PLC模拟量的精确度和对应数值有关系吗?

 作者:UPS电源    |      2022-11-11 10:58    |    标签: 模拟 PLC 对应 有关系 数值 精确度

  这个问题,应该说是PLC模拟量模块的A/D转换精度和读到的数值有关系么?这样表述会更确切一点。

  先说答案,答案是有关系,但是在普通的应用中影响不大,或者说在很多的应用中都可以不用关心这个精度问题!

  想了一下,这个问题还不是很好说明,所以先统一一下思路,通过具体的例子来解释比较好!

  比如用西门子300AI 8*12bit的模拟量模块来采集0-100度之间变化的温度,这里的12bit就是说的模块的精度,且模块的精度是硬件电子电路在设计好之后就确定了的,这里我先来分析一下这个12bit的模块,能读取到的最小温度变化值是多少?然后再看看13bit的,15bit的分别是多少?就可以知道精度和数值的关系了,也就到达解释题目的目的!

  西门子300PLC的AI模块模/数转换后的的数值是16位的整形数值,且对应精度来说是高位对齐,低位补0的的形式,如下图:

  这个表格上的x号表示无论何时x号的位置都只能是0,也就是说这几位的硬件精度不够,这几位不能够感知到外部信号的变化,总是为0了!

  另外西门子300PLC中规定单极性信号合理范围内的数值范围是0-27648,即0-100度温度读取后的数值是十进制的0-27648,这样通过上边的这个表格,可以得到如下的计算:

  15bit精度,最小读数是1,那么1/27648再乘以100,结果是约等于0.003617°C。

  13bit精度,最小读数就是4,即4/24648*100=0.014468°C。

  12bit精度,最小读数就是8,即8/27648*100=0.028935°C。

  我解释一下为何12bit精度的最下读数是8,上边我说西门子规定高位对齐,精度的说法是从最坐标的第14位开始,因为最高位第15位是符号位,从14位开始向右数12位,即到第3位,0,1,2位都只能是0,所以第3位就是12bit精度的最小位!也就是2#0 0 0 0 _0 0 0 0 _0 0 0 0 _1 0 0 0 , 因此该位为1,转换为十进制就8。

  也就是说12bit精度是模拟量输入模块,能表示的最小温度值就是0.028935°,如果想想表示0.014468°或者0.003617°,12bit的模块是不能实现的,因为其精度不够!

  还需要说明的是不管是12bit还是13bit,还是15bit,100°温度信号接进来的时候,PLC中的数值都是27648,0度的信号接进来的时候数值都是0。 精度就和温度计的最小刻度值一样,它就只决定最小的能读取到的数值!

  还说一点因为即使12bit的温度,也能表达出0.028度的温度变化,这样就满足了很多的应用场合,因此开始我说在普通应用中不用太关系这个点!

  就说这么多了,希望对提问者有帮助,感谢阅读!

  模拟量分为AD模块(模拟转数字信号)和DA模块(数字号转模拟信号),它们的精准度主要与分辨率与外部环境,那分辨率主要值的是模块数字量与模拟量的比值也就是模块的输入特性曲线如下图所示的一款AD模块,这个模块有好几种模式下面是两种模式的对比,

  模式1数字量的范围是-32000~+32000,模式2数字量的范围是-4000~+4000,对应的模拟量范围都是-10v~+10v的电压信号,它的分辨率就是0.32mv和2.5mv一个数字量,分辨率越小说明模块能检测的实际数值的精度越高,比如现在我们用AD模块对变频器的频率进行检测,那模式1一个数字量就是(0.0015Hz),模式2就是(0.012Hz)。

  精度只能说明准确度的一方面,除了它还与外部环境比如温度、外部干扰条件有关系的如下表中的环境温度、转换时间、绝缘方式等。模拟量无论是输出控制还是输入采样精准度一个重要的条件就是电磁干扰特别是有大功率变频器等整流装置时,因此需要做好信号隔离、电缆屏蔽接地等措施。

  以上就是PLC模拟量的精确度和对应数值之间的关系以及相关说明,希望能帮到你!

  精确度和对应数值就没有关系。例如S7-300PLC对应数值0~27648,s7-200PLC对应数值0~32000。

  其精确度与整个测量的一致性相关,如器件一致性、软件计算一致性。但其准确度也会受到影响。

  调理电路器件一致性、模拟量输入信号干扰、A/D转换器精度。

  对于PLC的准确度来说,现场用的传感器本身精度不高,PLC准确度再高也是无用。再加上其它因素的介入,PLC的准确度就变得越差。犹如做道数学题目,解答时计算过程出错,结果就会跟着错。

  无论PLC精确度如何,例如S7-300PLC的对应数值都是0-27648。因此,它们之间没有必然的关系。

  这个对应数值是干什么的?

  PLC是一台特殊的计算机,它只认识数字量信号。现场过来的模拟量信号是识别不了,因此在其模拟量输入模块中的AD转换器就负责将送来的模拟量信号变数字量。这个对应数值就是模拟量转数字量得一个固定范围。

  其实从现场的物理量信号到PLC要经过两次转换。PLC不能识别模拟量,这里要经过一次转换。然后是模拟量输入模块不能直接识别物理量,这里也要经过转换。因此,现场的转换由传感器实现,PLC的转换由模拟量输入模块中的AD转换器实现。

  有时注意看的s7-300PLC模拟量输入模块,它上面会写着多少多少bit。例如8bit、12bit、16bit。这个就是其分辨率,最低能识别的信号是多少。模块上标有的位越高,说明其分辨率越高。从这个角度看,也说明了控制精度的高低。

  PLC模拟量在外部使用环境一样的情况下,

  精确度和硬件设计时,模拟量分辨率与精度有关系。

  这是硬件的性能规格。

  一般我们做项目时都会查阅厂家的硬件手册。

  比如我们在使用三菱的模拟量输出模块FX3U-4AD。

  查阅手册得知,模拟量模块电压信号输入时,

  只能识别0.32mV或2.5mV以上的电压信号,再低就无法识别。

  第二个就是测量误差。任何硬件在生产设计时精度都会存在误差。

  如FX3U-4AD,在不同温度时,误差的波动范围会不同,

  如果范围在自己项目允许的范围内,就可以选择使用。