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 模拟量转换包括A/D、D/A转换(也称模拟量输入/输出)，功能模块主要包括模拟量输入模块(A/D转换)、模拟量输出模块(D/A转换)以及模拟量输入/输出混合模块3类。

  当采用功能模块时，可以根据所需要的输入/输出点数(通道数量)、转换精度(转换位数、分辨率)选用不同的规格。对于简单系统的少量A/D、D/A转换，也可以通过CPU集成的模拟量输入/输出功能附带于PLC的CPU模块上。

  A/D转换的作用是将来自过程控制的传感器输入信号，如电压、电流等连续变化的物理量(模拟量)直接转换为一定位数的数字量信号，以便PLC内部的数学运算指令对其进行运算与处理(见图1-46)。

  D/A转换的作用是将PLC内部的数字量信号转换为电压、电流等连续变化的物理量(模拟量)输出。它可以用作变频器、伺服驱动器等控制装置的速度、位置给定输入，或用来作为外部仪表的显示信号(见图1-47)。

  A/D、D/A转换可以结合PLC内部的PID调节功能一起使用，实现对模拟量控制系统的闭环调节与控制。

  当A/D、D/A转换与PID调节器等功能合成后，便可以直接作为闭环模拟量控制系统的偏差计算、调节器部分，在闭环控制系统中使用，此类模块称为闭环控制模块，如西门子的FM355、FM355-2即属于其中的代表。

  (3)温度测量与控制类

  PLC用于温度测量与控制的功能模块包括温度测量与温度控制两类。温度测量功能可以将来自过程控制的热电偶、铂电阻等温度测量元件的输入信号，转换为一定位数的数字量，以供PLC内部进行运算、处理(见图1-48)。

  温度测量模块实质上是模拟量输入的一种，只是其变化量一般为电阻值，传感器本身为无源检测元件，需要PLC提供测量电源，因此，在PLC中经常将温度测量与模拟量输入功能集成在同一模块中。

  温度控制功能可以将来自过程控制的温度测量输入与系统的温度给定信号进行比较，并通过可编程的PID调节与模块的自动调节功能，实现温度的自动调节与控制。温度测量元件可以是热电偶、铂电阻等。在温度控制功能模块中，还可以输出对应的温度控制信号(触点输出、晶体输出等)，以控制加热器的工作状态(见图1-49)。

设计PLC控制系统时应遵循的基本原则

 任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：

　　1. 大限度地满足被控对象的控制要求

　　充分发挥PLC的功能，大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计中重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关的国内、国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的问题和疑难问题。

　　2. PLC控制系统安全可靠

　　PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作。

　　3. 力求简单、经济、使用及维修方便

　　一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。

　　4. 适应发展的需要

　　由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O点数和内存容量时，要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。

(1)实训目的

  ①用PLC组成城市交通指挥灯PLC控制系统;②学习交通灯的编程过程;③学习功能指令的应用。

  (2)实训器材

  ①欧姆龙PLC——主机单元一台;②交通灯控制单元一台;③编程器或计算机一台;④电子连线若干条;⑤PLC串行通信线一条。

  (3)实训原理

  ①工作原理接线图如图7-35所示。

  ②交通灯控制要求。

  a.该单元设有启动和停止开关S1、S2，用以控制系统的"启动"与"停止"。S3还可屏蔽交通灯的灯光。

  b.交通灯显示方式。

  当东西方向红灯亮时，南北方向绿灯亮，当绿灯亮到设定时间时，绿灯闪亮三次，闪亮周期为1s，然后黄灯亮2s。当南北方向黄灯熄灭后，东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮。周而复始，不断循环。

  (4)实训步骤

  ①先将PLC的电源线插进PLC侧面的电源孔中，再将另一端插到220V电源插板。②将PLC的电源开关拨到关状态，严格按图7-35接线，注意12V电源的正负不要短接，电路不要短路，否则会损坏PLC触点。

  ③将PLC的电源开关拨到开状态，并且必须将PLC串门置于ON状态，然后通过计算机或编程器将程序(见图7-36)下载到PLC中，下载后，再将PLC的电源开关拨到关状态。

  ④接通0108、0110(0109、0111不接通)，否则无法正确运行演示程序。⑤将PLC电源开关拨到开状态。⑥实验操作过程。

  a.将启动S1先拨上再拨下，观察交通灯的变化。

  b.拨上屏蔽开关S3，观察灯的变化；拨下S3，观察灯的变化。c.拨上停止开关S2，观察灯的变化；拨下S2，观察灯的变化。d. 比较开关S2与S3的作用。S2使灯永远熄火，S3使灯暂时熄灭。