PLCプログラミング核心概念：开关量、模拟量和脉冲量深度解析

PLCプログラミング核心量：开关量、模拟量与脉冲量解析

在PLCプログラミング中，开关量、模拟量和脉冲量是三个基础量。对这三者的深入理解，是PLC技能精通的关键。

1. 开关量（或逻辑量）：

• 开关量是二进制的，即只有2つステータス：0（OFF）和1（ON）。
• 顺序控制是开关量的基本应用，即基于入力的历史和当前ステータス产生特定的出力。
• 控制モード可以是手动、半自动或全自动，而控制原理可以是分散的、集中的或混合的。

2.模拟量：

• 模拟量代表连续变化的物理量，如电压、电流和温度。
• 模拟量可以转换为数字量，而数字量实质上是多ステータス的开关量。因此，PLC可以可靠地処理转换后的模拟量。
• 在连续生产中，模拟量是常见的，故称为过程控制。
• 非標準的模拟量需转换为標準电信号，如4-20mA或0-10V等。
• PLC内部涉及模拟量与数字量间的转换和計算。例如，1/32767分辨率的PLC模拟ユニット与0—10V电量对应0—100℃temperature。因此，0—32767对应0—100℃，得出1℃对应约327.67単位。为了达到0.1℃的精度，需要进一步细分该值。
• 模拟量控制方法包括反馈、前馈、比例和模糊控制等。

3.脉冲量：

• 脉冲量是数字量，其值在0和1之间不断交替变化。
• PLC中的脉冲量主要用于位置、运动和轨迹控制。例如，ステッピングモーター驱动器分辨率为每圈10000脉冲，若需ステッピングモーター旋转90度，则脉冲数为(10000 \times \frac{90}{360} = 2500)。

模拟量的转换与処理:

• 概述: 模拟量代表物理世界中连续的变量，例如电压、电流、压力和温度。对于PLC而言，正确地转换和処理这些量是至关重要的。
• 转换实例: 假设一个PLC模拟入力ユニット的分辨率为1/32767，并且对应0—10V的电压。这意味着它可以読み取り的温度範囲是0—100℃。因此，0-32767的数值範囲对应0—100℃的温度範囲。进一步，1℃对应的数值大约是327.67。要提高精度到0.1℃，只需将327.67除以10。
• 控制策略: 模拟量控制的策略包括反馈控制、前馈控制、比例控制及模糊控制。

2. 脉冲量:

• 概述: 脉冲量是数字信号，其值在0（低ステータス）和1（高ステータス）之间交替变化。其变化速度（即每秒脉冲变化的次数）称为频率。
• 应用: PLC処理的脉冲量主要用于位置控制、速度控制和轨迹控制。例如，ステッピングモーター在角度控制中需要知道脉冲数。もしステッピングモーター驱动器规定每圈是10000脉冲，那么要使ステッピングモーター旋转90度，所需的脉冲数为2500。

3. 模拟量的详细計算:

基于不同的电压和电流範囲，以及不同的分辨率，模拟量可以被转换为特定的十六进制值。例如：

• 对于-10V至10V的电压範囲，在6000分辨率下，转换结果为F448—0BB8Hex；而在12000分辨率下，结果为E890—1770Hex。

以上仅为简要概述。具体的转换和処理方式会根据PLC的型号和规格、以及测量物理量的特性而异。

注意：模拟入力时需要注意线路配线要求，确保信号的准确性和稳定性。

模拟量与十六进制数值的转换:

1. -10V至10V电压範囲:
   • 在6000分辨率下，转换範囲为 F448—0BB8Hex，对应的数值範囲为-3000—3000。
   • 在12000分辨率下，转换範囲为 E890—1770Hex，对应的数值範囲为-6000—6000。
2. 0V至10V电压範囲:
   • 在12000分辨率下，转换範囲为 0—1770Hex，对应的数值範囲为0—6000。
   • 在同样的12000分辨率下，转换範囲为 0—2EE0Hex，对应的数值範囲为0—12000。
3. 0mA至20mA电流範囲:
   • 在6000分辨率下，转换範囲为 0—1770Hex，对应的数值範囲为0—6000。
   • 在12000分辨率下，转换範囲为 0—2EE0Hex，对应的数值範囲为0—12000。
4. 4mA至20mA电流範囲:
   • 在6000分辨率下，转换範囲为 0—1770Hex，对应的数值範囲为0—6000。
   • 在12000分辨率下，转换範囲为 0—2EE0Hex，对应的数值範囲为0—12000。

请注意，上述转换可能因PLC型号和設定而异。确保根据具体规格进行调整。

模拟入力配线要求:

1. 采シールドツイストペア，但シールド層不应连接。
2. 若入力未使用，请将V IN和COM端子短接。
3. 确保模拟信号线与主要电源线（如AC电源线、高压线）絶縁。
4. 如电源线存在干渉，请在入力モジュール与电源モジュール间追加フィルターフィルターは。
5. 在接通負荷电源前，首先确保CPUモジュール已通电。
6. 停電时，先切断負荷电源，随后切断CPUモジュール电源。

PLCプログラミング算法（3）- 脉冲控制計算

脉冲控制在PLCプログラミング中主要应用于驱动デバイス如ステッピングモーター和サーボ电机的角度、距离和位置控制。以下，我们将経由ステッピングモーター为例，深入探讨其控制策略。

1. 角度控制:
   • 为実装精确控制，首先需确定ステッピングモーター的细分数及其每圈所需的脉冲总数。
   • 角度控制的核心是转换所需角度到相应的脉冲数。
   • 公式表示为：
     [ \text{脉冲数}{\text{角度}} = \text{脉冲数}{\text{总}} \times \left(\frac{\text{设定角度}}{360°}\right) ]
2. 距离控制:
   • 确定ステッピングモーター每圈所需的脉冲总数。
   • 进一步，考虑ステッピングモーター滚轮的直径以計算滚轮的周长。
   • 根据周长和脉冲总数，可以确定每个脉冲代表的移動距离。
   • 公式表示为：
     [ \text{脉冲数}{\text{距离}} = \frac{\text{设定距离}}{\left(\frac{\text{滚轮直径} \times \pi}{\text{脉冲数}{\text{总}}}\right)} ]
3. 位置控制:
   • 位置控制实质上是角度和距离控制的结合，确保ステッピングモーター达到预定的位置。

需要注意的是，虽然サーボ电机的控制逻辑与ステッピングモーター相似，但我们还需考虑サーボ电机内部的電子齿轮比及其与外部机械系统的减速比。