PLC模拟量说明关于模拟量分辨率和精度的问题.pptx
PLC基础与应用课件-第8章 模拟量控制
模拟量的控制
8
1 模拟量的处理 2 技能训练 搅拌器控制
日期：2020/10/25
页码： 1
西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量的处理
生产过程
物理量
标准的 模拟信号
传感器
• 压力 • 温度 • 流量 • 速度 • pH 值 • 粘性 •等
变送器
± 500mV ± 1V ± 5V ± 10V ± 20mA 4...20mA 等
T PQW 320 :
日期：2020/10/25
页码： 2
西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量的处理
问题1 PLC如何采集并处理物理量？
在生产过程中都存在着大量物理量（如：温度、压力、 流量、液位、速度、pH值、粘度等），为了实现对这些 物理量的控制，需先经测量传感器将物理量变换为电量 （如：电压、电流、电阻、电荷等），再经测量变送器 将测量结果（电量）转换成标准的模拟量电信号（如： ±500mV、±10V、±20mA、4～20mA等），然后再 将标准的模拟量电信号送入模拟量输入模块（AI）进行 A/D转换，变换成CPU所能接受的二进制电平信号并送 入CPU进行存储和数据处理。
西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量的处理
问题：如何调节量程卡？ 5/5
•对于一些模块，几个通道组合在一起构成一个通道组 共用一套A/D转换电路，此时量程卡的设置是针对整 个通道组的设置。
•在STEP7中，对模拟量模块进行参数化设置时，所选 测量传感器类型必须与模块上量程卡设定的类型相匹 配，否则，模块上的SF指示灯将指示模块故障。
PLC控制系统模拟量介绍
业 精 于 勤 技 精 于 专 学 以 致 用
PLC 控制系统设计基础
主讲人：郝飞
天津职业技术师范大学
工程实训中心
PLC控制系统设计基础
模拟量扩展模块与热电偶热电阻扩展模块
业 精 于 勤
1、PLC 对模拟量的处理
模拟量输入信号：压力、温度、流量、转速等
技 现场模拟量信号----物理量。如：100KPa，50度，2000转/分 精 程 于 专 及 PLC模拟量信号----标准量程信号。如：4~20mA, 0~20mA, 0~10V,
技 精 程 于 专 及
应
学 用 以 致 用
PLC 编 AQWxx AQWxx
MSB LSB 0 电流输出
11位数据值
0
0
0
0
工程实训中心
PLC控制系统设计基础
5、热电偶、热电阻扩展模块
业 精 于 勤
技 精 程 于 专 及
应 EM 231模拟量输入模块的量程：±80mV 热电阻的接线方式有2线，3线，4线
分辨率为12位。
业 精 于 勤
PLC中数值表示：单极性 0~32000，双极性 -32000~+32000
MSB LSB 0 单极性 12位数据值 0 0 0
技 精 程 于 专 及
应
学 用 以 致 用
PLC 编
AIWxx
MSB LSB
双极性 12位数据值 0 0 0 0
AIWxx
最高位=0：表示正数 最高位=1：表示负数
1500 转 / 分 实际转速 * 采样转换后的数值 32000
工程实训中心
PLC控制系统设计基础
业 精 于 勤
例：压力量程 0~10MPa 变送器送出的信号 4~20mA 模拟量输入模板的量程为 0~20mA 所以4~20mA对应为6400~32000 当前实际压力的计算公式为
PLC采集模拟量，模块分辨率是什么意思？12位和16位精度差多少？
PLC采集模拟量，模块分辨率是什么意思？12位和16位精度差多少？【导读】国内外对伺服系统惯量匹配的理解有较大不同，本文提出工程应用中惯量匹配的涵义。
在装备制造业实际应用中，绝大部分是不按惯量匹配来设计的。
同时分析了惯量不匹配较严重时，对伺服系统有何影响。
重点指出，在伺服系统中，需要研究的不是实现负载惯量匹配，而是实现负载惯量与电机惯量的比率在合理的范围，确保系统的快速响应而且能稳定运行。
最后给出了在负载惯量与电动机惯量高度不匹配的应用中可采取的应对措施。
引言转动惯量(Moment of Inertia)是刚体绕轴转动时惯性（回转物体保持其匀速圆周运动或静止的特性）的量度，用字母I或J表示。
转动惯量在旋转动力学中的角色相当于线性动力学中的质量，可形象地理解为一个物体对于旋转运动的惯性。
转动惯量对伺服系统的精度、稳定性、动态响应都有不小影响，伺服系统应用中，折算到电机轴的负载惯量与电机的惯量之比不能过大，必须合理取值，否则，系统一般会出现振荡甚至失控。
但为何需要合适的惯量比，而且这个推荐的惯量比，在实践中如何取值比较合理，这些都是工程师常感到困惑的问题。
伺服电机负载惯量比的适宜性分析1、惯量匹配- -最佳的功率传输和最大加速度所有的机械系统都存在一定程度的弹性（也即刚性是无法无穷大的），而有部分机械系统则存在背隙。
这两种的任何一种达到了一定程度时，都会导致系统响应性能极差。
因此所谓的惯量不匹配可能导致的问题，其实是由于机械刚性不足，可能存在着较大的弹性或背隙而可能产生的运动不稳定问题。
伺服系统中我们需要控制的运动量是负载端的位置或转速，但实际上却是以安装在电机上的反馈装置检测到的位置或转速信号来代替目标负载控制量，而由于刚性的有限性，这种控制方式在一定条件下，特别是惯量比太大时，较大概率会出现不稳定问题。
要提高系统的快速响应性，首先必须提高机械传动部件的谐振频率，即提高机械传动部件的刚性和减小机械传动部件的惯量。
PLC应用技术-第7章-模拟量控制PPT课件
❖ Td→—微分时间常数。
❖ 只有系统为负反馈，误差e才等于给定值减去反馈值，因此 应保证系统为负反馈。
❖ 近年来许多PLC厂商在自己的产品中增加了PID指令，以完 成一些工业控制中的PID调节。
2012-11-10
第7章 模拟量控制
13 7.1 模拟量采集 2 7.2 模拟量变换 3 7.3 模拟量输出 4 7.4 恒压供水
2012-11-10
第7章 模拟量控制
13 7.1 模拟量采集 2 7.2 模拟量变换 3 7.3 模拟量输出 4 7.4 恒压供水
2012-11-10
模拟量变换
❖ 1.变换的意义 ❖ 从模块读取的模拟量值，仅仅是一个数值，不具有工程
意义，应进行工程变换，使之具有物理单位。 ❖ 同样，具有工程应用的数值，经过变换后，参与内部运
2012-11-10
Hale Waihona Puke 2.FX3U-4AD模块❖ 1.基本功能 ❖ FX3U-4AD模块用来接收模拟信号，
并转换成数字量，可接收电流和电压两 种输入信号。有4个输入通道，12位分 辨率。信号范围：-10～+10V、4～ 20mA或-20～20mA。共有8063个 16位的缓冲存储器（BFM），用来与 主单元交换数据。占用扩展总线8个点 。
分配1～7的单元编号。 ❖ 在下图中，数据寄存器（D20）加上数据（K10），并将结
果写入单元号1的缓冲存储区（BFM#6）中。
2012-11-10
FX3U-4DA模块
❖ TO指令（可编程控制器→BFM，写入）向缓冲存储区写入 数据。在上面程序中，向单元号1的缓冲存储区（BFM#0 ）写入1个数据（H3300）。该指令与MOV H3300 U1\G0功能一致。
PLC模拟量说明关于模拟量分辨率和精度的问题PDF.pdf
关于模拟量分辨率和精度的问题各种plc模拟量处理：欧姆龙PLC 模拟量CP1H-XA40DR-A 模拟量输入4-20mA对应PLC内部读到的数值是多少？输出4-20mA对应PLC内部读到的数值又是多少？AD转换：硬件连接好后，用编程软件设定输入方式，设定分辨率，然后，在特殊功能寄存器里读取转换数值这个数值的对应关系是：分辨率6000 4-20mA 0-1770 HEX，十进制为0-6000.分辨率12000 0-2EE0 HEX，十进制为0-12000DA转换：也是同样的道理分辨率设定在6000时，4-20mA对应值为0-1770 HEX，转换为十进制为0-6000. 分辨率设定在12000时，对应值为0-2EE0 HEX，转换为十进制为0-120001、欧姆龙CP1H分辨率0-6000对应最小到最大/////////////////////////////////2、S7200是0-20对应0-120003、GE是4-20对应0-32000分辩率只代表了最小量化的梯度，和精度无直接联系，12位是4096位，如取中点为零则为正负2048位，即数字的最小变化是量程的4096分之一。
但一般情况下，考虑到非线性、重复性、温度变化、电源变化等的影响，全范围精度能做到千分之一就不错了，计算的方法可查手册，对照你的环境计算一下就可以了。
如果是双极性，却用于只有正或负的信号输入时是量程的1/2048。
所以，有些精度的标注是精度值再加减一个字。
这一个字就是量化误差。
不过，AD的制造商是考虑到条件因素，如果稳定性差，分辨率再高也没用，只是用于调节时平滑些。
所以，较好条件下的测量系统精度取分辨率的1/3较适宜。
用于控制取1/10左右。
首先解释一下标度变换：标度变换用于模拟量处理，PLC作为计算机，只能处理数字量，而我们生活中经常遇到的物理量，像压力，温度，流量，位移等先通过传感器，变送器，转换为便于处理的标准模拟量（0~10v 4-20mma -10v-10v ）模拟量进入PLC 的AD转换模块后转换成数字量16进制的比如0-1770h 也就是十进制的0-6000（举例来说，不同AD模块，分辨率不一样，输入类型可以设置成别的方式）可是这些与我们要的比如温度等物理量数值上是不一样的，不过成线性关系。
第5讲PLC的模拟量控制
模拟输出范围
0~10VDC
0~5VDC
4~20mADC
仪表显示值
0.040V
0.020V
4.064mA
注：顺时针旋转电位器为数字值增加，从最小值到最大值需要转18圈。 （2）增益校准 1） 输入校准程序（图5.13所示）
图5.13 输入校准程序
2）校准过程 ①运行前面程序，确保X0为ON状态； ②调节D/A GAIN电位器，直到仪表显示到相应的增益电压/电流为止，如表5.8所 示。
【实例19】有一个压力传感器，感应压力范围是0-5MPa，输出电压是0-5V。利用 这个传感器去测量某管道中的油压，当测到的压力<3.5MPa时，PLC的Y10灯亮， 表示压力低；当测到的压力为3.5-4.2MPa的范围内时，Y11灯亮，表示压力正常； 当测到的压力>4.2MPa时，Y12灯亮，表示压力过高。请写出PLC的控制程序。 （1）系统分析 在该系统中，传感器输出的模拟量通过FX0N-3A转换为数字量放在PLC中，然后通 过区间比较指令进行比较判断，控制PLC的输出，假设FX0N-3A接在PLC的0号位置。 （2）根据数值比例进行画图（图5.18所示）
模拟输入范围 偏置校准值
0~10VDC 0.040V
0~5VDC 0.020V
4~20mADC 4.064mA
②运行前面程序，确保X0为ON状态； ③调节A/D OFFSET电位器，直到数字值1读入D0为止。 注：顺时针旋转电位器为数字值增加，从最小值到最大值需要转18圈。
（2）增益校准 校准过程如下： ①选择对应的接线方法，使输入的增益电压/电流符合表5.6。
图5.7 A/D输入程序
程序解释如下：
（1）X1↓，(H00)写入BFM#17，选择输入通道 1 且复位A/D 转换； （2）(H02)写入BFM#17，保持输入通道1 的选 择且启动A/D 转换； （3）读取BFM#0，输入通道1 当前A/D 转换对 应值存储于主机单元(D01)中； （4）X2↓， (H01)写入BFM#17，选择输入通道 2 且复位A/D 转换； （5）(H03)写入BFM#17，保持输入通道2 的选 择且启动A/D 转换； （6）读取BFM#0，输入通道2 当前A/D 转换对 应值存储于主机单元(D02)中。
PLC_模拟量控制 ppt课件
4mA{（20-4）/4000} ±1%（全范围4~20mA）
PLC_模拟量控制
功能模块连接编号示意图
PLC_模拟量控制
BFM编号 #0 #1
#2~16#
#17
b15~b8 保留
b7~b4
b3
b2 b1
b0
输入数据的当前值（低8位数据）
保留
输入数据当前值（高端4位数据）
保留
模拟
保留
到数 字转 换开
PLC_模拟量控制
PLC_模拟量控制
PLC_模拟量控制
当模拟范围为0~10V，而使用的数 字范围为0~4000时，数字值为40等 于100mV的模拟输入（ 40×10V/4000数字点）。
PLC_模拟量控制
PLC_模拟量控制
电热水炉控制的输入有3个，其中2个数字 量，1个模拟量，而输出为2个。I/O分配 是，X0：为高位液位开关，X1：为低位 液位开关；Y0：为进水电磁阀，Y1：为 加热电阻；温度信号接入FX2N-2AD特殊 模块。
PLC_模拟量控制
PLC_模拟量控制
项目 绝缘承受电压 模拟电路电源
隔离方式
模拟量输入范围
分辨率 集成精度 处理时间
电压输入
电流输入
500V AC 1min（在所有的端子和外壳之间）
24V DC±10% 50mA（来自于主电源的内部电源供应）
在模拟电路和数字电路之间用光电耦合器进行隔离，主单元 的电源用DC/DC转换器隔离，各输入端子间不隔离
PLC_模拟量控制
FX2N-2DA型的模拟量输出模块用于将12位的 数值转换成2点模拟量输出（电压输出和电 流输出）。FX2N-2DA可连接到FX0N、FX2N和 FX2NC系列PLC中。两个模拟输出通道可接受 0~10VDC、0~5VDC或4~20mA输出。使用FROM 和TO指令与PLC进行数据传输。
模拟量产品量化精度与分辨率说明
模拟量产品量化精度与分辨率说明1.1问题来源相较于数字量（485）产品，读数直接由数字信号标示，因此在数据的传输上没有误差和分辨率的区别。
但是对于模拟量（电压输出、电流输出）的产品，产品内部的主控和传感器组件均为数字信号，在输出时编码为模拟信号，在编码的过程中使用的是DAC编码的方式，DAC编码量化有分辨率，因此产品的量化精度和分辨率显得尤为重要。
1.2产品的编码精度与信号分辨率产品的初始量化精度为12Bit，也就是4096阶，经过放大和数据转换后不同的信号种类的量化精度不尽相同，因此分别描述：4-20mA电流输出：产品占用60%以上的的分辨率，也就是2457阶，因此产品最小分辨率为0.008mA。
0-5V输出产品：产品占用40%以上的分辨率，也就是1638阶，因此产生的最小分辨率为0.003V。
0-10V输出产品：产品占用80%以上的分辨率，也就是3276阶，因此产生的最小分辨率为0.003V1.3测量设备的量化精度模拟量类型产品一般在后端与单片机或者PLC的DI模块等相连接，因此除了要计算产品的编码精度和分辨率之外，还需要计算单片机或者PLC的量化精度，在编码精度和量化精度之间取较大的精度为准。
对于PLC我们以三菱的FX2N-4AD型号为例，此型号的转换模块根据技术手册可以得知，可以支持-10V到﹢10V电压信号采集，分辨率为5mV，支持4-20mA或者-20mA到20mA采集，分辨率为20uA。
根据上文1.2章节介绍的，我司的电流输出最小分辨率为0.008mA，FX2N-4AD的分辨率为0.020mA，因此整体的最小分辨率为0.020mA；我司最小的电压分辨率为0.003V，FX2N-4AD 的最小分辨率为0.005V，因此整体的最小分辨率为0.005V。
可以看出，我司传感器的输出分辨率是非常高的分辨率，但是PLC的转换模块的分辨率要低，因此受限于PLC的低分辨率，这里丢失了一部分的精度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
分辨率 6000 4-20mA 0-1770 HEX， 十进制为 0-6000.
分辨率 12000 0-2EE0 HEX，
十进制为 0-12000
DA 转换：也是同样的道理
分辨率设定在 6000 时，4-20mA 对应值为 0-1770 HEX，转换为十进制为 0-6000. 分辨率设定在 12000 时，对应值为 0-2EE0 HEX，转换为十进制为 0-12000
学海无涯 到千分之一就不错了，计算的方法可查手册，对照你的环境计算一下就可以了。 如果是双极性，却用于只有正或负的信号输入时是量程的 1/2048。所以，有些精 度的标注是精度值再加减一个字。这一个字就是量化误差。不过，AD 的制造商 是考虑到条件因素，如果稳定性差，分辨率再高也没用，只是用于调节时平滑些。 所以，较好条件下的测量系统精度取分辨率的 1/3 较适宜。用于控制取 1/10 左 右。
S7200 是 16 位滴，如 AIW0、AIW2 等。对于 4~20mA 的输入，对应的就是 6400~32000 模拟量假入选定量程 0-20ma 对应数字量 0－32000 都是线性变化 就是你画个坐标轴 ma 为 X 轴 数字量为 y 轴 一点是 0，0 另一个点是 20，32000 物理量应该是模拟量数字量的统称
首先解释一下标度变换： 标度变换用于模拟量处理，PLC 作为计算机，只能处理数字量，而我们生活
中经常遇到的物理量，像压力，温度，流量，位移等先通过传感器，变送器，转 换为便于处理的标准模拟量（0~10v 4-20mma -10v-10v ）模拟量进入 PLC 的 AD 转换模块后转换成数字量16 进制的比如0-1770h 也就是十进制的0-6000 （举例来说，不同 AD 模块，分辨率不一样，输入类型可以设置成别的方式） 可 是这些与我们要的比如温度等物理量数值上是不一样的，不过成线性关系 。举 个例子
0v 对应数字量 0
对应 0mm
学海无 涯 5v 对应数字量 3000 对应 50mm 10v 对应数字量 6000 对应 100mm
这就是标度变换，欧姆龙 PLC 可以用 SCL SCL1 SCL2 指令直接对采集进来 的数字进行标度转换 。而三菱没有专门的标度指令，采集进来的都是数字量， 需要自己写转换程序 。 不明白你这个工程的模拟量用来做什么测量的，应该是压力或者别的物理量，通 过采集外部物理量进行闭环控制来达到输出的这个物理量在一个设定的范围值 内 吧 ~~！！
用 0-10v 输出的位移传感器测量位移，位移传感器的量程是 0-100mm 那 么对 plc 的 AD 转换单元进行设置，设置成 0-10v 输入，对分辨率设置成 6000
那么 PLC 采集进去的数字量是 0v 对应数字量 0
5v 对应数字量 3000
10v 对应数字量 6000
那么标度变换就是要把这些数字 0-6000 对应最小到最大
///////////////////////////////// 2、S7200 是 0-20 对应 0-12000 3、GE 是 4-20 对应 0-32000
分辩率只代表了最小量化的梯度，和精度无直接联系，12 位是 4096 位，如取中 点为零则为正负 2048 位，即数字的最小变化是量程的 4096 分之一。但一般情 况下，考虑到非线性、重复性、温度变化、电源变化等的影响，全范围精度能做
学海无 涯
关于模拟量分辨率和精度的问题
各种 plc 模拟量处理： 欧姆龙 PLC 模拟量 CP1H-XA40DR-A 模拟量输入 4-20mA 对应 PLC 内部读到的数值是多少？输出 4-20mA 对应 PLC 内部读到的数值又是多少？ AD 转换： 硬件连接好后，用编程软件设定输入方式，设定分辨率，然后，在特殊功能寄存 器里读取转换数值 这个数值的对应关系是 ：