化是否正確，以確認(rèn)系統(tǒng)的控制邏輯功能。對(duì)所有的聯(lián)鎖回路,應(yīng)模擬聯(lián)鎖的工藝條件，仔細(xì)檢查聯(lián)鎖動(dòng)作的正確性，并做好調(diào)試記錄和會(huì)簽確認(rèn)。
檢查工作是對(duì)設(shè)計(jì)控制程序軟件進(jìn)行驗(yàn)收的過程，是調(diào)試過程中復(fù)雜、技術(shù)要求、難度大的一項(xiàng)工作。特別在有技術(shù)應(yīng)用、軟件等情況下，更加要仔細(xì)檢查其控制的正確性,應(yīng)留有一定的操作裕度，同時(shí)保證工藝操作的正常運(yùn)作以及系統(tǒng)的安全性、可靠性和靈活性。