BÀI 4

SỬ DỤNG MODULE ANALOG

Nội dung

Giới thiệu chung về module Analog Nguyên lý hoạt động chung của các cảm biến và

các tín hiệu đo chuẩn trong công nghiệp Giới thiệu về hai module Analog SM331, SM332 Sử dụng các hàm trong thư viện để xử lý tín hiệu

analog Ứng dụng trong bài toán điều khiển mức

Ý nghĩa của bài học

Thành thạo cách thiết lập và lập trình với các module analog Thành thạo sử dụng các hàm trong thư viện Thành thạo ngôn ngữ lập trình. Ứng dụng module analog vào trong bài toán thực tế Làm tiền đề cho các bài tiếp theo.

Giới thiệu chung về module Analog

Khái niệm:Module analog là một công cụ để xử lý các tín hiệu tương tự thông qua việc xử lý các tín hiệu số.

Analog input:Thực chất nó là một bộ biến đổi tương tự - số (A/D)

Analog output:Thực chất nó là một bộ biến đổi số - tương tự (D/A

Nguyên lý hoạt động chung của các cảm biến và các tín hiệu đo chuẩn trong công

nghiệpĐiện áp : 0 – 10V, 0-5V, 5V…

Dòng điện : 4 – 20 mA, 0-20mA, 10mA.

Analog Input( A/D)

Các con số

Analog Output( D/A)

Các con số

Đầu đoThiết bị chuyển đổi

Thiết bị cảm biến

Module analog

Tín hiệu vào không điện

0 – 10V

Tín hiệu ra tương tự 0 – 10 V 4 – 20 mA

4-20mA

Module vào analog SM331 (AI2x12Bit)

SM 331 là một module đầu vào tương tự gồm có:Hai kênh đầu vào tương tự, tạo thành nhóm.Độ phân giải tùy thuộc vào cách chọn giá trị của “integration time” :

- 9 bít + dấu - 12 bit + dấu - 14 bít + dấu

Integration time (ms)

2.5 16.6 20 100

Độ phân giải 9 12 12 14

Module vào analog SM331 (AI2x12Bit)

Phương pháp đo có thể chọn là : Điện áp Dòng điện Điện trở Nhiệt độ

Các dải đầu vào có thể lựa chọn

Module ra analog SM332 (AO2x12Bit)

SM332 là module đầu ra tương tự có:

Hai kênh đầu ra riêng lẻĐầu ra có thể lựa chọn kiểu dòng hoặc áp.Độ phân giải 12 Bit

Module ra analog SM332 (AO2x12Bit)

Dải đầu ra có thể lựa chọn

Kiểu Dải đầu ra

Điện áp ±10V0÷10V1÷5V

Dòng điện ±20mA0÷20mA4÷20mA

Sử dụng các hàm trong thư viện để xử lý tín hiệu analog

Trong Step7 có sẵn hai hàm cho phép căn chỉnh đầu vào và đầu ra analog

FC105 “SCALE” : Hàm cho phép căn chỉnh tín hiệu đầu vào FC106 “UNSCALE”: Hàm cho phép căn chỉnh tín hiệu đầu ra

FC105 “SCALE”Hàm căn chỉnh tín hiệu analog đầu vào

Hàm SCALE sử dụng phương trình:OUT=[((FLOAT (IN) – K1)/(K2 – K1))*(HI_LIM - LO_LIM) ] + LO_LIM

K1 và K2 được set dựa vào giá trị đầu vào hoặc BIPOLAR hoặc UNIPOLAR. BIPOLAR:

K1 = -27648.0

K2 = +27648.0

UNIPOLAR: K1 = 0.0

K2 = +27648.0

Các tham số của hàm “SCALE”Tham số Tên Loại Data Vùng nhớ Miêu tả

EN Input BOOL I, Q, M, D, LCho phép đầu vào với trạng thái tín hiệu của 1

ENO Output BOOL I, Q, M, D, LCho phép đầu ra có một trạng thái tín hiệu ra của 1 nếu chức năng được thực hiện không bị lỗi

IN Input INT I, Q, M, D, L, P, constGiá trị đầu vào được scale thành giá trị thực của các đơn vị điện

HI_LIM Input REAL I, Q, M, D, L, P, const Giới hạn trên của các đơn vị điện

LO_LIM Input REAL I, Q, M, D, L, P, const Giới hạn dưới của các đơn vị điện

BIPOLAR Input BOOL I, Q, M, D, L, P

Trạng thái tín hiệu của 1 chỉ thị giá trị Input là Bipolar.Trạng thái tín hiệu 0 chỉ thị giá trị input là Unipolar

OUT Output REAL I, Q, M, D, L, P Kết quả của Scale

RET_VAL Output WORD I, Q, M, D, L, PGiá trị trả về của W#16#0000 nếu chỉ dẫn lệnh không bị lỗi.

FC106 “UNSCALE”Hàm căn chỉnh tín hiệu analog đầu ra

Chức năng UNSCALE sử dụng phương trình:

OUT=[((IN – LO_LIM)/(HI_LIM – LO_LIM))*(K2 – K1)]+ K1

K1 và K2 được set dựa vào giá trị đầu vào hoặc BIPOLAR hoặc UNIPOLAR. BIPOLAR:

K1 = -27648.0 K2 = +27648.0

UNIPOLAR:K1 = 0.0 K2 = +27648.0

Các tham số của hàm “UNSCALE”Tham số Tên Loại Data Vùng nhớ Miêu tả

EN Input BOOL I, Q, M, D, L Cho phép đầu vào khi trạng thái tín hiệu của 1

ENO Output BOOL I, Q, M, D, LCho phép đầu ra có trạng thái 1 nếu chức năng được thực hiện không bị lỗi

IN Input REAL I, Q, M, D, L, P, const

Giá trị đầu vào được unscale thành giá trị nguyên

HI_LIM Input REALI, Q, M, D, L, P, const Giới hạn trên của các đơn vị điện

LO_LIM Input REAL I, Q, M, D, L, P, const

Giới hạn dưới của các đơn vị điện

BIPOLAR Input BOOL I, Q, M, D, L,

Trạng thái tín hiệu 1 chỉ thị giá trị Input là Bipolar.Trạng thái tín hiệu 0 chỉ thị giá trị input là Unipolar

OUT Output INT I, Q, M, D, L, P Kết quả của unscale

RET_VAL Output WORD I, Q, M, D, L, P Giá trị trả về của W#16#0000 nếu chỉ dẫn lệnh không bị lỗi.

Ứng dụng các hàm FC105 và FC106

Bài toán điều khiển mức nước trong bình Sử dụng hàm FC105 để đọc mức

nước đầu vào Sử dụng hàm FC106 để xuât tín

hiệu điều khiển độ mở của van

Bài tập

Ứng dụng module analog trong bài toán điều khiển quá trình trao đổi nhiệt không tiếp xúc Sử dụng hàm FC105 để đọc nhiệt độ

đầu vào Sử dụng hàm FC106 để xuât tín hiệu

điều khiển độ mở của van

The end