軟件編程和模擬量處理

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1、.軟件編程和模擬量處理??各個開關(guān)量控制、定時、計(jì)數(shù)、連鎖等常規(guī)控制用順序控制方式編在主程序中，這里不贅述。下面重點(diǎn)描述模擬量的處理問題。??作為一個主要控制條件，稀釋罐液位，是通過液位傳感器送出4-20mA模擬信號進(jìn)到控制系統(tǒng)中，CPU通過模擬量擴(kuò)展模塊EM232讀取該值，并分析、處理該值，在幾個指定的液位高度時，輸出信號去控制相應(yīng)設(shè)備或發(fā)出報(bào)警信號。和該模擬量有關(guān)的幾個基本數(shù)據(jù)：??·?對于EM231和CPU212的規(guī)定，輸入0-20mA對應(yīng)數(shù)據(jù)為0-32000，?每1mA增量，數(shù)據(jù)為1600。??·?

2、稀釋罐液位0-1000mm對應(yīng)著液位傳感器輸出4-20mA。液位增量62.5mm，輸出為1mA。????·?考慮到液位的波動情況，設(shè)定最大波動在5mm（即增128個數(shù)），上升時取上限值，下降時取下限值。?編好軟件后，輸入到PLC中，接上仿真開關(guān)、信號發(fā)生器等，開始調(diào)試程序。在調(diào)試中發(fā)現(xiàn)，模擬量的輸入值變化太大，觀察AIW0，隨著信號源從4-20mA變化，應(yīng)該從0-32000變化，觀察時看到，AIW0的后三位數(shù)字都在跳動，這種情況無法參與控制。經(jīng)分析和試驗(yàn)，從硬件和軟件兩方面著手解決。?1、硬件接線?從S7-

3、200的安裝手冊中可以看出，模擬量模塊A/D轉(zhuǎn)換間無隔離，這樣模塊本身抗干擾能力弱。但沒有該模塊的詳細(xì)電路，考慮從信號輸入端著手，如果輸入以參考端接到適當(dāng)位置，可以減小干擾。最后作了3種接法實(shí)驗(yàn)：???（1）A_端獨(dú)立。??（2）A_接到M，而M又接地。??（3）A_接到M，而M不接地。??實(shí)驗(yàn)比較以上3種情況后，發(fā)現(xiàn)第3種情況結(jié)果最好，如圖2所示。第1種情況，A獨(dú)立，因EM231是單端輸入，所以A如果懸空，信號沒有基準(zhǔn)，可能干擾大；第2種情況，A接M而又同時接地，但在這種水處理現(xiàn)場一般不設(shè)為儀表專做的地線

4、，因而接地后，各種強(qiáng)電雜波信號都可以通過地線串進(jìn)來，使干擾增強(qiáng)；第3種情況，A接M又不接地，形成了浮地輸入，這種接地常被稱為模擬地或小信號地，在一定情況下可以抑制某些干擾，實(shí)驗(yàn)證明使用這種處理方法有一定效果。從編程器讀取AIW0值，基本上是后兩位數(shù)字在跳。由于EM231的數(shù)據(jù)位是12位，而AIW0取值范圍是0-32000，是16位，因此，在12位的8421碼中，最后一位的一次跳變就是8，這樣，后兩位在跳變也屬正常。?????圖2?EM231接線的改變??2、軟件編程??針對上述情況，從軟件入手，進(jìn)一步調(diào)整了

5、模擬量輸入的穩(wěn)定狀況。方法是從AIW0取輸入值，求多次采樣的平均值?依據(jù)計(jì)算出的平均值輸出，去控制給粉機(jī)的運(yùn)行。即：由于S7-200的指令處理較快，模數(shù)轉(zhuǎn)換時間也短，在幾十us，且模擬量讀數(shù)靈敏度較高，而在本控制系統(tǒng)中，對轉(zhuǎn)換時間要求不高，所以可以采用多次采樣的平均值方法，來處理輸入值。例如10次采樣值如下：?16848、16832、16808、16840、16864、16856、16872、16880、16824、16848，這些值最大為16800，最小為16808，差為72，如果10次采樣為128次，求

6、平均值后放到VW20中，這樣VW20的每次讀取時間還在ms級，完全滿足實(shí)際要求。（實(shí)際觀察結(jié)果為AIW0的變化：164616-14672；VW20的變化：14647-14651）。經(jīng)過上述軟件的處理后，當(dāng)AIW0中的值在后兩位跳變時，經(jīng)處理后的模擬量VW20中的值只是個位在跳變，且是一個一個跳變，通過調(diào)試證明，采集數(shù)據(jù)又提高了一個數(shù)量級。??五、結(jié)束語??在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，這種機(jī)型的模擬量模塊的抗干擾性能還不盡人意，但最近，西門子公司又推出了S7-22X系列的小型機(jī)，據(jù)說模擬量的隔離性能好于S7-21X系列

7、，待下次選用時在作了解。但軟件的這種處理模擬量輸入的方法完全可以采用。????1、將模擬量通道AIW0的數(shù)據(jù)通過I_DI指令轉(zhuǎn)換為DINT數(shù)據(jù)類型，并存放入AC0中?2、將AC0中的數(shù)據(jù)使用DI_R轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù),目的是為了提升計(jì)算精度，因?yàn)槲鏖T子不允許整型數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)，因此必須通過1，2步驟轉(zhuǎn)換。?-..3、將AC0-6400，因?yàn)?-20mA的采集在西門子200系列中是通過坐標(biāo)移動進(jìn)行的，也就是因?yàn)閷τ?-20mA來說，西門子S7-200的采集數(shù)據(jù)在0-32000，也就是說每mA對應(yīng)的數(shù)值為320

8、00/20=1600，那么4-20mA就是6400-32000，因此要將輸入值-6400來完成坐標(biāo)的移動。?4、然后除以（DIV_R）25600來得到輸入值占用整個輸入范圍的百分比，32000-6400=25600，25600就是4-20mA對應(yīng)的輸入范圍。?5、然后通過乘以（MUL_R）100，就得到了0-100的數(shù)據(jù)。??通過上述程序，將輸入的模擬量信號對應(yīng)的6400-32000之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為0-100之間