新聞中心

模擬量在PLC系統(tǒng)中有著非常廣泛的應(yīng)用，特別是在過程控制系統(tǒng)中。模擬量是一種連續(xù)變化的量，因此，它的使用對象也是各種連續(xù)變化的量，比如溫度，壓力，濕度，流量，轉(zhuǎn)速，電流，電壓，扭矩等等等等。

那什么是數(shù)字量呢？

與模擬量相對的是數(shù)字量，數(shù)字量又叫開關(guān)量，數(shù)字量只有兩種狀態(tài)，隨時間的變化是不連續(xù)的物理量，像是一個個的脈沖波形，所以又叫脈沖量。

圖一 溫度表

如圖一所示的溫度表，它測量的溫度是連續(xù)的，對應(yīng)溫度表上的刻度。比如從40度升到50度，它不是直接跳躍的，而是連續(xù)上去的，也就是41、42、43這樣連續(xù)的變化。

那么PLC是如何識別并控制這些變化？它和模擬量又是如何轉(zhuǎn)換的呢？

PLC系統(tǒng)中使用的模擬量有兩種，一種是模擬電壓，一種是模擬電流，模擬電壓最常見，用的也最多。

模擬電壓 一般是0~10V，并聯(lián)相等，長距離傳輸時容易受干擾，一般用在OEM設(shè)備中。

模擬電流一般是4~20mA，串聯(lián)相等，抗干擾能力強，dcs系統(tǒng)中一般都使用模擬電流。
首先，我們先要用傳感器測量我們所需要的參數(shù)，通過變送器將此參數(shù)變換成0~10V 或者4~20mA ，現(xiàn)在很多傳感器都是自帶變送器的，直接就輸出模擬量，建議大家在項目中選用此種類型的傳感器。

圖二 某壓力傳感器手冊

如圖二所示，是某壓力開關(guān)的選型手冊，紅色圓圈部分是它的量程 0~250公斤，再看黃色熒光筆部分，此型號的傳感器是模擬電流輸出，也就是此款傳感器將0~250公斤的壓力線性轉(zhuǎn)換成了4~20mA的電流，當我們檢測到12mA的電流時，就表示壓力是125公斤，依此類推。

當我們讀取到模擬量之后，就要交給PLC去處理了，由于PLC的實質(zhì)是電子計算機，而計算機只能識別數(shù)字量，因此要進行轉(zhuǎn)換，也就是模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，模擬電子技術(shù)中稱之為A/D轉(zhuǎn)換，作為PLC的使用者，而A/D轉(zhuǎn)換的是一個線性變化，也就是把0~10V 或者4~20mA 轉(zhuǎn)換成一個數(shù)字N，再在PLC中去處理這個轉(zhuǎn)換后的數(shù)字。也就是把0~10V 或者4~20mA 轉(zhuǎn)換成了0~N。這個數(shù)值N 在不同的PLC中是不一樣的。

比如在西門子博途中，它是固定的為27648。有的PLC是4000，還有4096，還有32767，這個就要參考PLC 的編程手冊了。多數(shù)PLC都是可以修改的，建議修改成整數(shù)，便于我們計算。

圖三 施耐德PLC 模擬量設(shè)置

如圖三所示，是施耐德CODESYS平臺的PLC，紅色圓圈是默認的設(shè)置為-32768到32768，很顯然，這樣的數(shù)字是不便于我們計算的，因此改成了4000到20000。

此外，歐美系PLC對模擬量的處理是很簡單的，只需簡單的設(shè)置，而日系PLC特別是三菱，對模擬量的處理是很隆重的，它是通過梯形圖寫程序的方式來設(shè)置。而左上角的藍色圓圈內(nèi)的%IW0，就是讀取的模擬量的數(shù)值，如果壓力是125公斤，那么此時，%IW0的值應(yīng)為12000。

圖四 模擬量轉(zhuǎn)換過程

如圖四所示，這是整個的模擬量的轉(zhuǎn)換過程，看箭頭指向，傳感器檢測實際物理量，然后變送輸出模擬量到PLC，由PLC轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，而plc編程，就是對數(shù)字量的處理。

圖五 模擬量的PID處理

如圖五所示，左側(cè)紅色圓圈就是我們讀取的實際壓力，通過PID功能塊進行處理，處理后的數(shù)值賦值給%QW0，而%QW0是模擬量的輸出，也就是模擬量輸入的逆運算。

模擬電流相對于模擬電壓來說，有著無可比擬的優(yōu)勢，抗干擾能力強，有斷線檢測功能，而且模擬電流的傳感器一般都是兩線制，配線簡單方便，而且模擬電流信號可以方便的轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號，反之則不能，因此推薦大家盡量使用模擬電流。

模擬電流的缺點：概念比較抽象，測量比較麻煩，初學(xué)者可能會不好理解，更重要的是，電流是串聯(lián)相等，很多初次使用模擬電流的朋友經(jīng)常想當然的把模擬電流信號并聯(lián)，這是不對的，希望注意。

這就是PLC對模擬量的處理，它其實是一個線性轉(zhuǎn)換的過程，任何連續(xù)的物理量都可以變送成0~10V 或者4~20mA供我們處理，而我們又可以把要控制的物理量轉(zhuǎn)換成0~10V 或者4~20mA，這就是模擬量控制的本質(zhì)。