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PLC开关量和模拟量如何转换

PLC开关量、模拟量转换，首先要明了三层含义:设备信号层、PLC软件应用层、PLC内部处理层。
设备层:开关量是通断信号，模拟量是线性电压信号或线性电流信号。
PLC软件应用层:开关量是0、1开关节点以二进制形式存放在PLC内部寄存器中，模拟量是工程量(如255、32767、65535)以16进制形存放在PLC用户寄存器中。
内部处理层:全部都是从寄存器中调出采取二进制运算。
开关量模拟量转换在PLC软件应用层只要利用相关指令(如三菱K1M0等)将开关量二进制转换成16进制存放在PLC用户寄存器就可以。
开关量和模拟量的转换一般都经过保持以及数字化的，比如开关量，有干扰吧，要排除这种干扰，可以软件排除干扰，比如隔几毫秒读取一次开关状态，两次都读到才认为开关关闭了，不然认为是干扰，当然干扰也可以用硬件排除干扰，如果施密特触发器等。
对于模拟量，也是经过量化的，比如0809AD转换，对于转换方法，在这里也说不清楚，可以查询芯片资料，0809芯片有控制转换引脚，使能引脚，转换地址等控制引脚，用8051单片机可以控制其转换，当然，还有高级的单片机，如MSP430，AVR等单片机，更好的转换芯片，如DSP的STM32系列芯片，是专门的数模转换芯片。转换的原理是根据转换芯片的精度划分转换量，如，转换芯片的位数为8位，再假定转换的模拟量为5伏电压，那么还可以把5伏分为256(因为8位芯片只能是2的8次方)等分，这样就可以算出它的数字量了，反之亦然。
常见的模拟量信号有电压和电流信号，有输入信号对设备进行控制的，比如变频器的调速、气压比例阀等，输出信号多见与各种传感器和其他输出设备。它们之间的转换关系需要参考AD、DA模块与设备量程来确定。
DA模块
它的数字量与模拟信号电压之间的关系如下图：
PLC控制系统
模块端4000量程的数字量对应10V电压信号，按照此关系进行转换。而在设备端变频器频率与模拟量之间的关系为：50.00Hz对应于10v电压信号输入，那么在plc编程中频率与数字量转换的关系就是1数字量=1.25Hz或者1Hz=0.8数字量，加入我们要控制变频器30.00Hz运转，就要向DA模块中写入2400数字量。
AD模块
在模块端10v模拟量对应4000数字量，按照此关系完成转换。在设施端例如位置传感器距离与模拟量电压信号之间的关系是：200mm量程对应10v模拟量输出，那里在PLC程序要得到准确的位置，位置与数字量之间的关系就是1mm=20数字量或者1数字量=0.05mm，加入我们检测了2000的数字量，经过换算就知道位置是100mm。
 
至于开关量与模拟量之间的转换关系，应该说是模拟量怎么控制开关量，比如说电机转速超过某值就要关掉电机、温度大于多少就要终止加热或小于多少要加热，此刻我们经过AD模块监控这些数据，在PLC中进行比较，根据比较结果来输出相应的开关动作。

光分路器的刺进损耗是指每一路输出相关于输入光丢失的dB数，其数学表达式为：Ai=-10lgPouti/Pin，其间Ai是指第i个输出口的刺进损耗；Pouti是第i个输出端口的光功率；Pin是输入端的光功率值。
 
(2)附加损耗。
 
附加损耗定义为一切输出端口的光功率总和相关于输入光功率丢失的DB数。值得一提的是，关于光纤耦合器，附加损耗是表现器件制造工艺质量的目标，反映的是器件制造进程的固有损耗，这个损耗越小越好，是制造质量好坏的查核目标。而刺进损耗则仅表示各个输出端口的输出功率情况，不只需固有损耗的要素，更考虑了分光比的影响。因而不同的光纤耦合器之间，刺进损耗的差异并不能反映器件制造质量的好坏。
 
(3)分光比。
 
分光比定义为光分路器各输出端口的输出功率比值，在系统使用中，分光比的确是根据实践系统光节点所需的光功率的多少，断定合适的分光比(平均分配的在外)，光分路器的分光比与传输光的波长有关，例如一个光分路在传输1.31微米的光时两个输出端的分光比为50：50；在传输1.5μm的光时，则变为70：30(之所以呈现这种情况，是因为光分路器都有必定的带宽，即分光比底子不变时所传输光信号的频带宽度)。所以在订做光分路器时必定要注明波长。
 
(4)阻隔度。
 
阻隔度是指光分路器的某一光路对其他光路中的光信号的阻隔能力。在以上各目标中，阻隔度关于光分路器的含义更为严重，在实践系统使用中往往需求阻隔度达到40dB以上的器件，否则将影响整个系统的功用。
 
另外光分路器的稳定性也是一个重要的目标，所谓稳定性是指在外界温度改变，其它器件的作业状态改变时，光分路器的分光比和其它功用目标都应底子坚持不变，实践上光分路器的稳定性*取决于出产厂家的工艺水平，不同厂家的产品，质量悬殊恰当大。在实践使用中，自己也的确碰到许多质量低质的光分路器，不只功用目标劣化快，而且损坏率恰当高，作于光纤干线的重要器件，在选购时必定加以留意，不能光看价格，工艺水平低的光分路价格必定低。
 
此外，均匀性、回波损耗、方向性、PDL都在光分路器的功用目标中占有非常重要的方位.
 
平面波导型和熔融拉锥型光分路器现在，光分路器主要有平面光波导技术和熔融拉锥技术两种。
 
1.平面波导型光分路器
 
PLC由一个光分路器芯片和两头的光纤阵列耦合组成,采用半导体技术，工艺稳定性、*性好，损耗与光波长不相关，通道均匀性好，结构紧凑体积小，大规模产业化技术老练。
 
2.熔融拉锥光纤分路器
 
熔融拉锥技术是将两根或多根光纤捆在一同，然后在拉锥机上熔融拉伸，其间一端保存一根光纤(其他剪掉)作为输入端，另一端则作多路输出端。
 
3.两种器件功用的比较a)作业波长
 
平面波导型光分路器作业波长达到1260~1650nm，覆盖了现阶段各种PON所需求的波长。拉锥型光分路器可根据需求调整波长到1310nm，1490nm，1550nm等,工艺较复杂，而且工艺控制欠好，跟着作业时间和温度的改变，插损会发生改变。b)分光均匀性平面波导器件的分光比由于半导体工艺的*性高，器件通道的均匀性非常好。拉锥型分路器的分光比均匀性差，但拉锥型分路器分光比可变是此器件的。c)温度相关性TDL。
 
平面波导器件作业温度改变量较小；拉锥型分路器刺进损耗随温度改变较大。d)本钱按现在的出产本钱，1×8是临界点，1×16以上PLC性价比明显占优，1×4以下拉锥型分路器性价比占优。e)可靠性PLC与拉锥型分路器比较，PLC理论上只需两个交接面存在缺点点，而1×N拉锥型分路器有2N-3个缺点点。

浅析PLC控制系统的电磁干扰源及解决方法
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*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。
 
一、PLC控制系统中电磁干扰的主要来源
 
(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。若PLC 系统置于所射频场内，就回收到辐射干扰，其影响主要通过两条路径；一是直接对PLC 内部的辐射，由电路感应产生干扰；而是对PLC 通信内网络的辐射，由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小，特别是频率有关，一般通过设置屏蔽电缆和PLC 局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。
 
(2) 来自系统外引线的干扰：
 
主要通过电源和信号线引入，通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业现场较严重。
 
(3)来自电源的干扰：
 
实践证明，因电源引入的干扰造成PLC 控制系统故障的情况很多，笔者在某工程调试中遇到过，后更换隔离性能更高的PLC 电源，问题才得到解决。
 
PLC 系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，
 
将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电路。尤其是电网内部的变化，开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流转动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路到电源边。PLC 电源通常采用隔离电源，但其机构及制造工艺因素使其隔离性并不理想。实际上，由于分布参数特别是分布电容的存在，隔离是不可能的。

简易型编程器只能联机编程，而且不能直接输入和编辑梯形图程序，需将梯形图程序转化为指令表程序才能输入。简易编程器体积小、价格便宜，它可以直接插在PLC的编程插座上，或者用电缆与PLC相连，以方便编程和调试。有些简易编程器带有存储盒，可用来储存用户程序，如三菱的FX-20P-E简易编程器。
 
智能编程器又称图形编程器，本质上它是一台便携式计算机，如三菱的GP-80FX-E智能型编程器。它既可联机编程，又可脱机编程。可直接输入和编辑梯形图程序，使用更加直观、方便，但价格较高，操作也比较复杂。大多数智能编程器带有磁盘驱动器，提供录音机接口和打印机接口。
 
编程器只能对厂家的几种PLC进行编程，使用范围有限，价格较高。同时，由于PLC产品不断更新换代，所以编程器的生命周期也十分有限。因此，现在的趋势是使用以个人计算机为基础的编程装置，用户只要购买PLC厂家提供的编程软件和相应的硬件接口装置。这样，用户只用较少的投资即可得到高性能的PLC程序开发系统。
 
基于个人计算机的程序开发系统功能强大。它既可以编制、修改PLC的梯形图程序，又可以监视系统运行、打印文件、系统仿真等。配上相应的软件还可实现数据采集和分析等许多功能。
 
7、电源
 
PLC配有开关电源，以供内部电路使用。与普通电源相比，PLC电源的稳定性好、抗*力强。对电网提供的电源稳定度要求不高，一般允许电源电压在其额定值±15% 的范围内波动。许多PLC还向外提供直流24V稳压电源，用于对外部传感器供电。
 
8、其它外部设备
 
除了以上所述的部件和设备外，PLC还有许多外部设备，如EPROM写入器、外存储器、人/机接口装置等。
 
EPROM写入器是用来将用户程序固化到EPROM存储器中的一种PLC外部设备。为了使调试好用户程序不易丢失，经常用EPROM写入器将PLC内RAM保存到EPROM中。
 
PLC内部的半导体存储器称为内存储器。有时可用外部的磁带、磁盘和用半导体存储器作成的存储盒等来存储PLC的用户程序，这些存储器件称为外存储器。外存储器一般是通过编程器或其它智能模块提供的接口，实现与内存储器之间相互传送用户程序。
 
人/机接口装置是用来实现操作人员与PLC控制系统的对话。较简单、较普遍的人/机接口装置由安装在控制台上的按钮、转换开关、拨码开关、指示灯、LED显示器、声光报警器等器件构成。对于PLC系统，还可采用半智能型CRT人/机接口装置和智能型终端人/机接口装置。半智能型CRT人/机接口装置可*安装在控制台上，通过通信接口接收来自PLC的信息并在CRT上显示出来；而智能型终端人/机接口装置有自己的微处理器和存储器，能够与操作人员快速交换信息，并通过通信接口与PLC相连，也可作为独立的节点接入PLC网络。

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