西門子PLC模擬量轉換方法
1、基本概念
我們生活在一個物質的世界中。世間所有的物質都包含了化學和物理特性，我們是通過對物質的表觀性質來了解和表述物質的自有特性和運動特性。這些表觀性質是我們常說的質量、溫度、速度、壓力、電壓、電流等用數學語言表述的物理量，在自控領域稱為工程量。這種表述的優點是直觀、容易理解。在電動傳感技術出現之前，傳統的檢測儀器可以直接顯示被測量的物理量，其中也包括機械式的電動儀表。
2、標準信號
在電動傳感器時代，中央控制成為可能，這需要檢測信號的遠距離傳送。但是紛繁復雜的物理量信號直接傳送會大大降低儀表的適用性。而且大多傳感器屬于弱信號型，遠距離傳送很容易出現衰減、干擾的問題。因此才出現了二次變送器和標準的電傳送信號。二次變送器的作用是將傳感器的信號放大成為符合工業傳輸標準的電信號，如0－5V、0－10V或4－20mA（其中用得多的是4－20mA）。而變送器通過對放大器電路的零點遷移以及增益調整，可以將標準信號準確的對應于物理量的被檢測范圍，如0－100℃或-10－100℃等等。這是用硬件電路對物理量進行數學變換。中央控制室的儀表將這些電信號驅動機械式的電壓表、電流表能顯示被測的物理量。對于不同的量程范圍，只要更換指針后面的刻度盤可以了。更換刻度盤不會影響儀表的根本性質，這給儀表的標準化、通用性和規模化生產帶來的無可限量的好處。
3、數字化儀表
到了數字化時代，指針式顯示表變成了更直觀、更的數字顯示方式。在數字化儀表中，這種顯示方式實際上是用純數學的方式對標準信號進行逆變換，成為大家習慣的物理量表達方式。這種變換是依靠軟件做數學運算。這些運算可能是線性方程，也可能是非線性方程，現在的電腦對這些運算是易如反掌。
4、信號變換中的數學問題
信號的變換需要經過以下過程：物理量－傳感器信號－標準電信號－A/D轉換－數值顯示。
聲明：為簡單起見，我們在此討論的是線性的信號變換。同時略過傳感器的信號變換過程。
假定物理量為A，范圍即為A0－Am，實時物理量為X；標準電信號是B0－Bm，實時電信號為Y；A/D轉換數值為C0-Cm，實時數值為Z。
如此，B0對應于A0，Bm對應于Am，Y對應于X，及Y=f(X)。由于是線性關系，得出方程式為Y=(Bm-B0)*(X-A0)/(Am-A0)+B0。又由于是線性關系，經過A/D轉換后的數學方程Z=f(X)可以表示為Z=(Cm-C0)*(X-A0)/(Am-A0)+C0。那么很容易得出逆變換的數學方程為X=(Am-A0)*(Z-C0)/(Cm-C0)+A0。方程中計算出來的X可以在顯示器上直接表達為被檢測的物理量。
5、plc中逆變換的計算方法
以S7-200和4－20mA為例，經A/D轉換后，我們得到的數值是6400－32000，及C0=6400，Cm=32000。于是，X=(Am-A0)*(Z-6400)/(32000-6400)+A0。
用同樣的原理，我們可以在HMI上輸入工程量，然后由軟件轉換成控制系統使用的標準化數值。
在S7-200中，(Z-6400)/25600的計算結果是非常重要的數值。這是一個0－1.0（100％）的實數，可以直接送到PID指令（不是指令向導）的檢測值輸入端。PID指令輸出的也是0－1.0的實數，通過前面的計算式的反計算，可以轉換成6400－32000，送到D/A端口變成4－20mA輸出。
西門子plc選型分析：
設備在西門子PLC在選型的時候，要遵循一定的原則，避免PLC的容量小無法滿足使用要求的想象。在滿足控制要求的前提下選型時應選較佳的性價比，一般可以從以下幾個方面考慮：
      I/O點數估算
      I/O點數是西門子PLC的一項重要指標。合理選擇I/O點數既可使系統滿足控制要求有可使系統總投資較低。西門子PLC的輸入輸出點總數和種類應根據被控對象的模擬量、開關量、輸入/輸出設備狀況(包括模擬量、開關量、輸出類型)來確定，一般一個輸入輸出元件要占用一個輸入輸出點。考慮到今后的擴充，一般應估計的總點數再加上15%～20%的備用量。
一、用戶存儲容量估算
用戶應用程序占用多少內存與許多因素有關，如I/O點數、控制要求、運算處理量、量程結構等。因此在程序設計之前只能粗略的估算。根據經驗，每個I/O點及有關功能器占用內存大致如下：
開關量輸入元件：10～20B/點;
開關量輸出元件：5～10B/點;
定時器/計數器：2B/個;
模擬量：100～150B/點;
通信接口：一個接口一般需要300B以上;支持與MT6100IV5威綸觸摸屏通訊。
根據上面算出總字數再加上25%左右的備用量，可以估算出程序所需要的內存量，從而選擇合適的西門子PLC內存。
二、本設計所占用的I/O點數計算
輸入信號：開始按鈕，需要一個輸入點;停止按鈕，需要一個輸入點;計數值加1按鈕，需一個輸入點;計數值減1按鈕，需要一個輸入點。以上共需要4個輸入信號點，考慮以后對系統的調整與擴充留有20%的備用點，即用4×20%=1，取1個點，這樣共用5個輸入點
輸出信號：一共要用十七個LED數碼管，段選碼需要使用8個輸出點;位選通信號如果使用74LS138譯碼器則需要4個輸出點;以上共需要13個輸出點考慮以后對系統的調整與擴充留有20%的備用點，即13×20%=2.6，取3個點，這樣共用16個輸出點

西門子模塊有各種類型，如單元操作模塊（換熱器、精餾塔、壓縮機等)、計算方法模塊(加速收斂算法、簡化算法等)、物理化學性質模塊（汽液相平衡計算、熱恰計算等)等。

西門子模塊分為開關量輸入輸出模塊，模擬量輸入模塊，模擬量輸入輸出模塊，模擬量輸出模塊，通訊模塊，擴展模塊等，西門子模塊具有足夠的穩定性，確保運行過程中的安全，西門子自己的模塊采用了一系列非常可靠的設計方法，例如斷電保護和信息保護，包括故障診斷，為了在工業生產過程中更好的控制，通常采用計算機編程語言，使整個控制更加可靠和簡單，并且所有的編程語言都進行了簡化，從而大大降低了錯誤率。

西門子plc的維護保養:
西門子儀器儀表，種類眾多，在多個領域有著廣泛的應用。正因為如此，西門子plc及儀器儀表在使用過程中的故障問題也是非常多的，所以平時需要多注意儀器儀表的維修和保養，可以有效的提高儀器儀表的性能，并能夠延長其使用壽命。下面為大家簡單介紹儀器儀表維護和保養的注意事項：
1、在拆卸、調整儀器儀表時，應記錄原來的位置，以便復原。
2、在西門子plc及其他儀器儀表維修工作中，應弄懂儀器儀表的基本原理，并掌握有關電子方面的知識和技能，而且應備好所有儀器儀表的說明書、圖紙等技術資料，另外應養成一種良好的工作素質，從而在儀器儀表的維修工作中提高，減少失誤。
3、修理精密儀器儀表時，如不慎將小零件彈飛，應*判斷可能飛落的地方，切勿東找一下，西翻一下，可采取磁鐵掃描和視線掃描方法進行尋找。
4、在潮濕環境下檢修儀器儀表故障時，對印刷線路用萬用表測其各點是否通暢很有必要。
因為這種情況下的主要故障是威綸觸摸屏的銅箔腐蝕。
5、在使用邏輯筆、示波器檢測信號時，要注意不使探針同時接觸兩個測量引腳，因為這種情況的實質是在加電的情況下形成短路。檢測電源中的濾波電容時，應先將電解電容器的正負*短路一下，而且短路時不要用表筆線來代替導線對電容器進行放電。
因為這樣容易燒斷芯線。可以取一只帶燈頭引線的220V，60～100W的燈，接于電容器的兩端，在放電瞬間燈泡會閃光。
6、在檢修儀器儀表內部電路時，如果安裝元件的接點和電路板上涂了絕緣清漆，測量各點參數時可用普通手縫針焊在萬用表的表筆上，以便刺穿漆層直接測量各點，而不用大面積剝離漆層，不要帶電插拔各種控制板和插頭。
因為在加電情況下，插拔西門子plc的控制板會產生較強的感應電動勢，這時瞬間反擊電壓很高，很容易損壞相應的控制板和插頭。
7、檢修儀器儀表時不要盲目亂敲亂碰，以免擴大故障，越修越壞。
我們公司經營宗旨是“質為本、誠為信、創雙贏”，我們以企業產品質量為立足之本，誠信經營為發展之道，愿與廣大客戶精誠合作、利益共享，同發展、共繁榮！
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