深圳眾事德控制系統(tǒng)有限公司
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閱讀：45發(fā)布時(shí)間：2025-4-15
在PLC的世界里，我們主要處理三大類型的數(shù)據(jù)：開(kāi)關(guān)量、模擬量和脈沖量。當(dāng)你深入理解了這三者之間的關(guān)聯(lián)，你就能游刃有余地掌握PLC的操作。
PLC編程算法（1）
1、 開(kāi)關(guān)量，也被稱為邏輯量，它僅有兩個(gè)狀態(tài)：0或1、ON或OFF。這兩種狀態(tài)反映了不同的工作狀況，包括輸入和輸出狀態(tài)。開(kāi)關(guān)量控制是PLC的核心應(yīng)用，通過(guò)它，我們可以根據(jù)當(dāng)前的輸入組合和歷史的輸入順序，使PLC產(chǎn)生相應(yīng)的輸出，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的有序工作。這種控制方式有時(shí)也被稱為順序控制，它可以根據(jù)需求進(jìn)行手動(dòng)、半自動(dòng)或自動(dòng)的調(diào)節(jié)。
2、 模擬量，是指那些連續(xù)變化的物理量，如電壓、電流、壓力、速度和流量等。雖然PLC原本主要用于開(kāi)關(guān)量控制，但由于模擬量可以轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，PLC也能可靠地處理模擬量。在連續(xù)的生產(chǎn)過(guò)程中，模擬量控制常常被稱為過(guò)程控制。要實(shí)現(xiàn)模擬量和數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換，我們需要借助傳感器將模擬量轉(zhuǎn)換為電量，如果電量不是標(biāo)準(zhǔn)的，還需要通過(guò)變送器將其轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)，如4—20mA、1—5V、0—10V等。接著，通過(guò)模擬量輸入單元（A/D）將這些標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再由PLC進(jìn)行處理。理解模擬量單元的分辨率和標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)是進(jìn)行這種轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。
3、 脈沖量是一種特殊的數(shù)字量，其值在0（低電平）和1（高電平）之間不斷交替變化。每秒鐘脈沖交替變化的次數(shù)稱為頻率。在PLC中，脈沖量的控制主要用于位置控制、運(yùn)動(dòng)控制和軌跡控制等。例如，在角度控制中，我們可以通過(guò)計(jì)算所需的脈沖數(shù)來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度。如果步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分是每圈10000，并且需要電機(jī)旋轉(zhuǎn)90度，那么所需的脈沖數(shù)就是10000除以（360/90），即2500個(gè)脈沖。
PLC編程算法（2）——模擬量的計(jì)算
1、 當(dāng)電壓范圍為-10V至10V時(shí)，不同的分辨率會(huì)導(dǎo)致不同的十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換。在6000分辨率下，該電壓范圍被轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制值F448至0BB8，對(duì)應(yīng)數(shù)字范圍為-3000至3000。而在12000分辨率下，電壓范圍被轉(zhuǎn)換為E890至1770Hex，對(duì)應(yīng)數(shù)字范圍為-6000至6000。
2、 對(duì)于0V至10V的電壓，12000分辨率下其十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換范圍為0至1770Hex，對(duì)應(yīng)數(shù)字范圍為0至6000。而同樣在12000分辨率下，十六進(jìn)制范圍擴(kuò)展為0至2EE0Hex，對(duì)應(yīng)數(shù)字范圍為0至12000。
3、 電流從0mA至20mA時(shí)，6000分辨率下其十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換范圍是0至1770Hex，對(duì)應(yīng)數(shù)字范圍為0至6000。在12000分辨率下，這個(gè)范圍擴(kuò)展為0至2EE0Hex，對(duì)應(yīng)數(shù)字范圍為0至12000。
4、 電流在4mA至20mA之間時(shí)，其十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換與0mA至20mA時(shí)相同。在6000分辨率下為0至1770Hex，對(duì)應(yīng)0至6000的數(shù)字范圍；在12000分辨率下為0至2EE0Hex，對(duì)應(yīng)0至12000的數(shù)字范圍。
請(qǐng)注意，以上僅為簡(jiǎn)單介紹，不同的PLC具有不同的分辨率，并且所測(cè)量的物理量范圍也可能不同，因此計(jì)算結(jié)果可能有所差異。
關(guān)于模擬輸入的配線要求：
1、 推薦使用屏蔽雙絞線進(jìn)行連接，但請(qǐng)確保不連接屏蔽層。
2、 當(dāng)某個(gè)輸入不被使用時(shí)，建議將VIN和COM端子短接，以避免不必要的干擾。
3、 模擬信號(hào)線應(yīng)與電源線（如AC電源線、高壓線等）保持隔離，以減少電磁干擾。
4、 如果電源線上存在干擾，建議在輸入部分和電源單元之間安裝濾波器，以提高信號(hào)質(zhì)量。
5、 在進(jìn)行接線時(shí)，請(qǐng)確保連接正確。首先給CPU單元上電，然后再給負(fù)載上電，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
6、 在斷電時(shí)，建議先切斷負(fù)載的電源，然后再切斷CPU的電源，以避免可能的設(shè)備損壞或數(shù)據(jù)丟失。
PLC編程算法（3）——脈沖量的計(jì)算
脈沖量的控制是步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)精確角度控制、距離控制和位置控制的關(guān)鍵。以下是以步進(jìn)電機(jī)為例來(lái)說(shuō)明各控制方式：
步進(jìn)電機(jī)的角度控制：
步進(jìn)電機(jī)的角度控制主要依賴于細(xì)分?jǐn)?shù)和轉(zhuǎn)一圈所需的總脈沖數(shù)。細(xì)分?jǐn)?shù)決定了步進(jìn)電機(jī)每一步轉(zhuǎn)動(dòng)的最小角度，而轉(zhuǎn)一圈所需的總脈沖數(shù)則與步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)和細(xì)分?jǐn)?shù)有關(guān)。
通過(guò)設(shè)定目標(biāo)角度和計(jì)算角度百分比，我們可以確定需要發(fā)送的脈沖數(shù)。具體計(jì)算公式為：
角度動(dòng)作脈沖數(shù) = 一圈總脈沖數(shù) × (設(shè)定角度 / 360°)
這個(gè)公式將目標(biāo)角度轉(zhuǎn)換為需要發(fā)送的脈沖數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)精確的角度控制。
步進(jìn)電機(jī)的距離控制：
步進(jìn)電機(jī)的距離控制需要首先確定滾輪直徑并計(jì)算滾輪周長(zhǎng)。滾輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，步進(jìn)電機(jī)就需要完成一定的脈沖數(shù)。因此，我們可以通過(guò)滾輪周長(zhǎng)和每脈沖轉(zhuǎn)動(dòng)的距離來(lái)計(jì)算設(shè)定距離所需的脈沖數(shù)。
具體計(jì)算公式為：
設(shè)定距離脈沖數(shù) = 設(shè)定距離 / [(滾輪直徑 × 3.14) / 一圈總脈沖數(shù)]
這個(gè)公式將目標(biāo)距離轉(zhuǎn)換為需要發(fā)送的脈沖數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)精確的距離控制。
步進(jìn)電機(jī)的位置控制：
步進(jìn)電機(jī)的位置控制實(shí)際上是角度控制和距離控制的綜合。通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度和距離，我們可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其位置的精確控制。在實(shí)際應(yīng)用中，可能需要結(jié)合多種傳感器和反饋機(jī)制來(lái)確保步進(jìn)電機(jī)能夠準(zhǔn)確地到達(dá)位置。
對(duì)于伺服電機(jī)來(lái)說(shuō)，其動(dòng)作原理與步進(jìn)電機(jī)類似，但需要考慮伺服電機(jī)的內(nèi)部電子齒輪比和減速比。電子齒輪比決定了伺服電機(jī)接收到的脈沖數(shù)與實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)角度之間的比例關(guān)系，而減速比則決定了伺服電機(jī)輸出軸與電機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)子之間的轉(zhuǎn)速比。在進(jìn)行伺服電機(jī)的控制時(shí)，需要根據(jù)這些參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。
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