西门子变频器6SL3203-0BE21-2VA0

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STEP7将模拟量输入模块的输出值转换为实际的物理量

 a.模拟量输入转换后的模拟值表示方法。模拟量输入/输出模块中模拟量对应的数字称为模拟值，模拟值用16位二进制补码(整数)来表示。高位(第15位)为符号位，正数的符号位为0，负数的符号位为1。

  模拟量经过A/D转换后得到的数值的位数(包括符号位)如果小于16位(包括符号位)，则转换值被自动左移，使其高位(符号位)在16位的高位，模拟量左移后未使用的低位则填人"0"，这种处理方法称为"左对齐"。设模拟值的精度为12位加符号位，左移3位后未使用的低位(第0～2位)为0，相当于实际的模拟值被乘以了8。

  这种处理方法的优点在于模拟量的量程与移位处理后的数字的关系是固定的，与左对齐之前的转换值无关，便于后续的处理。

  表2-58给出模拟量输入模块的模拟值与以百分数表示的模拟量之间的关系，其中重要的关系是双极性模拟量量程的上、下限(和-)分别对应于模拟值27648和-27648。单极性模拟量量程的上、下限(和0%)分别对应于模拟值27648和0

  根据模拟量输入模块的输出值计算对应的物理量时，应考虑变送器的输入/输出量程和模拟量输入模块的量程，找出被测物理量与A/D转换后的数字之间的比例关系。

  b.转换举例。

  【例1】压力变送器的量程为0～10MPa，输出信号为0～10V，模拟量输入模块的量程为0～10V，转换后的数字量为0～27648，设转换后得到的数字为N，试求以kPa为单位的压力值。

  解：0～10MPa(0～10000kPa)对应于转换后的数字0～27648，转换公式为：P=10000N/27648(kPa)

  注意在运算时一定要先乘后除，否则会损失原始数据的精度。

  【例2】某温度变送器的量程为-100～500℃，输出信号为4～20mA，某模拟量输入模块将0～20mA的电流信号转换为数字0～27648，设转换后得到的数字为N，求以0.1℃为单位的温度值。

  解：如图2-132所示，单位为0.1℃的温度值-1000~5000对应于数字量5530～27648。根据该比例关系，可得出以0.1℃为单位的温度T的计算公式为：

到了现场后，进行安装前，需要考虑安装是否PLC的使用要求，这一点可以参考各类产品的使用手册。但无论什么PLC，不都能装设在下列场所：含有腐蚀性气体之场所，阳光直接照的地方，温度上下值在短时间内变化急遽的地方，油、水、化学容易侵入的地方，有大量灰尘的地方，振动大且会造成安装件移位的地方。
         如果要在上面的使用，则要为PLC制作的控制箱，采用规范和必要的防护措施。如果需要在野外极低温度下使用，可以使用有加热功能的控制箱。如何做这些防护箱或控制箱，各制造商和和资格的集成商将会为客户提供相应的供应和设计。
         在使用控制箱时，在控制箱内OpenPLC安装的位置要注意如下事项：控制箱内空气流通是否顺畅（各装置间须保持适当的距离），变压器、马达控制器、变频器等是否与PLC保持适当距离，动力线与控制线是否分离配置，组件装设之位置是否利于日后之检修，是否需预留空间，供日后扩充使用。
         除了上述注意事项之外，还有其它注意事项要留意。
          比较重要的是静电的隔离。静电是无形的，但可能因为不会对人造成生命危险，所以许多人常常忽视它。在的北方、干燥的场所，人体身上的静电都是造成静电损坏电子组件的因素。虽然你被静电打到的话，只不过是轻微的，但这对PLC和其它任何电子器件就足以致命了。
         要避免静电的冲击有下列三种：在进行维修或更换组件时，请先接地的金属，以去除身上的静电；不要电路板上的接头或是IC接脚；电子组件不使用时，请用有隔离静电的包装物，将组件放置在里面。想象PLC里的元器件是一个的婴儿，而那些静电会这个婴儿死亡，你就会更容易以正确的态度对待这个问题了。
         基座安装（RACK）时，在决定控制箱内各种控制组件及线槽位置后，要依照图纸所示尺寸，标定孔位，钻孔后将固定螺丝旋紧到基座牢固为止。在装上电源供应模块前，同时注意电源线上的接地端有无与金属机壳连结，若无则须接上。接地不好的话，会一系列的问题，静电、浪涌、外，等等。由于不接地，往往PLC也能够工作，因此，不少不足的工程师就误以为接地不那么重要了。这就像登山的时候，没有系上保护缆绳一样，虽然你正常前进的时候，保护缆绳没有任何作用，但一旦你失足的时候，没有那根绳子，你的生命就完结了。PLC的接地，就相当于给PLC系上保护缆绳。
          在I/O模块安装时，须注意如下事项：I/O模块机架上的槽位前，要先确认模块是否为自己所预先设计的模块；I/O模块在机架上的导槽时，务必插到底，以确保各点是紧密结合的；模块固定螺丝务必锁紧；接线端子排后，其上下螺丝旋紧。由于现场的变压器、电机等影响，多少会有振动，如果这些螺丝钉松动了，会模块从机架中松开。

S7-200系列PLC的基本硬件组成
S7-200系列PLC可提供4种不同的基本单元和6种型号的扩展单元。其构成包括基本单元、扩展单元、编程器、存储卡、写入器、文本显示器等。

 PLC控制系统的设计与其他任何工作一样，首先得知道“干什么”，才能考虑“怎么干”与如何“干得好”的问题。因此，不管控制系统Zui终采用何种类型，其根本目的都是为了满足对象的控制要求，为此，而向Zui终控制对象的控制要求必须在设计前得到明确。

  设计人员通过对控制对象的现场了解或对机械、气动、液压工作原理的研究，明确了控制对象的控制要求后，为了便于设计，需要对要求的动作进一步分析与分解处理。如对液压、气动控制的机械，应该将其控制要求转化为动作循环图、液/气压控制系统组成简图、电磁元件动作表；对于单纯电气控制的动作，应转化为动作时序图或控制要求表等。根据循环图、液/气压系统简图、时序图、控制要求表的动作需要，就可以规划必要的指令元件(如按钮、触摸屏开关)、行程检测开关、执行元件、功能部件等。这些简洁、清晰的图形资料，可以为PLC的选型、用户程序的设计提供依据。

  (1)动作循环图。动作循环图(包括电磁元件动作表)是一种通过生产设备或生产过程的“动作”，以及实现这些动作所需的执行元件、检测元件的状态，来描述控制要求的一种方法。

  动作循环图的特点是控制要求明确，动作过程清晰；执行元件与检测元件间的相互关系具体。在机(械)、电(气)、液(压)、气(动)联合控制的设备或生产线(如组合机床、自动线)上多采用这种方法来表达控制要求。

  图5-2(a)为某进口机床的工作台“夹紧/松开”液压控制简图，根据机床实际动作要求转化成的动作循环图、电磁元件动作表如图5-2(b)所示。

  动作循环图一般由机械、液压系统的设计人员提供，但电气设计人员必须对此进行具体了解(机电一体化设计人员自行解决)。特别是图中所使用的执行元件性能与参数(如电磁阀的额定电压、电流等)，检测元件的性质(有触点开关、接近开关等)，设计人员必须掌握，以便确定驱动方式与设计必要的驱动线路。

  图5-2 某进口机床的工作台“夹紧/松开”控制

  (a)液压控制简图;(b)动作循环图

  (2)时序图。时序图是根据输入信号与输出信号的时序关系，通过“波形”的形式描述控制要求的一种方法。对于单纯的电气控制动作要求，通过时序图可以明确各输入信号与输出信号间的相互关系与动作的次序，为PLC程序设计提供依据。

  图5-3是某机床冷却电动机的手动“启动/停止”控制方案图。机床冷却控制的要求是：按下按钮，如果原来冷却电动机处在停止状态，则启动；如果原来冷却电动机处在工作状态，则停止。

  图5-3 某机床冷却电动机控制方案图

  在冷却控制方案中，图5-3(a)所示为主回路。根据控制要求，可以达到指令信号Sl与Kl的控制时序关系如图5-3(b)所示。其中的Sl为根据控制要求设计、安装在操作面板上的冷却"启动/停止"按钮；K1是控制冷却电动机主回路需要的接触器。

  (3) 控制要求表。

  控制要求表是利用表格形式表达控制条件与控制输出间相互关系的一种方法。通常适用于控制条件较多，信号间相互关系复杂，无法通过简单的图形、时序关系描述控制要求的场合。

  表5-1是机械主轴"启动/停止"控制方案表。如主轴启动条件不具备，主轴不能进行旋转。当启动条件具备时，机床主轴控制的动作如下：

  1) 在手动操作方式下，按下操作面板上的“主轴启动”按钮可以使主轴启动；按下操作面板上的“主轴停止”按钮可以使主轴停止。

  2) 在自动操作方式下，通过来自PLC定位控制模块的MO3代码指令，可以使主轴启动；通过M05代码指令，可以使主轴停止。

  3) 如操作方式不为手动或自动，或主轴启动条件不具备，主轴不能旋转；而且，操作面板上的"主轴启动"按钮无效。

  4) 当主轴在自动方式下旋转时，通过“主轴停止”按钮，仍然可以停止主轴。

  5) 当主轴在自动方式下停止时，不可以通过"主轴启动"按钮启动主轴。

  6) 在其他操作方式下，不可以启动主轴。

  机床主轴正转输出信号为中间继电器，利用中间继电器的动合触点控制主轴驱动器“位能”。以上控制要求对应的操作方式见表5-1。

  表5-1 主轴电机启动/停止控制要求表