模拟量信号是自动化过程控制系统中最基本的过程信号(压力、温度、流量等)的输入形式。
通过变送器将系统中的过程信号转换为统一的电压和电流信号,并实时传输到控制器(PLC)。

从以上PLC可以看出,在自动化过程控制系统中,模拟量信号的输入非常复杂。然而,在目前的工业现场,模拟量信号的处理基本上是通过电流信号传输的。与电压信号相比,电流信号具有更强的抗干扰能力、更远的传输距离和稳定的信号。
这里就PLC简要介绍了模拟量信号的转换过程。
PLC转换模拟量信号
西门子S7-200SMART PLC模拟量模块对模拟量信号的转换范围
台达DVP模拟量信号系列模拟模块的转换范围
从以上可以看出:
1.模拟量信号访问PLC后,PLC将模拟量信号转换为整形数据,而不是浮点(如西门子-27,648 到 27,648);
2.不同品牌PLC模拟量转换范围不同(如西门子-27、648) 到 27,648;台达-32,384 到 32,384);
3、PLC同一模块对不同类型模拟量信号的转换范围一致(如西门子对±10 V、±5 V、±2.5 V 或 0 到 20mA的模拟量信号的转换范围均为-27,648 到 27,648);
因此,从以上几点我们可以知道,访问PLC模拟量信号还需要再转换才能获得与实际物理量相匹配的数据;在数据转换处理中,也应与使用相匹配PLC对应模块的处理数据范围。
PLC数据转换处理过程
1.模拟量信号和PLC转换数据之间的转换
从以上内容知道,从PLC直接读取的模拟量信号是整形数据,不能直观反馈实际物理量。因此,为了直观地反馈现场的过程信号,这些整形数据也应转换为直观真实的浮点信号。这里是台达PLC以模拟输入模块的数据处理过程为例。
以上为台达PLC电流输入信号与读取信号的对应关系
通过以上对应的关系图,可以知道任何电流输入信号(X),读取的数值信号(Y),对应关系如下:
改变上述公式,可获得以下直接转换公式:
由上述公式可将PLC读取的整数数据转换为PLC接收到的模拟电流信号值。
2、实际物理值与模拟量数据之间的转换
实际物理值与模拟量数据之间的转换方式与上述转换方式相同。以下是压力变送器的压力和模拟量信号范围(0.1-10bar,4-20mA),同样,压力和电流之间也有以下转换公式:
改变上述公式,可获得以下直接转换公式:
模拟量电流信号可以通过上述公式直接转换为压力值数据。
3.实际物理值与PLC直接转换内部数据
将PLC读取的数据可以通过上述两个步骤转换为实际物理值。跳过输入信号值大小的转换,可以获得以下关系:
改变上述公式,可获得以下直接转换公式:
通过这个公式,可以直接通过PLC读取到的数据转换为实际的物理量值。
以上即为PLC处理模拟量信号的过程和方法。