关于模拟量输入转化 点击：4714 | 回复：23
发表于：2007-04-24 15:58:00
楼主
看了很多关于模拟量转化的帖子和程序,现在是越搞越糊涂了,期望那位大峡能具体的讲一讲:
我现在有个温度传感器的量程是0-500度,输出是4-24mA的电流信号,用S7-300的模拟量模块,我的模拟量地址是:AIW256,假如说我需要用到PID进行闭环系统的调节,就要用到FC105进行工程量转化,也可以自己进行编程,以下是对FC105的具体描述:
FC105
SCALE功能接受一个整型值(IN)，并将其转换为以工程单位表示的介于下限和上限(LO_LIM和HI_LIM)之间的实型值。将结果写入OUT。SCALE功能使用以下等式：
OUT = [ ((FLOAT (IN) -K1)/(K2-1)) * (HI_LIM-O_LIM)] + LO_LIM
常数K1和K2根据输入值是BIPOLAR还是UNIPOLAR设置。
BIPOLAR：假定输入整型值介于 27648与27648之间，因此K1 = -27648.0，K2 = +27648.0
UNIPOLAR：假定输入整型值介于0和27648之间，因此K1 = 0.0，K2 = +27648.0
如果输入整型值大于K2，输出(OUT)将钳位于HI_LIM，并返回一个错误。如果输入整型值小于K1，输出将钳位于LO_LIM，并返回一个错误。
通过设置LO_LIM > HI_LIM可获得反向标定。使用反向转换时，输出值将随输入值的增加而减小
通过上面的例子我想该这么算:OUT=(AIW256转化成的浮点数)*(500-0)/27648+0,这样是正确的吗?那位解答一下,
我还有以下问题:
1.SCALE功能接受一个整型值(IN)，并将其转换为以工程单位表示的介于下限和上限(LO_LIM和HI_LIM)之间的实型值,我们为什么要转化?是不是CPU只能处理以工程单位表示的实型值?何为以工程单位表示的实型值?在本例中具体是指哪个数,这个数有什么用处?
(每个PID控制回路有两个输入量，即给定量和过程变量，在实际控制问题中，它们的取值范围和测量单位可能不一致，因此，在进行PID运算前，必须将工程实际值标准化，即转换为无量钢相对值格式。在对模拟量进行PID运算后，对输出生产的控制作用是在[0.0～1]范围的标准化值，为了能够驱动实际的驱动装置必须将其转换成工程实际值。 )
2.本例如果不用FC105进行线性转化,自己在程序中写程序,具体程序是怎样的,麻烦那位写出来.
3.假如说我的输入模块的精度是12位的,他和精度是16位有何区别,具体体现在那些方面?
4.我在网上看到一个小程序,希望大家解释一下他的含义:
L PIW400 //采集到的输入
T mw100 //将WORD格式变成整数
ITD //将整数转换成双整数
DTR //将双整数转换成浮点数即小数
L MD200 //此数为零点,由你自己根据现场表调定
+R
L MD300 //此数为比例,由你自己根据现场表调定
*R
T MD400 //此数为结果.
实践证明结果比FC105准确,因为FC105我看过里边的程序
根本就没有调零点,而且完全标准的0~20mA或4~20mA信号
是不存在的,总有差别,还不如用现场表比对来得OK.
根据上面公式,侧一高一低两个数就可算出响应传感器的
MD200和MD300.
谁能说说MD200,MD300,MD400具体指什么,和本例对应起来应该是那些变量或数值?
5.假如说本例用的是S7-200的PLC,希望那位大峡也写出线形转化的程序,以及如果要进行PID处理,触摸屏显示的程序/
上面有可能有些地方说的不是很清楚或者是错误的东西,希望大家包涵并给小弟指出来,希望大家多多提出回复,给我们这些新手学习的机会.谢谢大家!
我现在有个温度传感器的量程是0-500度,输出是4-24mA的电流信号,用S7-300的模拟量模块,我的模拟量地址是:AIW256,假如说我需要用到PID进行闭环系统的调节,就要用到FC105进行工程量转化,也可以自己进行编程,以下是对FC105的具体描述:
FC105
SCALE功能接受一个整型值(IN)，并将其转换为以工程单位表示的介于下限和上限(LO_LIM和HI_LIM)之间的实型值。将结果写入OUT。SCALE功能使用以下等式：
OUT = [ ((FLOAT (IN) -K1)/(K2-1)) * (HI_LIM-O_LIM)] + LO_LIM
常数K1和K2根据输入值是BIPOLAR还是UNIPOLAR设置。
BIPOLAR：假定输入整型值介于 27648与27648之间，因此K1 = -27648.0，K2 = +27648.0
UNIPOLAR：假定输入整型值介于0和27648之间，因此K1 = 0.0，K2 = +27648.0
如果输入整型值大于K2，输出(OUT)将钳位于HI_LIM，并返回一个错误。如果输入整型值小于K1，输出将钳位于LO_LIM，并返回一个错误。
通过设置LO_LIM > HI_LIM可获得反向标定。使用反向转换时，输出值将随输入值的增加而减小
通过上面的例子我想该这么算:OUT=(AIW256转化成的浮点数)*(500-0)/27648+0,这样是正确的吗?那位解答一下,
我还有以下问题:
1.SCALE功能接受一个整型值(IN)，并将其转换为以工程单位表示的介于下限和上限(LO_LIM和HI_LIM)之间的实型值,我们为什么要转化?是不是CPU只能处理以工程单位表示的实型值?何为以工程单位表示的实型值?在本例中具体是指哪个数,这个数有什么用处?
(每个PID控制回路有两个输入量，即给定量和过程变量，在实际控制问题中，它们的取值范围和测量单位可能不一致，因此，在进行PID运算前，必须将工程实际值标准化，即转换为无量钢相对值格式。在对模拟量进行PID运算后，对输出生产的控制作用是在[0.0～1]范围的标准化值，为了能够驱动实际的驱动装置必须将其转换成工程实际值。 )
2.本例如果不用FC105进行线性转化,自己在程序中写程序,具体程序是怎样的,麻烦那位写出来.
3.假如说我的输入模块的精度是12位的,他和精度是16位有何区别,具体体现在那些方面?
4.我在网上看到一个小程序,希望大家解释一下他的含义:
L PIW400 //采集到的输入
T mw100 //将WORD格式变成整数
ITD //将整数转换成双整数
DTR //将双整数转换成浮点数即小数
L MD200 //此数为零点,由你自己根据现场表调定
+R
L MD300 //此数为比例,由你自己根据现场表调定
*R
T MD400 //此数为结果.
实践证明结果比FC105准确,因为FC105我看过里边的程序
根本就没有调零点,而且完全标准的0~20mA或4~20mA信号
是不存在的,总有差别,还不如用现场表比对来得OK.
根据上面公式,侧一高一低两个数就可算出响应传感器的
MD200和MD300.
谁能说说MD200,MD300,MD400具体指什么,和本例对应起来应该是那些变量或数值?
5.假如说本例用的是S7-200的PLC,希望那位大峡也写出线形转化的程序,以及如果要进行PID处理,触摸屏显示的程序/
上面有可能有些地方说的不是很清楚或者是错误的东西,希望大家包涵并给小弟指出来,希望大家多多提出回复,给我们这些新手学习的机会.谢谢大家!
发表于：2007-04-24 16:02:00
1楼
自己先顶,下面我把我收集到的一些相关帖子转发出来,希望对大家有所帮助:
每个PID控制回路有两个输入量，即给定量和过程变量，在实际控制问题中，它们的取值范围和测量单位可能不一致，因此，在进行PID运算前，必须将工程实际值标准化，即转换为无量钢相对值格式。在对模拟量进行PID运算后，对输出生产的控制作用是在[0.0～1]范围的标准化值，为了能够驱动实际的驱动装置必须将其转换成工程实际值。
一、 对于一个单极性的输入模拟量的转换及标准化程序如下：
XORD，ACO，ACO //ACO清0
MOVW ，AIWO，ACO //将模拟输入量送入ACO 。
LDW＞=ACO，O //如果ACO为正。
IMP
NOT
ORD 16#FFFF0000，ACO //ACO中的符号处理
LBL ACO ，ACO //将32位整数转换为实数
/R 320000，ACO //标准化ACO
MOVR ACO ，VD100 //将标准化值存入PID参数表TBL中
三个基本参数Kp,Ki,Kd在实际控制中的作用
比例调节的作用：是按比例反映系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用以减少偏差。比例作用大可以加快调节，减少误差，但过大的比例，会使系统稳定性下降，甚至造成不稳定。
积分调节作用：是系统消除稳态误差，提高无差度，因为有误差，积分调节就进行，甚至无差，积分调节停止，积分调节输出一常值。Ti
越小积分作用越强，加入积分调节可使系统稳定性下降，动态响应变慢，必须分D和P规律结合，组成PI和PID。
微分调节作用，微分作用反映系统偏差信号的变化率。具有预
见性，能预见偏差变化的趋势。因此产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前，以被微分调节作用消除。因此可以改变系统的动态性能，减少超调，减少调节时间。微分作用对噪声干扰有放大作用，因此过强的加微分调节对系统抗干扰不利。微分作用不能单独使用，必须组成PD或PID控制器。
二．输出模拟量转换为工程实际值
在对模拟量进行PID运算后，对输出产生的控制作用是在[0.0--1]范围的标准值，为了能够驱动实际的驱动装置必须将其转换成实际值
（1）将标准化值转换为按工程量标定的工程实际值的实数模式
Rscal=(Mn-Offset)*Span
Rscal--- 按工程标的过程变量的实数模式
Mn------过程变量的标准化值
Span----最大允许值减去最小允许值。一般取32000（单极性）或64000（双极性）
Offset—取0（单极性）或0.5（双极性）
（2）将已标定的工程实际值的实数模式能转换为16位整数模式。
输入模拟量的转换方式为：
Rnom=Rrav/Span+offset
下面的程序段为PID控制回路输出转换为按工程量标定的整数值
MOVR VD108， ACO //将输出结果存放ACO
-R 0.5， ACO //对于双级性的场合（单级性无此条语句）
XR 64000.0 ACO //将ACO中的值按工程量标定。
TRUNC ACO ACO //将实数转换为32位整数。
MOVW ACO AQWO //将16位整数值输出模拟量摸板。
一、 PID指令的控制方式。
在S7-200中PID指令没有考虑手动/自动控制的切换方法。所谓自动方式是指，只要PID功能框的允许输入EN有效时，将周期性的执行PID运算指令。而手动方式是指PID功能框的允许输入EN无效时，不执行PID运算指令。
在程序运行过程中，如果PID指令的EN输入有效，即进行手动/自动
控制切换。为了保证在切换过程中无扰动无冲击，在手动控制过程中，就要将社定的输出值作为PID指令的一个输入（作为Mn参数写到参数表中）使PID指令根据参数表的值进行下列操作。
（1）使SPn（社定值）=PVn（过程值）
（2） 使PVn-1(前一次过程变量)=PVn
（1） 使Mx（积分和）=Mn（输出值）
一旦EN输出有效（从0到1的跳变），就从手动方式无扰切换到自动方式 。
四、PID回路控制指令
PID指令的功能是进行PID运算
TBL——参数表的首地址由变量寄存器VB指定的字节型数据。
LOOP——是回路号，是0——7的常数
指令格式；PID TBL LOOP
在S7—200的应用程序中，最多可以使用8条PID指令，即在一个应用程序中，最多可以用8个PID控制回路，一个PID控制回路只能用1条PID指令，没个PID控制回路必须使不同的回路号。
每个PID控制回路有两个输入量，即给定量和过程变量，在实际控制问题中，它们的取值范围和测量单位可能不一致，因此，在进行PID运算前，必须将工程实际值标准化，即转换为无量钢相对值格式。在对模拟量进行PID运算后，对输出生产的控制作用是在[0.0～1]范围的标准化值，为了能够驱动实际的驱动装置必须将其转换成工程实际值。
一、 对于一个单极性的输入模拟量的转换及标准化程序如下：
XORD，ACO，ACO //ACO清0
MOVW ，AIWO，ACO //将模拟输入量送入ACO 。
LDW＞=ACO，O //如果ACO为正。
IMP
NOT
ORD 16#FFFF0000，ACO //ACO中的符号处理
LBL ACO ，ACO //将32位整数转换为实数
/R 320000，ACO //标准化ACO
MOVR ACO ，VD100 //将标准化值存入PID参数表TBL中
三个基本参数Kp,Ki,Kd在实际控制中的作用
比例调节的作用：是按比例反映系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用以减少偏差。比例作用大可以加快调节，减少误差，但过大的比例，会使系统稳定性下降，甚至造成不稳定。
积分调节作用：是系统消除稳态误差，提高无差度，因为有误差，积分调节就进行，甚至无差，积分调节停止，积分调节输出一常值。Ti
越小积分作用越强，加入积分调节可使系统稳定性下降，动态响应变慢，必须分D和P规律结合，组成PI和PID。
微分调节作用，微分作用反映系统偏差信号的变化率。具有预
见性，能预见偏差变化的趋势。因此产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前，以被微分调节作用消除。因此可以改变系统的动态性能，减少超调，减少调节时间。微分作用对噪声干扰有放大作用，因此过强的加微分调节对系统抗干扰不利。微分作用不能单独使用，必须组成PD或PID控制器。
二．输出模拟量转换为工程实际值
在对模拟量进行PID运算后，对输出产生的控制作用是在[0.0--1]范围的标准值，为了能够驱动实际的驱动装置必须将其转换成实际值
（1）将标准化值转换为按工程量标定的工程实际值的实数模式
Rscal=(Mn-Offset)*Span
Rscal--- 按工程标的过程变量的实数模式
Mn------过程变量的标准化值
Span----最大允许值减去最小允许值。一般取32000（单极性）或64000（双极性）
Offset—取0（单极性）或0.5（双极性）
（2）将已标定的工程实际值的实数模式能转换为16位整数模式。
输入模拟量的转换方式为：
Rnom=Rrav/Span+offset
下面的程序段为PID控制回路输出转换为按工程量标定的整数值
MOVR VD108， ACO //将输出结果存放ACO
-R 0.5， ACO //对于双级性的场合（单级性无此条语句）
XR 64000.0 ACO //将ACO中的值按工程量标定。
TRUNC ACO ACO //将实数转换为32位整数。
MOVW ACO AQWO //将16位整数值输出模拟量摸板。
一、 PID指令的控制方式。
在S7-200中PID指令没有考虑手动/自动控制的切换方法。所谓自动方式是指，只要PID功能框的允许输入EN有效时，将周期性的执行PID运算指令。而手动方式是指PID功能框的允许输入EN无效时，不执行PID运算指令。
在程序运行过程中，如果PID指令的EN输入有效，即进行手动/自动
控制切换。为了保证在切换过程中无扰动无冲击，在手动控制过程中，就要将社定的输出值作为PID指令的一个输入（作为Mn参数写到参数表中）使PID指令根据参数表的值进行下列操作。
（1）使SPn（社定值）=PVn（过程值）
（2） 使PVn-1(前一次过程变量)=PVn
（1） 使Mx（积分和）=Mn（输出值）
一旦EN输出有效（从0到1的跳变），就从手动方式无扰切换到自动方式 。
四、PID回路控制指令
PID指令的功能是进行PID运算
TBL——参数表的首地址由变量寄存器VB指定的字节型数据。
LOOP——是回路号，是0——7的常数
指令格式；PID TBL LOOP
在S7—200的应用程序中，最多可以使用8条PID指令，即在一个应用程序中，最多可以用8个PID控制回路，一个PID控制回路只能用1条PID指令，没个PID控制回路必须使不同的回路号。
发表于：2007-04-24 16:06:00
2楼
西门子S7-200简单模拟量编程范例 硬件：S7-200 CPU226:1个模拟量扩展：EM235：3个
TITLE=//子程序1：数据采集部份 //
Network 1
// // 初始化，采集模拟量输入电压信号 //
LD SM0.0
MOVW AIW0, VW40
MOVW AIW8, VW50
MOVW AIW16, VW60
Network 2
// // 模拟量信号校准，75为换算值，不得修改；10为增加HMI上的小数点位数 //
LD SM0.0
/D +75, VD40
*D +10, VD40
/D +75, VD50
*D +10, VD50
/D +75, VD60
*D +10, VD60
Network 3
// // 互感器比设定，VD270为最终比值，10为增加HMI上小数点而设立 //
LD SM0.0
MOVD VD260, VD270
/D VD240, VD270
*D +10, VD270
Network 4
// // 初始化，采集模拟量输入电流信号 //
LD SM0.0
MOVW AIW2, VW70
MOVW AIW10, VW80
MOVW AIW18, VW90
Network 5
// // 模拟量信号校准，6005为换算值，不得修改；与互感器比运算得出真值 //
LD SM0.0
/D +6005, VD70
*D VD270, VD70
/D +6005, VD80
*D VD270, VD80
/D +6005, VD90
*D VD270, VD90
不明白75,10,6005这几个数是根据什么设置的,那为解释一下?
TITLE=//子程序1：数据采集部份 //
Network 1
// // 初始化，采集模拟量输入电压信号 //
LD SM0.0
MOVW AIW0, VW40
MOVW AIW8, VW50
MOVW AIW16, VW60
Network 2
// // 模拟量信号校准，75为换算值，不得修改；10为增加HMI上的小数点位数 //
LD SM0.0
/D +75, VD40
*D +10, VD40
/D +75, VD50
*D +10, VD50
/D +75, VD60
*D +10, VD60
Network 3
// // 互感器比设定，VD270为最终比值，10为增加HMI上小数点而设立 //
LD SM0.0
MOVD VD260, VD270
/D VD240, VD270
*D +10, VD270
Network 4
// // 初始化，采集模拟量输入电流信号 //
LD SM0.0
MOVW AIW2, VW70
MOVW AIW10, VW80
MOVW AIW18, VW90
Network 5
// // 模拟量信号校准，6005为换算值，不得修改；与互感器比运算得出真值 //
LD SM0.0
/D +6005, VD70
*D VD270, VD70
/D +6005, VD80
*D VD270, VD80
/D +6005, VD90
*D VD270, VD90
不明白75,10,6005这几个数是根据什么设置的,那为解释一下?
发表于：2007-07-27 22:55:00
6楼
我把以前给一个网友写得几句话贴出来，希望能起抛砖引玉：
PID功能块的控制方式：
当自动条件不满足时执行手动输出，输出手动设定值；
当自动条件满足时执行自动输出，输出PID运算结果；
PID运算方式：把反馈值（这里为AIW0）和设定值（这里为AC0）拿来比较，进行计算：
比例：如果反馈值比设定值大——就减小输出（这里指负作用控制）；
积分和微分：如果......不写了，太多了@_@
下面举一个复杂一点的例子，你以后可能会用到——单极和 20% 的偏移量：
假设变送器的量程范围是0-50摄氏度对应4-20mA信号，而模拟量输入模块的量程范围是0-20mA对应0-32000（注意：没有4-20mA对应于0-32000这种说法），那么0-50摄氏度就对应于6400-32000。
你可以把这个变送器输入的信号（例如AIW0）直接作为PID的反馈（也就是过程变量），但是在PID向导中设定输入单极性，偏移20%，输入下限6400，输入上限32000。
那么给定值怎么算呢？请看下面：
既然知道0-50摄氏度对应于6400-32000，那么如果给定35摄氏度，PID功能块的SP应该为多少呢？当然，不能直接为35摄氏度，应该做以下计算：
公式推导：已知0-50摄氏度对应于6400-32000，那么就得到一条直线（你可以用XY坐标画出来，初中学的哟@_@）。假设Y为温度值（0-50摄氏度），X量程（0-32000），就可以得到如下公式：50／(32000-6400)=Y／(X-6400)。
计算：SP设定值=[Y*(32000-6400)／50]+6400
这个Y就是人机上的温度设定值。
PID功能块的控制方式：
当自动条件不满足时执行手动输出，输出手动设定值；
当自动条件满足时执行自动输出，输出PID运算结果；
PID运算方式：把反馈值（这里为AIW0）和设定值（这里为AC0）拿来比较，进行计算：
比例：如果反馈值比设定值大——就减小输出（这里指负作用控制）；
积分和微分：如果......不写了，太多了@_@
下面举一个复杂一点的例子，你以后可能会用到——单极和 20% 的偏移量：
假设变送器的量程范围是0-50摄氏度对应4-20mA信号，而模拟量输入模块的量程范围是0-20mA对应0-32000（注意：没有4-20mA对应于0-32000这种说法），那么0-50摄氏度就对应于6400-32000。
你可以把这个变送器输入的信号（例如AIW0）直接作为PID的反馈（也就是过程变量），但是在PID向导中设定输入单极性，偏移20%，输入下限6400，输入上限32000。
那么给定值怎么算呢？请看下面：
既然知道0-50摄氏度对应于6400-32000，那么如果给定35摄氏度，PID功能块的SP应该为多少呢？当然，不能直接为35摄氏度，应该做以下计算：
公式推导：已知0-50摄氏度对应于6400-32000，那么就得到一条直线（你可以用XY坐标画出来，初中学的哟@_@）。假设Y为温度值（0-50摄氏度），X量程（0-32000），就可以得到如下公式：50／(32000-6400)=Y／(X-6400)。
计算：SP设定值=[Y*(32000-6400)／50]+6400
这个Y就是人机上的温度设定值。
发表于：2007-07-31 20:13:00
15楼
TO guafa58：
1、PID设定值可以是工程值也可以是存储器变量值；需要转换的原因是在我的叙述中PID设定值采用的是存储器变量值；
2、如果SP&PV都为工程值，SP就不需要转换；
3、如果SP&PV都为工程值，设定控制35度，就不需要转化；
4、需要说明的是，我不建议直接把人机上的设定值作为PID的设定参考值。原因：
A、PID无法接受小数值，如果我设定35.5度，那设定值到底设定为多少呢？
B、如果都是整数，因为工程值太小，产生的偏差也很小，要达到理想的控制要求，可能比你需要调得很大，这在调试中可能是一个很大的问题，难于调试。
1、PID设定值可以是工程值也可以是存储器变量值；需要转换的原因是在我的叙述中PID设定值采用的是存储器变量值；
2、如果SP&PV都为工程值，SP就不需要转换；
3、如果SP&PV都为工程值，设定控制35度，就不需要转化；
4、需要说明的是，我不建议直接把人机上的设定值作为PID的设定参考值。原因：
A、PID无法接受小数值，如果我设定35.5度，那设定值到底设定为多少呢？
B、如果都是整数，因为工程值太小，产生的偏差也很小，要达到理想的控制要求，可能比你需要调得很大，这在调试中可能是一个很大的问题，难于调试。
热门招聘
相关主题
- 模拟量输出模块（4-20MA）电流...
[8746] - 0.1秒摧残任何版本威纶禁止反...[13043]
- 三菱plc功能指令[8921]
- 电气工程师工作经验总结[23695]
- 三菱PLC仿真软件下载地址及其...[136335]
- 用过和利时PLC的请进[10091]
- 如何通过internet对西门子S7...[9036]
- 三菱PLC程序怎么加密[8972]
- plc输入指示灯不亮 输出亮[7535]
- MOV H0C81 D8120是什么意思[17753]
官方公众号
智造工程师
-
客服
-
小程序
-
公众号
工控网智造工程师好文精选
