对模拟量的处理方法
模拟量信号干扰分析及11种解决秘诀
模拟量信号干扰分析及11种解决秘诀关键词：PLC 模拟量 信号干扰1、概述随着科学技术的发展，PLC 在工业控制中的应用越来越广泛。
PLC 控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。
自动化系统中所使用的各种类型PLC ，有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各种电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。
要提高PLC 控制系统可靠性，设计人员只有预先了解各种干扰才能有效保证系统可靠运行。
2、电磁干扰源及对系统的干扰影响PLC 控制系统的干扰源于一般影响工业控制设备的干扰源一样，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源，即干扰源。
干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声的干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。
其中：按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，分为持续噪声、偶发噪声等；按声音干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。
共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。
共模干扰是信号对地面的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压送加所形成。
共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的电器供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V 以上。
共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统I/O 模件损坏率较高的原因），这种共模干扰可为直流、亦可为交流。
差模干扰是指用于信号两极间得干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种让直接叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。
3、PLC 控制系统中电磁干扰的主要来源有哪些呢？(1) 来自空间的辐射干扰：空间的辐射电磁场（EMI ）主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的，通常称为辐射干扰，其分布极为复杂。
pcl模拟量的处理流程及注意事项
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PLC模拟量输入模块数值偶尔波动很大的处理方法
模拟量模块通过压力传感器（4-20ma）检测压力，待机时，所有电机均未启动，监控可以看到AIW6数值为6461，很稳定，但系统还是经常提示超压，于是我加了一条程序，用AIW6的值跟6400作比较，当AIW6的值小于6400时，将WIW6的即时值传送到某个存储器VW200，发现VW200的值有时5960，有时6210，总之就是远远小于6400，在计算中AIW6—6400有时候就会得到负数，最终计算出来的压力就会大过设定报警压力值，所以才会报警，知道问题所在了，但却百思不得其解，设备待机状态所有动力部份都不启动，应该不会有什么干扰，接线也正常，监控也正常，只有通过程序才能捕捉到它的瞬时值会偶尔小于6400。
把数据处理成工程量的实数表示，应该不会有太多跳动了。
零点显示5900～6460都不算什么，可以通过校准修正。
问题解决了，确实是数据类型的问题，在计算试中，用（AIWx–6400）的结果放到AC0后直接乘以总量程，再除以（3200—6400），那么当AIWX偶尔小于6400的时候，结果为负数，直接乘以总量程得出的结果就会非常大，所以超压，后来，我把（AIWx–6400）的结果进行整数到双整数的转化后，即使它的结果为负数，乘以总量程得出的结果也不会很大。
ITD指令用于16位数据格式向32位数据格式的转变，掩盖了一些技术细节。
ITD并不改变变量的值，初学者容易把它给忽略。
S7200的符号数（可正可负）是用2进制补码方式表示，最高位是符号位，当数位长度发生变化时，符号位必须予以正确处理，否则会造成数值转换错误。
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PLC对模拟量信号是怎么进行处理的
PLC对模拟量信号是怎么进行处理的模拟量信号是自动化过程控制系统中最基本的过程信号(压力、温度、流量等)输入形式。
系统中的过程信号通过变送器，将这些检测信号转换为统一的电压、电流信号，并将这些信号实时的传送至控制器(PLC)。
PLC通过计算转换，将这些模拟量信号转换为内部的数值信号。
从而实现系统的监控及控制。
从现场的物理信号到PLC内部处理的数值信号，有以下几个步骤：从以上PLC模拟量的信号输入流程可以看到，在自动化过程控制系统中，模拟量信号的输入是非常复杂的。
但是，在现目前的工业现场，对模拟量信号的处理已基本都采用电流信号方式进行传输，相比于电压信号方式，电流信号抗干扰能力更强，传输距离更远，信号稳定。
这里就PLC对模拟量信号的转换过程进行一个简单的分解介绍。
1PLC对模拟量信号的转换西门子S7-200SMART PLC模拟量模块对模拟量信号的转换范围台达DVP系列模拟量模块对模拟量信号的转换范围从以上可以看到：1、模拟量信号接入PLC后，PLC将模拟量信号转换为了整型数据，不是浮点数(如西门子-27,648 到 27,648);2、不同品牌的PLC对模拟量转换范围是有差异的(如西门子-27,648 到 27,648;台达-32,384 到 32,384);3、PLC同一个模块对不同类型的模拟量信号的转换范围是一致的(如西门子对±10 V、±5 V、±2.5 V 或 0 到 20mA的模拟量信号的转换范围均为-27,648 到 27,648);故从以上几点我们可以知道，接入PLC的模拟量信号还需要进行再转换处理，才可以得到与实际物理量相匹配的数据;在进行数据转换处理的时候，还应该与使用的PLC模块的处理数据范围相对应。
2PLC数据转换处理过程1、模拟量信号与PLC转换数据之间的转换从以上内容知道，从PLC直接读取到的模拟量信号为整型数据，整型数据无法直观的反馈出实际的物理量大小，故为了能够直观的反馈出现场的过程信号情况，还应该将这些整型数据转换为反馈直观真实的浮点数信号。
抗干扰处理方法
PLC抗干扰处理办法一、模拟量抗干扰处理办法1.1 、模拟量类型：1.1.1 模拟量输入类型（可根据客户需求定制）1.1.2 模拟量输出类型1.2 模拟量输入抗干扰处理办法特点：1. 测温范围广：2. K型：抗氧化性能强，宜在氧化性、惰性气氛中连续使用，长期使用温度1000C，短期1200 C。
3. E 型：在常用热电偶中，其热电动势最大，即灵敏度最高。
宜在氧化性、惰性气氛中连续使用4. J型：既可用于氧化性气氛（使用温度上限750C），也可用于还原性气氛（使用温度上限950C），并且耐H2及CO气体腐蚀，多用于炼油及化工；5.S型：抗氧化性能强，宜在氧化性、惰性气氛中连续使用，长期使用温度1400C，短期1600 C。
在所有热电偶中，S分度号的精确度等级最高，通常用作标准热电偶；1 .热电偶不能和强电放在一个线槽内2. 使用隔离型热电偶（信号线与屏蔽线分开的热电偶）处理方法：1. 检测冷端温度，冷端（查看冷端寄存器）与室温（环境温度）是否一致，如有偏差，现将冷端修正准确；1. 冷端温度温度正常时，将EK热电偶放在外部，不接其他负载，且不能与强电放在一个线槽时检测温度（AD模拟量对应寄存器）2. 将机壳接地，EK模拟量的线上加锡箔纸，并与其它干扰源隔开3. 加104 瓷片电容、磁环做防干扰处理4. 开关量信号和模拟量信号分开走，模拟信号最好采用单独屏蔽线5. 集成电路或晶体管设备的输入输出信号线，必须使用屏蔽电缆，在输入输出侧悬空，而在控制器侧接地。
6. 信号线缆要远离强干扰源，如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备。
7. 交流输入输出信号与直流输入输出信号应分别使用各自的电缆，并按传输信号种类分层敷设8. 采用隔离器，把信号源与PLC隔离开，通过隔离器在把信号输入到PLG9. 采用隔离变送器，将温度信号通过隔离变送器转换成电压信号或电流信号在送入到PLC。
1.2.2 PT100特点：1. 测温范围：-99.9~499.9 C,线距越长线损越大1. 三线制PT100需要并成两线制接线，AD端接信号线，其余两根接在GND端2. 线距1.5m 左右，若测温距离长需使用特殊的延长线（线损小）3. 滤波，（1）电容滤波：如果串模干扰频率比被测信号频率高，则采用输入低同滤波器来抑制高频串模干扰，（这里我们可以采用一个47UF\16V 的电解电容来处理）（2）数字滤波：PLC内部有特需寄存器，可以改变数值的大小来确定温度采集的频率。
S7-1200PLC模拟量数据采集及调试
S7-1200PLC模拟量数据采集及调试作为一名自动化工程师，在工控维修或者工控调试中，经常会碰到模拟量信号采集与处理问题。
那什么是模拟量？又该如何采集并处理，结合最近处理一个案例，跟大家分享一下。
模拟量是指一些连续变化的物理量，如电压、电流、压力、速度、流量等信号量。
模拟信号是幅度随时间连续变化的信号，通常电压信号为0~10V，电流信号为4~20mA，可以用PLC的模拟量模块进行数据采集，其经过抽样和量化后可以转换为数字量。
本次分享的是，利用西门子PLC采集压力传感器信号，从安装到调试的全过程。
硬件清单如下：1.西门子PLC一块CPU1214C DC/DC/DC 如下图：2.模拟量输入模块是SM1231 4AIX16 BIT（模拟量4通道）：模拟量输入模块是SM1231 4AIX16 BIT 四线制度压力传感器3.四线制度压力传感器1个，DC24V 4-20MA：压力传感器数据采集，大致需要经过以下5个步骤:（1）压力传感器正确安装，并正常接线：四线压力传感器，24V供电（2线）+2信号线（2线），如下图所示：四线压力传感器接线PLC模块接线传感器插头（2）模拟量通道配置：定义模拟量0通道，IW112采集数据，模拟量配置如下：模拟量0通道配置（3）PLC程序编写：PLC模拟量功能块，西门子博途有现场的功能块，NORM_X和SCALE_X 直接调用就行，如下图，需要注意数据类型.PLC程序（4）现场调试：现场监控PLC程序如调试中，出现了以下情况，压力变送器IW112，采集的数据，超范围太多，需要检查一下压力传感器是否有断线？我这个就是断线，采集的数据不对，如下图：检查线路后，发现有虚接，重新接线后，信号采集正常：如下图：。
模拟量采集滤波方法
模拟量采集滤波方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：模拟量采集是一种常见的工程实践，用于测量和监控物理量。
由于环境和设备的干扰，模拟信号在传输和采集过程中常常受到噪声的影响，为了获得准确、稳定的采集数据，必须采取一定的滤波方法。
本文将介绍几种常见的模拟量采集滤波方法，希望能为工程师们在实际应用中提供一些参考。
一、低通滤波器低通滤波器是最常用的一种滤波器，它能够滤除高频信号，保留低频信号。
在模拟量采集中，常常使用低通滤波器来滤除噪声信号，保留真实信号。
低通滤波器可以采用各种结构，如RC低通滤波器、巴特沃斯低通滤波器、切比雪夫低通滤波器等。
其实现原理是通过设置截止频率，将高于该频率的信号滤掉，只保留低于该频率的信号。
选择合适的截止频率很关键，一方面要确保噪声尽可能被滤掉，另一方面要确保信号的有效成分不被破坏。
二、中值滤波器中值滤波器是一种非线性滤波器，它采用信号窗口中所有数据的中值来取代当前数据点的数值。
中值滤波器对随机噪声的抑制效果比较好，而且能够保持信号的边缘信息，适用于各种实时信号的滤波处理。
中值滤波器的实现比较简单，只需要将信号数据按大小进行排序，然后取中间值即可。
不过需要注意的是，中值滤波器的延时较大，不适用于对信号的实时性要求较高的场合。
三、滑动平均滤波器滑动平均滤波器是一种简单有效的滤波方法，它通过对一定时间内的数据进行平均处理来降低噪声干扰。
滑动平均滤波器主要分为简单滑动平均和加权滑动平均两种。
简单滑动平均是将一定时间窗口内的信号数据进行累加求和，然后除以窗口长度得到平均值。
加权滑动平均则是对信号数据进行加权处理，根据信号的重要程度不同，给予不同的权重。
滑动平均滤波器的优点是实现简单、操作方便，而且对周期性的噪声有较好的去除效果。
不过需要注意的是，滑动平均滤波器对信号的实时性要求较高，滞后性比较明显。
四、卡尔曼滤波器卡尔曼滤波器是一种递推滤波器，主要用于动态系统的估计和控制。
它结合了系统模型和观测数据，通过对系统状态的估计来去除噪声干扰。
模拟量模块的使用及信号的采集与处理
模拟量模块的使用及信号的采集与处理一、实验目的1、熟悉可编程序控制器的工作原理、主要参数、硬件结构、模块特性、安装配置及指令系统、程序设计、调试方法。
2、熟悉S7-300模拟量模块的工作原理，掌握硬件安装接线的方法及软件的设置及编程。
3、掌握模拟量模/数、数/模转换的原理，输入输出编程方法及STEP7开发环境的使用。
二、实验要求1、器材需求：装有Step-7的计算机，S7-300 PLC（包括电源模块、CPU模块、通信模块和至少一个模拟量模块），数字万用表、PLC实验台及实验用导线若干。
2、以尽可能直观的方式验证模拟量输入、输出模块的结果及精度。
三、实验原理通过PLC模拟量模块采集0-10V模拟电压再输出的方式，验证其模拟量模块的转换速度及精度。
模拟量输出框图：图3-1 模拟量输出框图四、实验步骤1、接线本实验除了PLC的电源模块、CPU模块和通信模块，输入/输出模块只用到模拟量模块SM334。
模拟量I/O模块SM334有两种规格，一种是有4模入/2模出的模拟量模块，其输入、输出精度为8位，另一种也是有4模入/2模出的模拟量模块，其输入、输出精度为12位。
SM334模块输入测量范围为0～10 V或0～20 mA，输出范围为0～10 V或0～20 mA。
它的I/O测量范围的选择是通过恰当的接线而不是通过组态软件编程设定的。
与其它模拟量模块不同，SM334没有负的测量范围，且精度比较低。
本实验的I/O模块选用SM334AI4/AO2x12bit模拟量模块，输入信号为实验台提供的0-10V连续可调直流电源，SM334 AI4/AO2x12bit模块的原理图如下：图3-1 SM334 AI4/AO2x12bit示意图接线方法：将模块的电位参考端和每个通道的电位参考端接地（或电源负极），将所选输入通道的输入端接到实验台0-10V直流电源的正极，并用数字万用表测量输入的模拟电压值和SM334 AI4/AO2x12bit模块模出口的电压值。
模拟量输入的处理实例程序(带注释)
// the filtered output.
// If the module is not an analog
// to -320 counts,
LPS // compute the last sample value
// without reading the analog
// module or a module error was
// detected,
// set the filtered output to
// the error value
// and set the AI Module Error bit.
Network 6 // 计算和输出均值，或者列出错误的情况
// 特殊寄存器SM8.7，当其状态为0时，能流能够流过（该位状态为0时表明有模块存在）
// 特殊寄存器SM8.4，当若有一个扩展模块存在且其状态为1时，表明扩展模块是模拟量模块
// 如果能流到了特殊位SMB9且其值为0，则说明该模拟量模块没有错误，计算并输出均值
// 将双字VD2的值加到VD6上来更新连续和值，将结果存放到VD6中
// 需要用双字(32位)存储采样和。为把输入值加到采样和中，你应当把它转成双字。
// 当输入数为负数时，最高有效字增添1；若为正值，最高有效字增添0来校正输入值。
//
//
BEGIN
Network 1
// 初始化
LD SM0.1 //
Network 2 // 计算新值和均值之间的差值
// 模拟量输入采样并计算采样新值和平均值之间的差量，用采样值AIW0减去以前的平均值VW12，差值放到VW4中
三菱FX系列模拟量的处理
三菱FX2N系列模拟量输入输出模块在水箱控制系统方面的应用......１．概述模拟量输入模块（A/D模块）是把现场连续变化的模拟信号转换成适合PLC内部处理的数字信号。
输入的模拟信号经运算放大器放大后进行A/D转换，再经光电藕合器为PLC 提供一定位数的数字信号。
FX2N系列常用的PLC模拟量输入/输出模块如图所示。
此主题相关图片如下，点击图片看大图：模拟量输出模块（D/A模块）是将PLC处理后的数字信号转换成相应的模拟信号输出，以满足生产过程现场连续控制信号的需求。
模拟信号输出接口一般由光电隔离、D/A转换、信号驱动等环节组成。
2．模拟量输入/输出单元以三菱公司的F2-6A模块为例，来说明模拟量输入输出单元模块的有关情况。
F2-6A是三菱公司F1、F2系列PLC的扩展单元，为8位4通道输入、2通道输出的模拟量输入输出单元模块。
F2-6A模块与F1、F2系列PLC连接示意图如下：此主题相关图片如下，点击图片看大图：3．A/D转换、D/A转换1）模数转换（A/D）模块：将现场仪表输出的（标准）模拟量信号0-10mA、4-20mA、1 -5VDC等转化为计机可以处理的数字信号数模转换（D/A）模块：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）→4-20 mA；2047对应的转换结果：12mA。
2）A/D转换（A/D、AI）的作用。
3）D/A转换（D/A、AO）的作用。
4．几种常见模拟量输入/输出模块简介：1）模拟量输入模块FX-4AD。
FX-4AD为4通道12位A/D转换模块，根据外部连接方法及PLC指令，可选择电压输入或电流输入，是一种与F2-6A相比具有高精确度的输入模块。
2）热电偶温度传感器模拟量输入模块FX-4AD-TC。
FX-4AD-TC是4通道热电偶温度传感器模拟量输入模块。
3）模拟量输出模块FX-2DA。
FX-2DA为2通道12位D/A转换模块，每个通道可独立设置电压或电流输出。
模拟量处理
2. 模拟量输入通道的量程调节
每个模拟量输入模块（AI）都有 2～8 模拟量输入通道，在使用之前必须对所使用的模 拟量输入模块进行相关设置：
新疆博识通咨询有限公司
北京精诚智合科技有限公司
编制：李丙林
①通过模拟量输入模块内部的跳线， 同一个模拟量输入模块每个通道组间可以连接不同 类型的传感器； ②通过使用 STEP7 软件或量程卡可以设置模拟量模块的测量方法和测量范围。 一般模拟量输入模块的每个通道组有 1 个量程卡， 每个量程卡可设置为¡ A¡ 、 ¡ B¡ 、 ¡ C¡ 、 ¡ D¡ 4 个位置，缺省位置为¡ B¡ ，即电压测量位置。
传感器 测量传感器利用线性膨胀、角度扭转或电导率变化等原理来测量物理量的变化。 变送器 测量变送器将传感器检测到的变化量转换为标准的模拟信号，如: ¡ 500mV, ¡ 10V, ¡ 20mA, 4...20mA。这些标准的模拟信号将接到模拟输入模块上。 模数转换器 必须把模拟值转换为数字量，才能被 CPU 处理。模拟输入模块中的 ADC（模 数转换器）用来实现转换功能。模数转换是顺序执行的，也就是说每个模拟通道上的输入信 号是轮流被转换的。 结果存储器 模数转换的结果存在结果存储器中，并一直保持到被一个新的转换值所覆盖。 可用¡ L PIW¡ ¡ 指令来访问模数转换的结果。 模拟输出 传递指令¡ T PQW...¡ 用来向模拟输出模块中写模拟量的数值（由用户程序 计算所得） ，该数值由模块中的 DAC（数模转换器）变换为标准的模拟信号。 模拟执行器 采用标准模拟输入信号的模拟执行器可以直接连接到模拟输出模块上。 模拟量输入流程是： 通过传感器把物理量转变为电信号， 这个电信号可能是离散性的电 信号， 需要通过变送器转换为标准的模拟量电压或电流信号， 模拟量模块接收到标准的电信 号后通过 A/D 转换，转变为与模拟量成比例的数字信号，并存放在缓冲器中，CPU 通过¡ L PIWx¡ 指令读取模拟量模块缓冲器的内容，并传送到指定的存储区中待处理。 模拟量输出流程是：CPU 通过¡ T PQWx...¡ 指令把指定的数字量信号传送到模拟量 模块的缓冲器中，模拟量模块通过 D/A 转换器，把缓冲器的内容转变为成比例的标准电压 或电流信号，标准电压或电流驱动相应的执行器动作，完成模拟量控制。
1200plc模拟量指令
1200plc模拟量指令
PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于自动化控制的电子设备，
它通过编程来控制和监控工业过程。
PLC通常可以处理数字输入和
输出信号，但也有一些PLC可以处理模拟量输入和输出信号。
在PLC中，模拟量指令用于处理模拟量信号。
模拟量信号是连
续变化的信号，例如温度、压力、流量等。
PLC可以通过模拟量输
入模块接收模拟量信号，然后使用模拟量指令对其进行处理和控制。
模拟量指令的功能包括以下几个方面：
1. 模拟量输入，PLC可以通过模拟量输入模块接收外部传感器
或设备的模拟量信号。
模拟量输入指令可以读取和处理这些信号，
并将其转换为数字值供PLC程序使用。
2. 模拟量输出，PLC可以通过模拟量输出模块控制外部执行器
或设备的模拟量信号。
模拟量输出指令可以将数字值转换为模拟量
信号，并发送给外部设备。
3. 模拟量计算，PLC可以使用模拟量指令进行各种模拟量计算，
例如加减乘除、比较、滤波等。
这些计算可以用于控制和调节工业过程中的模拟量变量。
4. 模拟量调节，PLC可以使用模拟量指令对模拟量信号进行调节和控制。
例如，可以使用PID（比例、积分、微分）算法来实现温度、压力等模拟量变量的闭环控制。
5. 模拟量报警，PLC可以使用模拟量指令监测模拟量信号的状态，并在达到预设阈值时触发报警。
这可以帮助运维人员及时发现和处理异常情况。
总之，PLC的模拟量指令提供了丰富的功能和灵活性，可以处理和控制各种模拟量信号。
通过合理的编程和配置，可以实现精确的模拟量控制和监测，提高工业过程的效率和可靠性。
模拟量处理
最高液位 600L， 对应通道0上的 10 V 模拟量
最低液位设定为 50L， 当实测液位低于该值时， 通过 Q 5.2输出一个信息。
Date: File:
2020/4/10 SSP2_03C.15
Northeastern University Li Hongru
模拟变量 的实际值
HL
LL
QH QL
>=352.778 32767
352.767 :
300.011
32511 :
27649
300.000 225.000
: : 0.000
27648 20736
: : 0
不允许 负值
-1 :
- 4864
- 32768
>= 1000.1
1000.0 :
850.1
850.0 : : :
-200.0
- 200.1 :
SIMATIC S7
练习3.4: 结构化的极限监视功能
功能
HYS
HYS t
符号
FB120
LIMIT ACTV QH HI_LIM QL LO_LIM HL LL HYS
Date: File:
2020/4/10 SSP2_03C.16
Northeastern University Li Hongru
- 243.0
<= - 243.1
32767
10000 :
8501
8500 : : :
-2000
- 2001 :
- 2430
- 32768
SIMATIC S7
Date: File:
2020/4/10 SSP2_03C.9
PLC关于模拟量的处理
模拟量的处理1、模拟量的规范化读入模拟量输入模块的输入信号都与实际的物理量相对应，如用一个液位传感器-变送器来测量罐的液位，测量范围为0～500L，对应的输出电压为0～10V。
假设将该模拟量信号接入模拟量输入模块，对应于0～10V的电压信号，其转换值为0～27648，该数值应该进一步转换为实际物理量值（如：0～500L），这个过程称为“规范化”。
在STEP7的标准库中有可用于模拟量规范化的功能FC105，使用FC105（符号名为“SCALE”）可以将从模拟量输入模块所接收的整型值转换为以工程单位表示的介于下限（LO_LIM）和上限（HI_LIM）之间的实型值。
IN：欲转换为以工程单位表示的实型值的输入值（整数类型），可直接从模拟量输入模块接收数据；LO_LIM：以工程单位表示的下限值，实数类型；HI_LIM：以工程单位表示的上限值，实数类型；OUT：规范化后的值（物理量），实数类型；BIPOLAR：“1”表示输入值为双极性，“0”表示输入值为单极性。
示例说明，如果I0.0为“1”且M0.0为“0”，则可将地址为288的模拟量输入通道值（0～27648）转换为介于0.0和500.0之间的实型值，并写入MD104。
PIW288 为27648（01101100，00000000）MD104显示的值为500.00（注意MD104的值为实数显示）；PIW288为27036（01010001，00000000）MD显示的值为375.00；PIW288为13824（00110110，00000000）MD104显示的值为250.00；PIW288为6912（00011011，00000000）MD显示的值为125.00。
FC105的功能可用下式表示：常数K1和K2根据输入值是双极性还是单极性来设置。
假定输入整型值介于-27648与27648之间，则K1=-27648.0，K2=+27648.0；假定输入整型值介于0和27648之间，则K1=0.0，K2=+27648.0。
抗干扰处理方法
六.通讯口抗干扰处理办法
RS232口
处理方法：
1.加信号隔离器
2.采用带屏蔽的电缆线做为信号线
3.可靠有效的接地
2.将机壳接地，EK模拟量的线上加锡箔纸，并与其它干扰源隔开
3.加104瓷片电容、磁环做防干扰处理
4.开关量信号和模拟量信号分开走，模拟信号最好采用单独屏蔽线
5.集成电路或晶体管设备的输入输出信号线，必须使用屏蔽电缆，在输入输出侧悬空，而在控制器侧接地。
6.信号线缆要远离强干扰源，如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备。
五．预防措施：
（1）屏蔽法：屏蔽法就是将热电偶信号线穿在铁管或者其他金属屏蔽物内进行屏蔽。这样可以防止电磁干扰和高压电场的干扰。使用这种方法时应该将铁管和其他屏蔽物进行良好的接地。
（2）隔离法：隔离法就是将热电偶悬空安装，使热电偶不与炉壁的耐火砖接触，热电偶与支架之间也采用绝缘物进行隔离，这种方法可以很好的预防高温漏电的干扰。
4.J型：既可用于氧化性气氛（使用温度上限750℃），也可用于还原性气氛（使用温度上限950℃），并且耐H2及CO气体腐蚀，多用于炼油及化工；
5.S型：抗氧化性能强，宜在氧化性、惰性气氛中连续使用，长期使用温度1400℃，短期1600℃。在所有热电偶中，S分度号的精确度等级最高，通常用作标准热电偶；
注意：
1.热电偶不能和强电放在一个线槽内
2.使用隔离型热电偶（信号线与屏蔽线分开的热电偶）
处理方法：
1.检测冷端温度，冷端（查看冷端寄存器）与室温（环境温度）是否一致，如有 偏差，现将冷端修正准确；
NX-NJ系列PLC编程知识
变送器
变送器
电压信号
-10~+10V、0~+10V……
电流信号
4~+20mA、0~20mA……
模拟量
传感器探头
温度传感器
压力传感器
车速传感器
流量计
二、模拟量的数据处理
PLC的世界里，只认识0和1的数字，它无法识别模拟量信号。
怎么办？
二、模拟量的数据处理
温度变送器
AD3203模拟量输入模块
工程实际值经过PLC的模拟量输入模块，转化为一个16位的INT整数。
假如传感器的量程是0~17Kg，AD转化为0~8000的整数。
思考问题2：如何将PLC模拟量通道的数字量数据，转化成实际工
程量，显示在触摸屏上？
1、将PLC的模拟量输入通道中的16位INT整数转换为
REAL浮点数“abc”，如右图所示；
是无限快的，采集、控制需要时间。
➢ 而且，控制对象具有惯性。比如你
将一个加热器拔掉，它的“余热”
（即热惯性）可能还会使水温继续
升高一小会。
（温度）
开关控制
PID控制
29
一、PID的概念
P
I
D
这时，就需要一种『算法』：
它可以将需要控制的物理量带到目标附近
它可以“预见”这个量的变化趋势
它也可以消除因为散热、阻力等因素造成
PLC在空气压缩机的控制应用
PART02
NX-NJ系列PLC编程知识
2
目录 Contents
1
模拟量的采集和处理
2
PID运算功能
3
PLC与PLC的modBUS通讯指令
浅谈S7-200PLC模拟量输入处理方法
浅谈S7-200PLC模拟量输入处理方法S7-200系列PLC是SIEMENS公司新推出的一种小型PLC。
它以紧凑的结构、良好的扩展性、强大的指令功能、低廉的价格，已经成为当代各种小型控制工程的理想控制器。
S7-200PLC包含了一个单独的S7-200CPU和各种可选择的扩展模块，可以十分方便地组成不同规模的控制系统。
其控制规模可以从几点到上百点。
在生产过程中，存在大量的物理量，如压力、温度、速度、旋转速度、pH值、粘度等。
为了实现自动控制，这些模拟量信号需要被PLC处理。
S7-200PLC模拟量输入扩展模块分为模拟量输入模块、模拟量输入/输出混合模块。
模拟量输入扩展模块提供了模拟量输入功能。
S7-200的模拟量输入扩展模块具有较大的适应性，可以直接与传感器相连，有很大的灵活性，并且安装方便。
1S7-200系列PLC模拟量输入模块介绍1.1主要模块的功能及特性1.1.1模拟量输入模块EM231。
EM231具有４路模拟量输入，输入信号可以是电压也可以是电流，其输入与PLC具有隔离。
输入信号的范围可以由SW1、SW2和SW3设定。
输入特性：4路模拟量输入电源电压：标准24VDC/4mA输入类型：0～10V、0～5V、±5V、±2.5V、0～20mA分辨率：12bit转换速度：250µs隔离：有1.1.2模拟量混合模块EM235。
EM235具有４路模拟量输入和１路模拟量输出。
它的输入信号可以是不同量程的电压或电流。
其电压、电流的量程是由开关SW1、SW2到SW6设定。
EM235有１路模拟量输出，其输出可以是电压也可以是电流。
1.2模块的寻址方式和模拟量值的表示方法1.2.1模拟量输入模块的寻址—模拟量输入映像区（AI区）。
模拟量输入映像区是S7-200CPU为模拟量输入端信号开辟的一个存贮区。
S7-200将测得的模拟值（如温度、压力）转换成1个字长的（16bit）的数字量，模拟量输入用区域标识符（AI）、数据长度（W）及字节的起始地址表示。
3. 模拟量信号处理的常见方法有哪些？
3. 模拟量信号处理的常见方法有哪些？11 模拟量信号处理概述模拟量信号是连续变化的物理量，如电压、电流、温度、压力等。
对模拟量信号进行处理的目的是将其转换为有用的信息，以便进行测量、控制和数据处理。
111 常见的模拟量信号处理方法1111 滤波滤波是去除模拟量信号中的噪声和干扰的常用方法。
常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
低通滤波器用于去除高频噪声，保留低频信号；高通滤波器则相反，用于去除低频噪声，保留高频信号；带通滤波器允许特定频段的信号通过，而带阻滤波器则阻止特定频段的信号。
1112 放大当模拟量信号的幅度较小，无法满足后续处理或测量的要求时，需要进行放大。
放大器可以将信号的幅度按一定比例增大，同时应注意保持信号的准确性和线性度。
1113 模数转换（ADC）将模拟量信号转换为数字量信号是数字处理系统中的关键步骤。
ADC 器件根据特定的采样频率和分辨率将连续的模拟量转换为离散的数字值。
1114 信号调理信号调理包括对信号进行隔离、电平转换、线性化等操作，以适应后续处理设备的要求。
1115 校准为了提高测量的准确性，需要对模拟量信号处理系统进行校准。
校准可以通过与已知标准值进行比较来调整系统的参数。
112 模拟量信号处理方法的选择在实际应用中，应根据具体的需求和信号特点选择合适的处理方法。
例如，如果信号中存在高频噪声，应选择低通滤波；如果信号幅度过小，需要放大处理；对于需要数字处理的系统，必须进行 ADC 转换。
12 模拟量信号处理中的注意事项121 噪声和干扰的抑制在模拟量信号处理过程中，要采取有效的措施抑制噪声和干扰，如良好的接地、屏蔽、滤波等。
122 精度和分辨率的考虑根据应用的精度要求选择合适的 ADC 分辨率和其他处理设备的精度。
123 稳定性和可靠性确保模拟量信号处理系统在不同环境条件下的稳定性和可靠性，以保证长期准确的工作。
13 总结模拟量信号处理是一个复杂但重要的领域，通过合理选择和应用上述常见方法，并注意相关的注意事项，可以有效地获取准确、有用的信息，为各种测量、控制和数据处理系统提供可靠的输入。
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对模拟量的处理方法
1． 模拟量的处理
对于采集到的重量信号，采用算术平均值滤波法（多次采样，求和求平均值）减小各种干扰因素引起的误差。
2． 量程转换
由于各个通道的模拟量量程不同，所以要进行量程转换，以便正确显示重量值，量程转换公式：
()000
10
1S M M M M S S Y out +---=
Y —转换后的结果
1M --变送器输出为满量程时模/数转换器的转换值 0M --变送器输出为零点时模/数转换器的转换值 out M --某一次采样时模/数转换器的转换值
1S --测量参数的上限 0S --测量参数的下限
如：假定某一通道测量的模拟量参数是液位，下限是mm S 2000=，上限是mm S 12001=，模拟量信号是1V ～5V ，8位模/数转换器。
当液位是1200mm 时，变送器输出为满量程5V ，模拟量信号的A/D 转换值2551=M ；当液位是200mm 时，变送器输出为是1V （零点），模拟量信号的A/D 转换值510=M 。
假定液位是800mm 时，模拟信号的输出是x
V
x V
V mm mm mm mm 1152008002001200--=
-- V x 4.3=，
这时A/D 转换器的转换值
out
M V
V 4.32555= out M =173，代入公式
()00010
1S M M M M S S Y out +---=
()7982005117351
2552001200=+---=
为了提高精度和减少运算时间，将)(-IN V 接1.00V 参考电压，这时00=M ，当模拟信号输出是1V ，A/D 转换输出结果是0，假设当液位是800mm 时，模拟信号的输出是3.4V ，这时out M =153，代入公式
()00010
1S M M M M S S Y out +---=
()80020001730
2552001200=+---=
3． 数制转换
以上计算的操作数均为浮点数，因此PLC 编程时，在计算前应将所有整数均转换成浮点数，运算结果再取整，在模拟屏上显示的参数应为十进制浮点数（实数）。
数制转换和四则运算等处理都可作成子程序。
在控制部分把量程转换结果同设定数值相比较，结果控制输出。
4． 本课题具体处理
本课题线路一次侧的电流范围可以任选，区别仅在于一次侧电流范围不同时选配不同变比的电流互感器。
二次侧的电流范围总是0～5A 。
通过表头电路（变送器），接入模拟量输入模块的是0V ～1V 的标准模拟量信号，且是单极性电压信号，12位A/D 转换器转换数据的格式是：
12位A/D 转换值
0 0 0
当线路电流（二次侧）是5A 时，变送器输出为满量程1V ，模拟量输入模块的A/D 转换值是
320001=M ，当线路电流是0时，变送器输出为0V ，模拟量输入模块的A/D 转换值是00=M ，假定当电流是3A 时，模拟信号的输出是
x
1
35= V x 6.0=，这时模/数转换器的转换值out M V
V
M out 6.0132000= 19200=out M ， 代入公式计算转换后的结果：
()00010
1S M M M M S S Y out +---=
()30192000
3200005=---=
对于不同的场合，电流范围不同时，可在模拟显示屏上设置一个变量，通过屏面输入不同的电流互感器变比，用以控制不同的对象。
模拟量模块的接线：
DIP开关的设置：
EM235配置单极性模拟量
满量程输入分辨率SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6
ON OFF OFF ON OFF ON 0～50mV 12.5μV OFF ON OFF ON OFF ON 0～100mV 25μV ON OFF OFF OFF ON ON 0～500mV 125μV OFF ON OFF OFF ON ON 0～1V 250μV ON OFF OFF OFF OFF ON 0～5V 1.25mV ON OFF OFF OFF OFF ON 0～20mA 5μA OFF ON OFF OFF OFF ON 0～10V 2.5mV 双极性模拟量
满量程输入分辨率SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6
ON OFF OFF ON OFF OFF ±250mV 12.5μV OFF ON OFF ON OFF OFF ±50mV 25μV OFF OFF ON ON OFF OFF ±100mV 50μV ON OFF OFF OFF ON OFF ±250mV 125μV OFF ON OFF OFF ON OFF ±500mV 250μV OFF OFF ON OFF ON OFF ±1V 500μA ON OFF OFF OFF OFF OFF ±2.5V 1.25mV OFF ON OFF OFF OFF OFF ±5V 2.5mV OFF OFF ON OFF OFF OFF ±10V 5mV。