模拟量的处理
S7-200模拟量转换精度计算算法
S7-200模拟量转换精度计算算法1. 引言S7-200系列是一种常用的工业自动化控制系统设备，常用于对模拟量信号的转换和处理。
本文档旨在介绍S7-200模拟量转换精度计算算法的原理和步骤，帮助用户更好地了解其工作原理和应用。
2. 算法原理模拟量转换精度计算算法的核心原理在于将输入信号的电压或电流值转换为相应的数字量，以便进行后续的数值处理。
其计算公式如下：模拟量数值 = (AD 数值 - AD 最小值) * 模拟量范围 / (AD 最大值 - AD 最小值)其中：- 模拟量数值：表示模拟量的数值，是转换后的结果。
- AD 数值：表示模拟输入信号的模拟到数字转换器（Analog-to-Digital Converter，ADC）的输出值。
- AD 最小值和 AD 最大值：表示 ADC 可接受的最小和最大模拟量输入值。
- 模拟量范围：表示模拟量输入信号的可测量范围。
3. 算法步骤以下是S7-200模拟量转换精度计算算法的具体步骤：1. 确定模拟量输入信号的最小和最大值，即 AD 最小值和 AD 最大值。
2. 获取 ADC 输出值，即 AD 数值。
3. 将 AD 数值代入计算公式，计算模拟量数值。
4. 根据需要进行附加的处理，比如单位转换、平滑处理等。
5. 使用模拟量数值进行后续的控制或数据分析。
4. 注意事项在使用S7-200模拟量转换精度计算算法时，需要注意以下事项：- 确保输入的 AD 数值在 AD 最小值和 AD 最大值范围内，否则可能会导致结果不准确。
- 注意模拟量范围和计算所需的单位，确保结果的正确性。
- 根据具体的应用场景，可能需要使用平滑滤波算法对模拟量数值进行平滑处理，以减小噪声的影响。
5. 总结S7-200模拟量转换精度计算算法是一种常用的工业自动化控制系统算法，用于将模拟量信号转换为数字量进行后续的处理。
本文介绍了算法的原理和步骤，并给出了注意事项，希望能够对用户在S7-200系统中使用模拟量转换精度计算算法提供帮助。
pH值控制系统
pH值控制系统污水回用处理的整个过程是复杂而又相当系统的一项工作，在这过程之中有液位、流量、压力等模拟参量需要控制，而且各种设备的工作任务非常多，整个处理过程具有随机性和时变性。
同时污水处理系统种对污水水质的处理要求越来越高，因此污水处理系统对控制要求越来越高。
标签：pH值；分析；控制；污水pH值是控制污水回用、排放的一个重要指标，在污水处理中对pH值进行有效的控制具有重要意义。
pH值是污水中最难控制的一个对象，主要是由于污水处理中的酸碱中和过程呈现严重非线性、滞后性以及不确定性。
目前对于模拟量的处理方法有传统开环控制及闭环控制（即所谓的PID控制）。
开环控制的准确性非常低，所以针对于污水处理中pH值在此项目中采用PID闭环控制方式进行处理。
1 pH中和过程分析在实际污水处理过程中，pH的中和过程是十分复杂的，一些学者基于物质守恒和化学平衡定律，提出了在连续搅拌反应釜系统（CSTR）中的pH中和过程的动态模型。
图1所示是一个典型的CSTR系统模型。
此系统中污水中酸碱的流量就是控制量。
pH变送器采集pH值，即污水处理环节出口的pH值。
经数据输入通道进入控制器，执行系统计算出相应的控制量数据，然后反馈给酸碱计量阀进行相应操作。
系统有两条控制量输出通道，如果污水呈酸性，控制器就会控制碱计量泵，向反应器中加入适当的碱溶液，直到溶液pH值满足要求为止；如果污水呈碱性，控制器就会控制酸计量泵，向反应器中加入适当的酸溶液，直到溶液pH值满足要求为止。
同时，系统采集的pH 值会传送至监控中心，监控中心可以随时查看反应器内pH值。
CSTR控制系统机理模型是建立在溶液完全混合，且处处等温的条件基础之上。
在实际应用当中，溶液所含成分以及反应器装置不同，都会导致实际pH中和过程呈现出复杂多变的特性。
在污水处理过程中，除已知特点污水来源类型外，污水的酸碱性在未知的情况下可能时而酸性时而碱性，具有波动性，因此针对这种情况需要酸性试剂和碱性试剂两种。
PLC的模拟信号处理
3
输出精度与分辨率
PLC模拟信号输出的精度和分辨率取决于D/A转 换器的位数和性能，位数越高，精度和分辨率越 高。
输出电路组成及作用
01
02
03
04
D/A转换器
将PLC内部的数字信号转换为 模拟信号。
运算放大器
对模拟信号进行放大，以满足 外部设备的需求。
顺序功能图（Sequential Function Chart，SFC ）：用于描述顺序控制过程的图形化编程语言， 易于理解和维护。
编程实现步骤和注意事项
确定输入/输出信号类型和范围
根据实际需求选择合适的模拟量输入/输出模块，并确定信号的类型 （如电压、电流等）和范围。
编写模拟信号处理程序
使用选定的编程语言编写模拟信号处理程序，包括信号采集、处理、 输出等部分。
PLC的模拟信号处 理
目录
• PLC与模拟信号处理概述 • PLC模拟信号输入原理与电路 • PLC模拟信号输出原理与电路 • PLC模拟量扩展模块及其应用 • PLC在模拟信号处理中编程实现方法 • PLC在模拟信号处理中性能评估与优化
01
CATALOGUE
PLC与模拟信号处理概述
PLC定义及功能
评估方法
采用实验测试、仿真分析等手段，对 PLC模拟信号处理的性能进行定量评 估。
性能优化策略和技巧
优化策略
选择合适的PLC型号和配置、优化模 拟信号处理算法、降低系统噪声等。
技巧
采用数字滤波技术提高信噪比、优化 模拟信号的采样率和分辨率、合理布 局PLC的输入输出模块等。
实例分析
案例一
plc模拟量滤波
plc模拟量滤波【原创版】目录1.引言2.PLC 模拟量滤波的必要性3.PLC 模拟量滤波的方法3.1 硬件配置滤波3.2 程序里实现滤波3.2.1 均值滤波3.2.2 中值滤波3.2.3 峰值滤波4.PLC 模拟量滤波的应用实例5.总结正文1.引言PLC（可编程逻辑控制器）是一种广泛应用于工业自动化控制的设备。
在 PLC 的输入端，常常需要对接模拟量信号，如温度、压力、速度等传感器的信号。
由于这些信号可能受到干扰，呈现出一定的波动性，因此需要在 PLC 内部进行滤波处理。
本文将探讨 PLC 模拟量滤波的方法和应用实例。
2.PLC 模拟量滤波的必要性在工业自动化控制过程中，模拟量信号的波动可能会引起控制系统的误动作，影响控制效果。
因此，对 PLC 模拟量输入信号进行滤波处理是非常必要的。
滤波处理可以有效地去除信号中的噪声，提高信号的稳定性，从而保证控制系统的稳定性和可靠性。
3.PLC 模拟量滤波的方法PLC 模拟量滤波可以分为硬件配置滤波和程序里实现滤波两种方法。
3.1 硬件配置滤波硬件配置滤波是通过 PLC 本身的硬件模块实现滤波功能。
例如，对于 200 系列 PLC，可以在系统块中设定滤波时间和频率；对于 300、400 系列 PLC，可以在硬件配置中设定滤波时间和频率。
这种方法主要适用于过滤高频的杂波。
3.2 程序里实现滤波程序里实现滤波是通过编写 PLC 程序实现滤波功能。
常见的滤波算法有均值滤波、中值滤波和峰值滤波。
3.2.1 均值滤波均值滤波是一种简单的滤波方法，其基本思想是取一定时间内的采样值的平均值。
均值滤波可以有效地去除信号中的高频噪声，但可能会引起信号的延迟。
采样时间间隔和几次求平均值可以自行设定。
3.2.2 中值滤波中值滤波是一种非线性滤波方法，其基本思想是将一定范围内的采样值进行排序，取中间值作为输出。
中值滤波适用于滤除脉冲噪声，但在处理连续噪声时效果较差。
3.2.3 峰值滤波峰值滤波是一种特殊情况下的滤波方法，其基本思想是取多次采样的最高或最低值。
三菱PLCFX2N功能运用
表8-8项 目来自FX2N-2DA的技术指标
输 出 电 压 0～10V直流，0～5V直流 12位 输 出 电 流 4～20mA
模拟量输出范围 数字输出 分辨率 总体精度 转换速度
2.5mV（10V/4000） 1.25mV（5V/4000）
满量程1% 4ms/通道
4mA（20mA/4000）
电源规格
占用I/O点数 适用的PLC
−100～+600℃ −1000～+6000 −148～+1112℉ −1480～+11120
12转换（11个数据位+1个符号位）
最小分辨率
整体精度 转换速度 电源 占用I/O点数 适用PLC
0.2～0.3℃
满量程的±1% 15ms
0.36～0.54℉
主单元提供5V/30mA直流，外部提供24V/50mA直流 占用8个点，可分配为输入或输出 FX1N，FX2N，FX2NC
*#23 *#24
#25～#19 #29 #30 #31
图8-2 增益示意图 增益决定了校正线的角度或者斜率，由数字值1000标识。 （a）小增益 读取数字值间隔大； （b）零增益 默认：5V或20mA； （c）大增益 读取数字值间隔小。
图8-3
偏移示意图
偏移是校正线的“位置”，由数字值0标识。 （d）负偏移 数字值为0时模拟值为负； （e）零偏移 数字值等于0时模拟值等于0； （f）正偏移 数字值为0时模拟值为正。
通道初始化，默认值=H0000 通道1 通道2 通道3 通道4 通道1 通道2 这些缓冲区为输入的平均值 通道3 通道4 通道1 通道2 这些缓冲区为输入的当前值 通道3 通道4 平均值采样次数（1～4096），用于得到平均结果，默认值为8（正常速度，高速操作可选 择1）
iec模拟量标准
IEC（国际电工委员会）模拟量标准是由IEC组织制定的用于描述和规范模拟量测量的技术标准。
这些标准涉及到各种测量和控制系统中使用的模拟量信号的特性、传输、处理和校准。
以下是一些常见的IEC模拟量标准：
1. IEC 60051：这是一项关于直流和交流测量仪表的标准，定义了对模拟电流和电压进行测量的一般要求。
2. IEC 61010：这是用于电气设备测试和测量的安全标准，其中包括模拟量测量仪器的规范和要求。
3. IEC 60529：这是关于外壳防护等级的标准，描述了电气设备对固体物体和水的防护等级。
4. IEC 61131：这是一个用于可编程逻辑控制器（PLC）的标准，定义了一组通用的编程语言和接口标准，用于控制和监测模拟量信号。
5. IEC 60751：这是关于铂电阻温度传感器的标准，规定了用于测量温度的铂电阻的特性和校准要求。
这些标准的目的是提供一个共同的标准，以确保测量和控制系统中使用的模拟量信号的一致性和可靠性。
通过遵循这些标准，可以确保不同供应商生产的模拟量测量设备能够相互兼容，从而实现系统的互操作性和可靠性。
模拟量采集滤波方法
模拟量采集滤波方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：模拟量采集是一种常见的工程实践，用于测量和监控物理量。
由于环境和设备的干扰，模拟信号在传输和采集过程中常常受到噪声的影响，为了获得准确、稳定的采集数据，必须采取一定的滤波方法。
本文将介绍几种常见的模拟量采集滤波方法，希望能为工程师们在实际应用中提供一些参考。
一、低通滤波器低通滤波器是最常用的一种滤波器，它能够滤除高频信号，保留低频信号。
在模拟量采集中，常常使用低通滤波器来滤除噪声信号，保留真实信号。
低通滤波器可以采用各种结构，如RC低通滤波器、巴特沃斯低通滤波器、切比雪夫低通滤波器等。
其实现原理是通过设置截止频率，将高于该频率的信号滤掉，只保留低于该频率的信号。
选择合适的截止频率很关键，一方面要确保噪声尽可能被滤掉，另一方面要确保信号的有效成分不被破坏。
二、中值滤波器中值滤波器是一种非线性滤波器，它采用信号窗口中所有数据的中值来取代当前数据点的数值。
中值滤波器对随机噪声的抑制效果比较好，而且能够保持信号的边缘信息，适用于各种实时信号的滤波处理。
中值滤波器的实现比较简单，只需要将信号数据按大小进行排序，然后取中间值即可。
不过需要注意的是，中值滤波器的延时较大，不适用于对信号的实时性要求较高的场合。
三、滑动平均滤波器滑动平均滤波器是一种简单有效的滤波方法，它通过对一定时间内的数据进行平均处理来降低噪声干扰。
滑动平均滤波器主要分为简单滑动平均和加权滑动平均两种。
简单滑动平均是将一定时间窗口内的信号数据进行累加求和，然后除以窗口长度得到平均值。
加权滑动平均则是对信号数据进行加权处理，根据信号的重要程度不同，给予不同的权重。
滑动平均滤波器的优点是实现简单、操作方便，而且对周期性的噪声有较好的去除效果。
不过需要注意的是，滑动平均滤波器对信号的实时性要求较高，滞后性比较明显。
四、卡尔曼滤波器卡尔曼滤波器是一种递推滤波器，主要用于动态系统的估计和控制。
它结合了系统模型和观测数据，通过对系统状态的估计来去除噪声干扰。
模拟量计算公式怎么编程
模拟量计算公式怎么编程在工程和科学领域中，模拟量计算是一项非常重要的工作。
模拟量是指连续变化的物理量，例如温度、压力、电压等。
在实际应用中，我们常常需要对模拟量进行计算和处理，以得到我们所需要的信息。
本文将介绍如何使用编程语言来实现模拟量计算公式，以及一些常见的计算方法和技巧。
一、模拟量计算公式的编程实现。
在实际工程中，我们常常需要对模拟量进行各种不同的计算，例如加减乘除、平均值计算、滤波处理等。
下面我们以C语言为例，介绍如何使用编程语言来实现模拟量计算公式。
1. 加减乘除计算。
加减乘除是最基本的计算方法，可以使用C语言中的加减乘除运算符来实现。
例如，如果我们需要计算两个模拟量的和，可以使用如下代码：```c。
float a = 10.5;float b = 20.3;float sum = a + b;```。
这样就可以得到a和b的和，并存储在sum变量中。
同样的方法可以用来实现减法、乘法和除法计算。
2. 平均值计算。
平均值计算是常见的模拟量处理方法，可以用来对一组模拟量进行统计分析。
例如，如果我们有一组温度传感器的测量数据，我们可以使用如下代码来计算这组数据的平均值：```c。
float data[] = {25.3, 24.8, 26.5, 27.2, 25.9};int n = 5;float sum = 0;for (int i = 0; i < n; i++) {。
sum += data[i];}。
float average = sum / n;```。
这样就可以得到这组数据的平均值，并存储在average变量中。
3. 滤波处理。
在实际应用中，模拟量常常受到各种干扰和噪声，需要进行滤波处理以得到更加准确的结果。
常见的滤波方法包括移动平均滤波、中值滤波、低通滤波等。
下面以移动平均滤波为例，介绍如何使用C语言来实现滤波处理：```c。
#define N 10。
float data[N] = {25.3, 24.8, 26.5, 27.2, 25.9, 26.1, 26.3, 25.7, 26.0, 25.5};int M = 3;float filtered_data[N];for (int i = 0; i < N; i++) {。
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。
plc模拟量滤波
PLC模拟量滤波1. 什么是PLC模拟量滤波PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）模拟量滤波是指通过对输入信号进行滤波处理，使其更加稳定、准确地传递给PLC系统，从而提高系统的可靠性和性能。
在工业自动化控制系统中，模拟量信号常常受到噪声、干扰等因素的影响，通过滤波可以有效地消除这些干扰，得到更加可靠的信号。
2. 模拟量滤波的原理模拟量滤波的原理是基于信号处理的方法，通过对输入信号进行滤波处理，去除高频噪声和干扰，使得输出信号更加平稳和准确。
常用的模拟量滤波方法有低通滤波、带通滤波和高通滤波。
•低通滤波：低通滤波器通过允许低频信号通过，而抑制高频信号，从而去除高频噪声和干扰。
常见的低通滤波器有RC滤波器、Butterworth滤波器等。
•带通滤波：带通滤波器通过允许一定范围内的频率信号通过，而抑制其他频率信号，从而去除非目标频率的干扰。
常见的带通滤波器有陷波器、巴特沃斯滤波器等。
•高通滤波：高通滤波器通过允许高频信号通过，而抑制低频信号，从而去除低频噪声和干扰。
常见的高通滤波器有RC滤波器、Butterworth滤波器等。
3. PLC模拟量滤波的应用PLC模拟量滤波广泛应用于工业自动化控制系统中的模拟量信号采集和控制过程中。
其中，常见的应用场景包括：3.1 传感器信号滤波在工业自动化控制系统中，传感器常常用于采集各种模拟量信号，如温度、压力、流量等。
由于环境噪声、传感器本身的非线性特性等原因，采集到的信号往往带有噪声和干扰。
通过对传感器信号进行滤波处理，可以去除这些干扰，得到更加准确可靠的信号，以提高系统的控制精度和稳定性。
3.2 控制系统输入信号滤波在PLC控制系统中，输入信号往往需要经过滤波处理，以确保系统对输入信号的响应稳定可靠。
例如，某些控制系统需要对输入信号进行平滑处理，以避免系统因为信号突变而产生不稳定的响应。
通过对输入信号进行滤波，可以消除信号的不稳定性，提高系统的可靠性和稳定性。
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S7-300/400PLC编程之3 模拟量处理【工控老鬼】
特殊功能模块FC105
整定的目的是将工程值变为实数值，这个实数值就是我们平常生活中所接触到的频率、温度、压力等等的数值，这样方便计算整理，比如说，我们一个温度传感器的上限下线是-100度到+100度的，PLC采集的数值是-27648到+27648之间，如果PLC采集到13824的数值，通过FC105标定的上限100.0度，双极性。
就可以很容易的整定出采集到的是+50.0度这个温度。
这样，通过比较指令等等的，可以直接比较浮点数（实数），来执行加温或者降温程序。
内部整定还可以将整定出来的值作为显示，通过监视系统告诉我们实时的实际测量值，而不是采集工程值。
FC105是处理模拟量（1~5V、4~20MA等常规信号）输入的功能块，在中，打开Libraries\standard library\
Ti-S7 Converting Blocks\fc105,将其调入OB1中，给各个管脚输入地址；如下：
其中，管脚的定义如下：
IN---------模拟量模块的输入通道地址，在硬件组态时分配；
HI_LIM---现场信号的最大量程值；
LO_LIM--现场信号的最小量程值；
BIPOLAR—极性设置，如果现场信号为+10V~-10V（有极性信号），则设置为1，
如果现场信号为4MA~20MA（无极性信号）；则设置为0；
OUT-------现场信号值（带工程量单位）；信号类型是实数，所以要用MD200来存放；
RET_VAL-FC105功能块的故障字，可存放在一个字里面。
如：MW50；
2、
热电偶、热电阻信号的处理，该类信号实际值是通道整数值的1/10；
3、
FB41 PID控制模块的使用；
PID模块是进行模拟量控制的模块，可以完成恒压、恒温等控制功能在中，打开Libraries\standard library\
PID Control block\FB41,将其调入OB1中，首先分配背景数据块DB41，再给各个管脚输入地址；如下：
4、脉冲输出模块FB43，该模块是将模拟量转换成比率的脉冲输出。
Libraries\standard library\
PID Control block\FB43,将其调入OB1中，首先分配背景数据块DB43，再给各个管脚输入地址；如下：
将程序下载调试，看PID的温度调节作用如何？如果控制的不好，改变P、I参数！
5、
果现场是阀门等执行机构，只需要将通道地址输入PID的输出通道，如下：
6、如果单独控制变量输出通道，可使用FC106模块，FC106是处理模拟量（1~5V、4~20MA 等常规信号）输出的功能块，在中，打开Libraries\standard library\Ti-S7 Converting Blocks\fc106,将其调入OB1中，给各个管脚输入地址；如下：
目的：FC105的使用
1、
FC105是处理模拟量（1~5V、4~20MA等常规信号）输入的功能块，在中，打开Libraries\standard library\
Ti-S7 Converting Blocks\fc105,将其调入OB1中，给各个管脚输入地址；如下：
其中，管脚的定义如下：
IN---------模拟量模块的输入通道地址，在硬件组态时分配；
HI_LIM---现场信号的最大量程值；
LO_LIM--现场信号的最小量程值；
BIPOLAR—极性设置，如果现场信号为+10V~-10V（有极性信号），则设置为1，
如果现场信号为4MA~20MA（无极性信号）；则设置为0；
OUT-------现场信号值（带工程量单位）；信号类型是实数，所以要用MD200来存放；
RET_VAL-FC105功能块的故障字，可存放在一个字里面。
如：MW50；
2、
热电偶、热电阻信号的处理，该类信号实际值是通道整数值的1/10；
3、
FB41 PID控制模块的使用；
PID模块是进行模拟量控制的模块，可以完成恒压、恒温等控制功能在中，打开Libraries\standard library\
PID Control block\FB41,将其调入OB1中，首先分配背景数据块DB41，再给各个管脚输入地址；如下：
4、脉冲输出模块FB43，该模块是将模拟量转换成比率的脉冲输出。
Libraries\standard library\
PID Control block\FB43,将其调入OB1中，首先分配背景数据块DB43，再给各个管脚输入地址；如下：
将程序下载调试，看PID的温度调节作用如何？如果控制的不好，改变P、I参数！
5、
果现场是阀门等执行机构，只需要将通道地址输入PID的输出通道，如下：
6、如果单独控制变量输出通道，可使用FC106模块，FC106是处理模拟量（1~5V、4~20MA 等常规信号）输出的功能块，在中，打开Libraries\standard library\Ti-S7 Converting Blocks\fc106,将其调入OB1中，给各个管脚输入地址；如下：。