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最常用的PLC輸入輸出方式:開關量和模擬量

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   開關量和模擬量是大家學習PLC初期使用最多的兩種輸入輸出方式。什麽是開關量?什麽是模擬量?這個問題必須弄清楚。

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圖1是一個典型能輸出開關量信號的器件。

  壓力高時C和B兩個觸點閉合接通,輸出壓力高信號,壓力低時C和A兩個觸點閉合接通輸出壓力低信號。有了這樣的信號就實現把就地的壓力信號,遠傳到遠處的電氣控制櫃去參與自動遠程控制了,其中C和B是一個開關量,C和A也是一個開關量。所以一個開關觸點就是一個開關量,它的特性是同一時刻要麽接通要麽斷開。接通就是1,代表有信號,斷開就是0,代表沒有信號。這就是所謂的開關量信號。

  壓力表雖然能把壓力信號傳到遠處,但它傳輸的只是有無壓力這樣的信號,無法知道實時壓力值到底是多少。

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  圖2中的器件叫壓力變送器。

  壓力變送器的內部就是一塊電路板,電路板連接著一個壓力傳感器F。它的工作原理是壓力傳感器F把檢測到的壓力傳到電路板的C,檢測信號進入電路板後,通過電路板的轉換與計算,把這個壓力信號轉換成一個電流信號由A和B這兩個點輸出。圖中右邊就是轉換過程的示意圖,它可以把一個0-10kpa的壓力信號轉換成一個4-20mA的電流信號,由A和B這兩個點輸出。這時我們就說A和B這兩個點輸出的就是一個模擬量信號。模擬量信號的特點是它的值是在一個數值範圍內是連續可變的。

  下面看一下模擬量信號是如何進行遠距傳輸的。

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  我們管道上安裝一塊量程爲0-10kpa的壓力變送器,電源正極接壓力變送器的B點,負極串聯一塊萬用表到壓力變送器的A點,並將萬用表打到電流檔。當壓力變送器C點的壓力是5kpa時,萬用表的電流讀數是12mA。正好是4-20mA的電流信號的中間值,而5kpa也正好是0-10kpa壓力值的中間值。當壓力變送器C點的壓力是10kpa時,萬用表的電流讀數正好是20mA。這樣0-10kpa壓力值就對應了4-20mA的電流信號值,我們只要在遠方通過一個接受設備把這個4-20mA的電流信號值提取出來,再通過一定的計算,就能知道就地的壓力值是多少了。

  爲什麽要把壓力信號轉換成4-20mA的電流信號,而不是0-20mA的電流信號或0-10V的電壓信號?

  1.0-10V的電壓信號容易受到外界的電磁幹擾,特別是電纜長度很長時幹擾更明顯。

  2.用0-20mA的電流信號的話,就無法判斷在電流信號是0mA時,到底是電纜斷線引起的故障0mA,還是壓力本身就是0kpa而輸出的正常的0mA。

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  图4是使用西门子S7-200 PLC读取压力变送器压力值的接线图例,这是一种最基本的使用方法,左边是开关量的,右边是模拟量的,不同的信号类型要接到PLC不同输入端。

 

2019年5月17日 15:20
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