一、引言

在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，PLC（Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器）作為一種核心控制設(shè)備，其處理模擬量的能力至關(guān)重要。模擬量通常指的是連續(xù)變化的物理量，如溫度、壓力、流量等，它們經(jīng)過傳感器轉(zhuǎn)換為電信號后，需要被PLC準(zhǔn)確讀取和處理。本文將詳細(xì)闡述PLC獲取模擬量的方法，包括硬件結(jié)構(gòu)、信號轉(zhuǎn)換、編程配置等方面，旨在為讀者提供全面而深入的指導(dǎo)。

二、PLC硬件結(jié)構(gòu)與模擬量輸入模塊

PLC硬件結(jié)構(gòu)概述

PLC的硬件結(jié)構(gòu)主要由CPU模塊、存儲(chǔ)器模塊、I/O模塊、電源模塊等組成。其中，I/O模塊是PLC與外部設(shè)備之間進(jìn)行信息交換的橋梁，而模擬量輸入模塊（簡稱AD單元）則是實(shí)現(xiàn)模擬量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的關(guān)鍵部件。

模擬量輸入模塊的功能與特點(diǎn)

模擬量輸入模塊的功能是將模擬過程信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式，以供PLC內(nèi)部進(jìn)行運(yùn)算和處理。該模塊具有以下特點(diǎn)：

可接受多種標(biāo)準(zhǔn)電流或標(biāo)準(zhǔn)電壓的規(guī)格，便于與不同類型的傳感器匹配。

數(shù)字量位數(shù)多，轉(zhuǎn)換精度高，能夠滿足高精度控制的需求。

支持多路模擬量的同時(shí)轉(zhuǎn)換，提高了系統(tǒng)的處理效率。

轉(zhuǎn)換時(shí)間短，響應(yīng)速度快，能夠滿足實(shí)時(shí)控制的要求。

三、模擬量信號的轉(zhuǎn)換與處理

信號轉(zhuǎn)換過程

模擬量信號的轉(zhuǎn)換過程主要包括以下幾個(gè)步驟：

傳感器將物理量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺簜鞲衅魇沁B接外部物理世界與PLC的橋梁，它將溫度、壓力、流量等物理量轉(zhuǎn)換為電信號。

變送器將電信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)模擬量信號：由于傳感器輸出的電信號可能是離散性的或非標(biāo)準(zhǔn)的，因此需要通過變送器將其轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的模擬量電壓或電流信號。

模擬量輸入模塊進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換：模擬量輸入模塊接收到標(biāo)準(zhǔn)的模擬量信號后，通過A/D轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換為與模擬量成比例的數(shù)字量信號。

數(shù)字信號的存儲(chǔ)與處理

經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字信號被存儲(chǔ)在模擬量輸入模塊的緩沖器中，等待CPU讀取。CPU讀取這些數(shù)字信號后，可以根據(jù)需要進(jìn)行運(yùn)算和處理，如數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、判斷、控制等。

四、PLC編程配置與模擬量輸入

編程配置步驟

為了實(shí)現(xiàn)PLC對模擬量信號的獲取和處理，需要進(jìn)行相應(yīng)的編程配置。以下是一個(gè)典型的編程配置步驟：

創(chuàng)建一個(gè)I/O模塊對象：在PLC編程環(huán)境中，需要首先創(chuàng)建一個(gè)I/O模塊對象，用于代表模擬量輸入模塊。

設(shè)置I/O模塊的輸入信號類型：將I/O模塊的輸入信號類型設(shè)置為模擬量輸入，以便接收來自傳感器的模擬量信號。

設(shè)置I/O模塊的輸入通道數(shù)：根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置I/O模塊的輸入通道數(shù)，以匹配傳感器輸出的模擬量信號數(shù)量。

編寫程序讀取模擬量輸入值：在主程序中編寫循環(huán)讀取模擬量輸入值的代碼，通過調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)或指令來實(shí)現(xiàn)對模擬量輸入值的讀取。

對讀取到的模擬量輸入值進(jìn)行處理：根據(jù)實(shí)際需求對讀取到的模擬量輸入值進(jìn)行處理，如數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、判斷、控制等。

編程注意事項(xiàng)

在進(jìn)行PLC編程配置時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：

選擇合適的模擬量輸入模塊：根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的模擬量輸入模塊，包括輸入信號的規(guī)格、精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間等參數(shù)。

確保傳感器與變送器的匹配：確保傳感器輸出的電信號與變送器的輸入要求相匹配，以保證信號轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確性。

合理設(shè)置輸入通道數(shù)：根據(jù)實(shí)際需求合理設(shè)置輸入通道數(shù)，避免資源浪費(fèi)或信號丟失。

編寫穩(wěn)定的程序：編寫穩(wěn)定可靠的程序，確保對模擬量輸入值的讀取和處理過程穩(wěn)定無誤。

五、總結(jié)

本文詳細(xì)闡述了PLC獲取模擬量的方法，包括硬件結(jié)構(gòu)、信號轉(zhuǎn)換、編程配置等方面。通過模擬量輸入模塊將模擬量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并通過PLC編程實(shí)現(xiàn)對這些數(shù)字信號的讀取和處理，是PLC獲取模擬量的基本方法。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體需求選擇合適的模擬量輸入模塊和傳感器，并編寫穩(wěn)定可靠的程序來實(shí)現(xiàn)對模擬量信號的準(zhǔn)確獲取和處理。