PLC除了開關(guān)量信號以外,工業(yè)控制中還要對溫度、壓力、物位、流量等過程變量進(jìn)行檢測和控制。模擬量輸入/輸出單元就是用于將過程變量轉(zhuǎn)換為PLC可以處理的數(shù)字信號,也可將PLC內(nèi)的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號輸出。選取模擬量輸入/輸出單元應(yīng)主要考慮以下兩點(diǎn)。
(1)信號類型與量程
模擬量輸入單元接入的是來自溫度、壓力、物位及流量等傳感器與變送器的模擬信號;模擬量輸出單元輸出的是驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥、變頻器、伺服驅(qū)動(dòng)器及圖表記錄儀等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的模擬信號。兩類單元接收電壓和電流兩類信號,其中電壓信號的標(biāo)準(zhǔn)量程為0~5 V,0~10 V,-10~10 V和1~5 V等;電流信號的標(biāo)準(zhǔn)量程為0~20 mA,4~20 mA(大多數(shù)情況使用4~20 mA量程)。根據(jù)外接器件與裝置的信號類型和量程選取相應(yīng)的模擬量單元。
(2)模擬量點(diǎn)數(shù)與精度
模擬量輸入單元可以同時(shí)接入4點(diǎn)或8點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)量程的電壓或電流信號;模擬量輸出單元可以同時(shí)接入2點(diǎn)、4點(diǎn)或8點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)量程的電壓或電流信號。兩者的分辨率通??梢栽O(shè)置為4000、6000或8000等,每一點(diǎn)的ND或D/A轉(zhuǎn)換時(shí)間一般是1 ms,遇特殊要求可以設(shè)置為250 μS/點(diǎn),如歐姆龍CS/CT系列模擬量單元。
對于以開關(guān)量控制為主,帶有部分模擬量檢測與監(jiān)控的被控對象而言,可以根據(jù)模擬量的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)和分辨率選取帶模擬量輸入/輸出處理功能的小型PLC(如歐姆龍CPIH-XA型PLC,西門子S7-200系列PLC等)作為控制器,或者也可以選用模擬輸入量與輸出量集成一體的混合單元。下面舉一個(gè)選型實(shí)例。
【例3-1】 某系統(tǒng)包含1路溫度信號,溫度測量范圍是-100~400℃與2路壓力信號,同時(shí)帶有1路溫度顯示輸出。
本例中考慮到只有1路溫度信號,可以采用溫度變送器,將溫度信號轉(zhuǎn)換為4~20 mA標(biāo)準(zhǔn)信號;2路壓力信號采用壓力變送器,也將壓力信號轉(zhuǎn)換為4~20 mA標(biāo)準(zhǔn)信號,以上3路信號均來自變送器,溫度顯示儀需4~20 mA標(biāo)準(zhǔn)信號,因此可以預(yù)設(shè)三種選型方案:
①選用1塊4路模擬量輸入單元和1塊2路模擬量輸出單元。
②選用1塊4路輸入14路輸出的模擬量混合單元。
③選用帶4路模擬量輸入和2路模擬量輸出的小型整體式PLC。
以上三種選型方案可以根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況取舍,若方案均滿足要求則考慮性價(jià)比高者。
(1)信號類型與量程
模擬量輸入單元接入的是來自溫度、壓力、物位及流量等傳感器與變送器的模擬信號;模擬量輸出單元輸出的是驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥、變頻器、伺服驅(qū)動(dòng)器及圖表記錄儀等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的模擬信號。兩類單元接收電壓和電流兩類信號,其中電壓信號的標(biāo)準(zhǔn)量程為0~5 V,0~10 V,-10~10 V和1~5 V等;電流信號的標(biāo)準(zhǔn)量程為0~20 mA,4~20 mA(大多數(shù)情況使用4~20 mA量程)。根據(jù)外接器件與裝置的信號類型和量程選取相應(yīng)的模擬量單元。
(2)模擬量點(diǎn)數(shù)與精度
模擬量輸入單元可以同時(shí)接入4點(diǎn)或8點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)量程的電壓或電流信號;模擬量輸出單元可以同時(shí)接入2點(diǎn)、4點(diǎn)或8點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)量程的電壓或電流信號。兩者的分辨率通??梢栽O(shè)置為4000、6000或8000等,每一點(diǎn)的ND或D/A轉(zhuǎn)換時(shí)間一般是1 ms,遇特殊要求可以設(shè)置為250 μS/點(diǎn),如歐姆龍CS/CT系列模擬量單元。
對于以開關(guān)量控制為主,帶有部分模擬量檢測與監(jiān)控的被控對象而言,可以根據(jù)模擬量的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)和分辨率選取帶模擬量輸入/輸出處理功能的小型PLC(如歐姆龍CPIH-XA型PLC,西門子S7-200系列PLC等)作為控制器,或者也可以選用模擬輸入量與輸出量集成一體的混合單元。下面舉一個(gè)選型實(shí)例。
【例3-1】 某系統(tǒng)包含1路溫度信號,溫度測量范圍是-100~400℃與2路壓力信號,同時(shí)帶有1路溫度顯示輸出。
本例中考慮到只有1路溫度信號,可以采用溫度變送器,將溫度信號轉(zhuǎn)換為4~20 mA標(biāo)準(zhǔn)信號;2路壓力信號采用壓力變送器,也將壓力信號轉(zhuǎn)換為4~20 mA標(biāo)準(zhǔn)信號,以上3路信號均來自變送器,溫度顯示儀需4~20 mA標(biāo)準(zhǔn)信號,因此可以預(yù)設(shè)三種選型方案:
①選用1塊4路模擬量輸入單元和1塊2路模擬量輸出單元。
②選用1塊4路輸入14路輸出的模擬量混合單元。
③選用帶4路模擬量輸入和2路模擬量輸出的小型整體式PLC。
以上三種選型方案可以根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況取舍,若方案均滿足要求則考慮性價(jià)比高者。