PLC模拟量的原理以及编程方法
零基础学习PLC入门，6个指令完成模拟量程序梯形图（附程序）
零基础学习PLC入门，6个指令完成模拟量程序梯形图（附程序）这一节讲述4-20mA的模拟量信号进入西门子S7-200PLC以后，PLC怎样通过程序把它变成我们想要的实际数值。
虽然这节讲的是西门子PLC的模拟量处理程序，但道理都是一样的，你只要把程序的原理弄明白了，在其他品牌的PLC上应用也是一样的，不管是三菱的还是施耐德的都一样。
所以文章最后我会附上本节所讲的程序的下载方法，有需要的朋友可以自己下载研究。
通过上一节的学习我们知道，模拟量其实就是一个在一定数字范围内连续变化的数值。
这个数字范围绝大多数都是用4-20mA这个电流信号作为标准范围，至于为什么这样用，上一节已经讲的很清楚了，这里不再重复。
接下来看图1。
图1，的左边是一个量程范围为0-10kpa的压力变送器，它的输出电流就是0-10kpa对应4-20mA，所以压力在5kpa时对应的电流就是12mA，我们只要在电路中串联一个数字万用表就能看到电流的读数，然后我们通过这个读数，拿一个计算器通过加减乘除就能算出实际的压力是5kpa。
这就是手动的算法，如果用这种算法去算实际压力值，简直就是太老土了。
这些活只要交给PLC去干就行了，你只要把程序写好PLC就会不知疲倦的去算还不会出错，我们腾出时间看点自己想看的片片多好呢。
那怎么让PLC去算呢？很简单，我们只要做两件事就可以了。
第一，硬件部分，看图1的右边，我们只要在原来接数字万用表的地方，接一个PLC的模拟量输入模块就行了，你没看错，原理就是这样的。
它实际的接线图就是下面的图2。
在图2我们看到压力变送器和PLC的模拟量模块串联在一起，模拟量模块把接收到的4-20mA电流信号经过处理传送给PLC，这样PLC就能通过程序计算出实际的压力值了。
它的内部处理过程如下。
图3，是模拟量信号在PLC内部的处理过程和工作原理，只要能看明白这张图，我下面讲程序时你就能很容易理解了。
其实模拟量模块内部和压力变送器内部一样，都是有一块电路板。
模块七PLC模拟量及PID控制课件
模拟量信号特点
连续变化，取值范围广泛，易受干扰影响。
PLC模拟量模块介绍
模拟量输入模块
将模拟量信号转换为数字信号，便于 PLC处理。
模拟量输出模块
将PLC输出的数字信号转换为模拟量 信号，控制外部设备。
模拟量输入电路原理与实践
电路原理
通过电阻、电容等元件对模拟量信号进行滤波、放大等处理 ，以保证信号的稳定性和精度。
要点三
衰减曲线法
先将比例度设置为一个较大值，然后 逐步减小比例度，同时加大积分时间 常数，使系统响应出现衰减振荡；此 时的比例度和积分时间常数即为合适 的PID参数；最后加入微分调节，提 高系统响应速度。
03
PLC实现PID控制策略
PLC内置PID功能介绍与设置
PID算法原理
介绍比例、积分、微分三环节的作用及调节规律， 以及PID控制参数的整定方法。
实时监控数据显示和报警功能实现
实时监控数据显示
通过触摸屏界面实时显示PLC采集到的模拟量数据，如温度、压力 、流量等，方便用户随时掌握设备运行状态。
数据曲线绘制
根据实时数据绘制相应的曲线图，可以更加直观地了解设备运行趋 势和历史数据变化情况。
报警功能实现
设定报警阈值，当实时数据超过或低于阈值时，触摸屏界面上显示 报警信息，并触发声光报警装置，提醒用户及时处理。
PID控制故障
PID调节失效，导致系统失控。原因可能包括参 数设置不当、传感器故障等。
故障排查方法和步骤总结
01
观察故障现象
通过查看PLC指示灯、监控画面等 信息，了解故障的具体表现。
03
制定排查方案
针对可能的原因，制定详细的排 查方案，包括检查电源、通信线
PLC应用技术 第7章 模拟量控制
PLC应用技术（三菱机型）
淄博职业学院 电子电气工程学院
PLC应用技术（三菱机型）
第1章 可编程控制器认知 第2章 FX系统资源 第7章 模拟量控制 第3章 基本指令 第6章 状态法编程
3.模拟量采集（FROM指令）
3.模拟量采集（FROM指令）
由于工业环境干扰，采集到的模拟量如果不很稳定，甚至 明显错误，就需进行滤波。如果设置模块参数进行滤波效 果仍不理想，可考虑进行平均值滤波。 平均值滤波的基本思路是先把采集到的值，存储在某一存 储区域，然后进行排序，去掉不可信的一部分数值，其余 值求和取平均。 由于采集存储，求和取平均已在循环指令中说明，在次只 说明比较法排序，也就是两重循环在PLC中的应用。 如果采集到的模拟量存放在D50-D59中，共10个数据。
第8章 变频器控制 第4章 定时器计数器指令
第9章 工业网络控制 第5章 应用指令 第10章 上位机监控组态
第11章 三菱大中型PLC
第 7章
模拟量控制
3 1 2 3 4
7.1 模拟量采集 7.2 模拟量变换 7.3 模拟量输出 7.4 恒压供水
1.变送器选择
变送器用于将传感器提供的电量或非电量转换为标准量程的 直流电流或直流电压信号，例如DC0~10V和DC4~20mA。 变送器分为电流输出型和电压输出型。电压输出型变送器具 有恒压源的性质，PLC模拟量输入模块的电压输入端的输入 阻抗很高，例如100K~10MΩ。如果变送器距离PLC较远， 通过线路间的分布电容和分布电感产生的干扰信号电流，在 模块的输入阻抗上将产生较高的干扰电压。例如1μA干扰电 流在10MΩ输入阻抗上将产生10V的干扰电压信号，所以远 程传送模拟量电压信号时抗干扰能力很差。
PLC编程的三大量：开关量、模拟量、脉冲量讲解
PLC编程的3大量：开关量、模拟量、脉冲量讲解1、 开关量也称逻辑量，指仅有两个取值，0或1、ON或OFF（开关量只有两种状态0/1，包括开入量和开出量，反映的是状态）。
它是最常用的控制，对它进行控制是PLC的优势，也是PLC最基本的应用。
开关量控制的目的是，根据开关量的当前输入组合与历史的输入顺序，使PLC产生相应的开关量输出，以使系统能按一定的顺序工作。
所以，有时也称其为顺序控制。
而顺序控制又分为手动、半自动或自动。
而采用的控制原则有分散、集中与混合控制三种。
2、 模拟量是指一些连续变化的物理量（数字量是不连续的。
反映的是电量测量数值），如电压、电流、压力、速度、流量等。
PLC是由继电控制引入微处理技术后发展而来的，可方便及可靠地用于开关量控制。
由于模拟量可转换成数字量，数字量只是多位的开关量，故经转换后的模拟量，PLC也完全可以可靠的进行处理控制。
由于连续的生产过程常有模拟量，所以模拟量控制有时也称过程控制。
模拟量多是非电量，而PLC只能处理数字量、电量。
所有要实现它们之间的转换要有传感器，把模拟量转换成数电量。
如果这一电量不是标准的，还要经过变送器，把非标准的电量变成标准的电信号，如4—20mA、1—5V、0—10V等等。
同时还要有模拟量输入单元(A/D)，把这些标准的电信号变换成数字信号。
模拟量输出单元(D/A)，以把PLC处理后的数字量变换成模拟量——标准的电信号。
所以标准电信号、数字量之间的转换就要用到各种运算。
这就需要搞清楚模拟量单元的分辨率以及标准的电信号。
例如：PLC模拟单元的分辨率是1/32767，对应的标准电量是0—10V，所要检测的是温度值0—100℃。
那么0—32767对应0—100℃的温度值。
然后计算出1℃所对应的数字量是327.67。
如果想把温度值精确到0.1℃，把327.67/10即可。
模拟量控制包括：反馈控制、前馈控制、比例控制、模糊控制等。
这些都是PLC内部数字量的计算过程。
PLC编程,模拟量的计算、脉冲量的计算方法总结
PLC编程，模拟量的计算、脉冲量的计算方法总结一、简述1、开关量也称逻辑量，指仅有两个取值，0或1、ON或OFF。
它是最常用的控制，对它进行控制是PLC的优势，也是PLC最基本的应用。
开关量控制的目的是，根据开关量的当前输入组合与历史的输入顺序，使PLC产生相应的开关量输出，以使系统能按一定的顺序工作。
所以，有时也称其为顺序控制。
而顺序控制又分为手动、半自动或自动。
而采用的控制原则有分散、集中与混合控制三种。
2、模拟量是指一些连续变化的物理量，如电压、电流、压力、速度、流量等。
PLC是由继电控制引入微处理技术后发展而来的，可方便及可靠地用于开关量控制。
由于模拟量可转换成数字量，数字量只是多位的开关量，故经转换后的模拟量，PLC也完全可以可靠的进行处理控制。
由于连续的生产过程常有模拟量，所以模拟量控制有时也称过程控制。
模拟量多是非电量，而PLC只能处理数字量、电量。
所有要实现它们之间的转换要有传感器，把模拟量转换成数电量。
如果这一电量不是标准的，还要经过变送器，把非标准的电量变成标准的电信号，如420mA、15V、010V等等。
同时还要有模拟量输入单元(A/D)，把这些标准的电信号变换成数字信号;模拟量输出单元(D/A)，以把PLC处理后的数字量变换成模拟量标准的电信号。
所以标准电信号、数字量之间的转换就要用到各种运算。
这就需要搞清楚模拟量单元的分辨率以及标准的电信号。
例如：PLC模拟单元的分辨率是1/32767，对应的标准电量是010V，所要检测的是温度值0100℃。
那么032767对应0100℃的温度值。
然后计算出1℃所对应的数字量是327.67。
如果想把温度值精确到0.1℃，把327.67/10即可。
模拟量控制包括：反馈控制、前馈控制、比例控制、模糊控制等。
这些都是PLC内部数字量的计算过程。
3、脉冲量是其取值总是不断的在0(低电平)和1(高电平)之间交替变化的数字量。
每秒钟脉冲交替变化的次数称为频率。
西门子S7-300PLC模拟量编程
西门子S7-300PLC模拟量编程西门子S7-300PLC模拟量方面的实例，包含了以下几个方面的要点：1、对变送器进行取值，并进行控制2、对模数功能块FC105 进行调用3、对AI 模块进行设置4、对AI 量程块进行选择这个实例，调试的是一个流量调节回路中，流量变送器输出2-2-MA DC信号到SM331 模拟输入模块，模块将该信号转换成浮点数，然后在程序中调用FC105将该值转换成工程量，我们就可以监视实际工程中的流量值了。
模拟量AI 采用SM311 模块是8x12Bit（8 通道12 位）对应货号是6ES7 331-7KF02-OABO，在模数转化上利用传感器或变送器的，电压或电流取出的值，到AI 模块上进行转换，然后把值传给西门子的CPU 进行处理，从而检测控制传感器的值，如图：模拟量输入模块模拟量输入用于连接电压和电流传感器、热电耦、电阻和热电阻，用来实现PLC 与模拟量过程信号的连接。
模拟量输入模块将从过程发送来的模拟信号转换成供PLC 内部处理用的数字信号。
本次工程用的是SM311 输入模块如下图所示。
该模块具有如下特点：分辨率为9 到15 位+符号位（用于不同的转换时间），可设置不同的测量范围。
通过量程模块可以机械调整电流/电压的基本测量范围。
用STEP 7硬件组态工具可进行微调。
模块把诊断和超限中断发送到可编程控制器的CPU 中。
模块向CPU 发送详细的诊断信息。
模拟量输入模块的接线方式两线制电流和四线制电流都只有两根信号线，它们之间的主要区别在于：两线制电流的两根信号线既要给传感器或者变送器供电，又要提供电流信号；而四线制电流的两根信号线只提供电流信号。
因此，通常提供两线制电流信号的传感器或者变送器是无源的；而提供四线制电流信号的传感器或者变送器是有源的。
因此，当PLC 的模板输入通道设定为连接四线制传感器时，PLC 只从模板通道的端子上采集模拟信号，如图2-3，而当PLC 的模板输入通道设定为连接二线制传感器时，如图2-2，PLC 的模拟输入模板的通道上还要向外输出一个直流24V的电源，以驱动两线制传感器工作。
(完整版)西门子PLC编程模拟量
对输入、输出模拟量的PLC编程的探讨及编程实例解析对于初学PLC编程的人来说，模拟量输入、输出模块的编程要比用位变量进行一般的程序控制难的多，因为它不仅仅是程序编程，而且还涉及到模拟量的转换公式推导与使用的问题。
不同的传感变送器，通过不同的模拟量输入输出模块进行转换，其转换公式是不一样的，如果选用的转换公式不对，编出的程序肯定是错误的。
比如有3个温度传感变送器：（1）、测温范围为 0~200，变送器输出信号为4～20ma（2）、测温范围为 0~200，变送器输出信号为0～5V（3）、测温范围为－100~500，变送器输出信号为4～20ma（1）和（2）二个温度传感变送器，测温范围一样，但输出信号不同，（1）和(3)传感变送器输出信号一样，但测温范围不同，这3个传感变送器既使选用相同的模拟量输入模块，其转换公式也是各不相同。
一、转换公式的推导下面选用S7-200的模拟量输入输出模块EM235的参数为依据对上述的3个温度传感器进行转换公式的推导：对于(1)和（3）传感变送器所用的模块，其模拟量输入设置为0～20ma电流信号 ,20ma对应数子量=32000，4 ma对应数字量=6400；对于（2）传感变送器用的模块，其模拟量输入设置为0～5V电压信号，5V 对应数字量=32000，0V对应数字量=0；这3种传感変送器的转换公式该如何推导的呢？这要借助与数学知识帮助，请见下图：上面推导出的（2-1）、（2-2）、（2-3）三式就是对应（1）、（2）、（3）三种温度传感变送器经过模块转换成数字量后再换算为被测量的转换公式。
编程者依据正确的转换公式进行编程，就会获得满意的效果。
二、变送器与模块的连接通常输出4～20ma电流信号的传感变送器，对外输出只有 +、- 二根连线，它需要外接24V电源电压才能工作，如将它的+、- 二根连线分别与24V电源的正负极相连，在被测量正常变化范围内，此回路将产生4～20ma电流，见下左图。
plc模拟量原理
plc模拟量原理PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于自动化控制系统的电子设备。
它通过接收和处理来自传感器的模拟量信号来监测和控制不同的生产过程。
模拟量是指可以连续变化的物理量，例如温度、压力、流量等。
PLC的模拟量输入模块被用于将模拟信号转换为数字信号，以便PLC可以处理它们。
它通常包括一个模拟到数字转换器（ADC），用于将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
ADC将模拟信号分为许多小的离散级别，然后将每个级别映射到一个数字值。
PLC的模拟量输出模块被用于将数字信号转换为模拟信号，以便控制外部设备。
它通常包括一个数字到模拟转换器（DAC），用于将数字信号转换为相应的模拟信号。
DAC通过将数字值映射到一系列离散电压或电流级别来完成这个转换。
PLC通过读取和写入模拟量信号来实现对控制系统的监测和控制。
当PLC读取模拟量输入信号时，它会根据预设的条件和参数来判断是否需要采取相应的控制行动。
然后，PLC将处理后的控制信号发送到模拟量输出模块，以控制外部设备的行为。
例如，在一个温控系统中，PLC可以通过读取温度传感器的模拟量输入信号来监测当前的温度。
如果温度超过了预设的上限，PLC可以发送一个控制信号给加热器来降低温度。
相反，如果温度低于预设的下限，PLC可以发送一个控制信号给冷却器来提高温度。
总而言之，PLC的模拟量原理涉及将模拟信号转换为离散的数字信号，并将数字信号转换为相应的模拟信号，以实现对自动化控制系统的监测和控制。
这种技术使得PLC能够处理和控制各种实际物理量，使得生产过程更加稳定和可靠。
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PLC 模拟量的原理以及编程方法
摘要: 模拟量在PLC 系统中有着非常广泛的应用，特别是在过程控制系统中。
模拟量是一种连续变化的量，因此，它的使用对象也是各种连续变化的量，比如温度，压力，湿度，流量，转速，电流，电压，扭矩等等等等。
图一温度表...
模拟量在plc 系统中有着非常广泛的应用，特别是在过程控制系统中。
模拟量是一种连续变化的量，因此，它的使用对象也是各种连续变化的量，比如温度，压力，湿度，流量，转速，电流，电压，扭矩等等等等。
图一温度表
如图一所示的温度表，它测量的温度是连续的，对应温度表上的刻度。
比如从40 度升到50 度，它不是直接跳跃的，而是连续上去的，也就是
41,42,43 这样连续的变化。
那幺PLC 是如何识别并控制这些变化，它和模拟
量又是如何转换的呢？本文将为初学者解惑。
PLC 系统中使用的模拟量有两种，一种是模拟电压，一种是模拟电流，模拟电压最常见，用的也最多。
模拟电压一般是0~10V，并联相等，长距离传输时容易受干扰，一般用在OEM 设备中。
模拟电流一般是4~20mA，串联相等，抗干扰能力强，dcs 系统中一般都使
用模拟电流。
首先，我们先要用传感器测量我们所需要的参数，通过变送器将此参数变换成0~10V 或者4~20mA ，现在很多传感器都是自带变送器的，直接就输
出模拟量，建议大家在项目中选用此种类型的传感器
图二某压力传感器手册
如图二所示，是某压力开关的选型手册，红色圆圈部分是它的量程0~250 公斤，再看黄色荧光笔部分，此型号的传感器是模拟电流输出，也就是此款传感器将0~250 公斤的压力线性转换成了4~20mA 的电流，当我们检测到
12mA 的电流时，就表示压力是125 公斤，依此类推。
当我们读取到模拟量之后，就要交给PLC 去处理了，由于PLC 的实质是
电子计算机，而计算机只能识别数字量，因此要进行转换，也就是模拟量到数字量的转换，模拟电子技术中称之为A/D 转换，作为PLC 的使用者，而
A/D 转换的是一个线性变化，也就是把0~10V 或者4~20mA 转换成一个数
字N，再在PLC 中去处理这个转换后的数字。
也就是把0~10V 或者
4~20mA 转换成了0~N。
这个数值N 在不同的PLC 中是不一样的。
比如在
西门子博途中，它是固定的为27648。
有的PLC 是4000，还有4096，还有32767，这个就要参考PLC 的编程手册了。
多数PLC 都是可以修改的，建议
修改成整数，便于我们计算。
图三施耐德PLC 模拟量设置
如图三所示，是施耐德CODESYS 平台的PLC，红色圆圈是默认的设置为-
32768 到32768，很显然，这样的数字是不便于我们计算的，因此改成了
4000 到20000。
顺便说一句，欧美系PLC 对模拟量的处理是很简单的，只需
简单的设置，而日系PLC 特别是三菱，对模拟量的处理是很隆重的，它是通过梯形图写程序的方式来设置。
而左上角的蓝色圆圈内的%IW0，就是读取
的模拟量的数值，如果压力是125 公斤，那幺此时，%IW0 的值应为12000。
图四模拟量转换过程
如图四所示，这是整个的模拟量的转换过程，看箭头指向，传感器检测实际物理量，然后变送输出模拟量到PLC，由PLC 转换成数字量，而plc 编
程，就是对数字量的处理。
图五模拟量的PID 处理
如图五所示，左侧红色圆圈就是我们读取的实际压力，通过PID 功能块进行处理，处理后的数值赋值给%QW0，而%QW0 是模拟量的输出，也就是模
拟量输入的逆运算。
模拟电流相对于模拟电压来说，有着无可比拟的优势，抗干扰能力强，有断线检测功能，而且模拟电流的传感器一般都是两线制，配线简单方便，而且模拟电流信号可以方便的转换成模拟电压信号，反之则不能，因此推荐大家尽量使用模拟电流。
模拟电流的缺点就是概念比较抽象，测量比较麻烦，初学者可能会不好理
解，更重要的是，电流是串联相等，很多初次使用模拟电流的朋友经常想当然的把模拟电流信号并联，这是不对的，希望注意。
这就是PLC 对模拟量的处理，它其实是一个线性转换的过程，任何连续的物理量都可以变送成0~10V 或者4~20mA 供我们处理，而我们又可以把要控
制的物理量转换成0~10V 或者4~20mA，这就是模拟量控制的本质。