模拟量输入模块.ppt

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1、第2章PLC的硬件2.1PLC的硬件结构2.2FX系列PLC性能简介2.3特殊功能模块2.4编程设备与人机界面2.1PLC的硬件结构2.1.1PLC的物理结构2.1.2CPU模块与存储器2.1.3输入模块2.1.4输出模块整体式模块式2.1.1PLC的物理结构整体式模块式1．整体式PLC小型PLC一般属此结构有基本单元和扩展单元之分基本单元：有CPU模块、I/O模块和电源扩展单元：有I/O模块和电源选择有关单元，满足不同要求。2．模块式PLC大、中型PLC一般用模块式结构。用户可以选用不同档次的CPU模块、品种繁多的I/O模块和特殊功能模块。CPU模块主要由CPU芯片和存储器组成。

2、CPU模块相当于人的大脑和心脏，它不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出；存储器用来储存程序和数据。2.1.2CPU模块1．CPU芯片(1)通用微处理器，如Intel公司的8086，80186到Pentium系列芯片；(2)单片微处理器(单片机)，如Intel公司的MCS51/96系列单片机;(3)位片式微处理器，如AMD2900系列位片式微处理器。2．存储器存储器分为RAM和ROM。ROM一般用于存储系统程序。RAM一般用于存储用户程序。其容量一般以字为单位，三菱的FX系列称为步(Step，即字)。小型的容量在1K字左右，大型的可达数M(兆)字。1.开关量I/O模块的外

3、部接线方式汇点式各个I/O电路有一个公共点，共用一个电源。分组式I/O分成若干组，每组I/O共用一个电源，各组电源可以不同。分割式各个I/O点之间相互隔离，每个I/O可以使用独立电源。2.1.3输入/输出模块直流输入电路图输入接口作用：将按钮、行程开关或传感器等产生的信号，转换成数字信号送入主机。2.开关量输入模块交流输入电路图3.开关量输出模块继电器输出：低速大功率直流、交流负载（隔离、功率放大）晶体管集电极输出：高速小功率直流负载双向可控硅输出：高速大功率交流负载输出接口作用：将主机向外输出的信号转换成可以驱动外部执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断电；另外输出电路也使

4、计算机与外部强电隔离。继电器输出输出接口电路以继电器形式为例PLC内部电路内部电路J+交流电源或直流电源YCOM-继电器输出电路晶体管输出电路4.模拟量输入模块（A/D、AI）A/D作用：将现场仪表输出的（标准）模拟量信号0~10mA、4~20mA、1~5VDC等转化为计算机可以处理的数字信号变送器：温度变送器压力变送器流量变送器液位变送器成分分析仪传感器：Pt100Cu50热电偶……现场仪表模拟信号4～20mA0～10mA1～5VDCmV、Ω……模数转换(A/D、AI)端口(地址)数字信号0～40950～1023……CPU数字信号0～40950～1023……工程化转换工程量0～1

5、00℃?～??kPa……软件实现检测仪表硬件滤波如：RC滤波软件滤波如：中值滤波软件RC滤波……A/D组成：一般是由多路转换开关、前置放大器、采样保持器、ADC（AnalogtoDigitalConverter）等组成前置放大采样保持内、外补偿多路转换ADC光电隔离数据驱动锁存数据总线控制单元控制总线输入信号1输入信号nA/D转换通常有二种方式：①逐次比较型②双积分型A/D转换的性能指标分辨力*――A/D接口变化一个LSB（二进制最低有效位）时输入模拟量的最小变化量例：12位A/D转换器，输入范围0～10VDC，分辨力＝10/212＝2.44mV（通常分辨率以输入二进制数的位数来表

6、示：10位、12位分辨率）线性误差――实际转换特性曲线与理想转换特性曲线之间的最大偏差包括偏移误差（0输入非0输出）、非线性误差等。线性误差通常以LSB的分数表示：如1/2LSB、1LSB等转换时间*――从启动转换到转换结束完成一次A/D转换所需要的时间信号的隔离*模块包含的A/D通道数*输入信号类型――单极性、双极性、信号范围、信号制5.模拟量输出模块（D/A、AO）D/A作用：将计算机内部的数字信号转化为现场仪表可以接收的标准信号4~20mA等如：12位数字量（0～4095）→4~20mA2047对应的转换结果：12mA调节阀变频器……执行器控制信号4～20mA0～10mA

7、1～5VDC0～10VDC……数模转换(D/A、AO)端口(地址)数字信号0～40950～1023……CPU工程量0～100％……软件实现数字信号0～40950～1023……工程化反变换D/A转换的性能指标分辨力――二进制变化一个LSB（最低有效位）时D/A输出模拟量的最小变化量（通常分辨率以输入二进制数地位数来表示：10位、12位D/A转换器）线性误差――实际转换特性曲线与理想转换特性曲线之间的最大偏差包括偏移误差（0输入非0输出）、非线性误差等。线性误差通常以LS