深圳眾事德控制系統(tǒng)有限公司
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閱讀：11發(fā)布時間：2025-4-15
在PLC的世界里，我們主要處理三大類型的數(shù)據(jù)：開關(guān)量、模擬量和脈沖量。當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、 開關(guān)量，也被稱為邏輯量，它僅有兩個狀態(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)。開關(guān)量控制是PLC的核心應(yīng)用，通過它，我們可以根據(jù)當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，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的有序工作。這種控制方式有時也被稱為順序控制，它可以根據(jù)需求進行手動、半自動或自動的調(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)過程中，模擬量控制常常被稱為過程控制。要實現(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，如果電量不是標準的，還需要通過變送器將其轉(zhuǎn)換為標準的電信號，如4—20mA、1—5V、0—10V等。接著，通過模擬量輸入單元（A/D）將這些標準電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再由PLC進行處理。理解模擬量單元的分辨率和標準的電信號是進行這種轉(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、運動控制和軌跡控制等。例如，在角度控制中，我們可以通過計算所需的脈沖數(shù)來控制步進電機的旋轉(zhuǎn)角度。如果步進電機驅(qū)動器的細分是每圈10000，并且需要電機旋轉(zhuǎn)90度，那么所需的脈沖數(shù)就是10000除以（360/90），即2500個脈沖。
PLC編程算法（2）——模擬量的計算
1、 當電壓范圍為-10V至10V時，不同的分辨率會導致不同的十六進制轉(zhuǎn)換。在6000分辨率下，該電壓范圍被轉(zhuǎn)換為十六進制值F448至0BB8，對應(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，對應(yīng)數(shù)字范圍為-6000至6000。
2、 對于0V至10V的電壓，12000分辨率下其十六進制轉(zhuǎn)換范圍為0至1770Hex，對應(yīng)數(shù)字范圍為0至6000。而同樣在12000分辨率下，十六進制范圍擴展為0至2EE0Hex，對應(yīng)數(shù)字范圍為0至12000。
3、 電流從0mA至20mA時，6000分辨率下其十六進制轉(zhuǎn)換范圍是0至1770Hex，對應(yīng)數(shù)字范圍為0至6000。在12000分辨率下，這個范圍擴展為0至2EE0Hex，對應(yīng)數(shù)字范圍為0至12000。
4、 電流在4mA至20mA之間時，其十六進制轉(zhuǎn)換與0mA至20mA時相同。在6000分辨率下為0至1770Hex，對應(yīng)0至6000的數(shù)字范圍；在12000分辨率下為0至2EE0Hex，對應(yīng)0至12000的數(shù)字范圍。
請注意，以上僅為簡單介紹，不同的PLC具有不同的分辨率，并且所測量的物理量范圍也可能不同，因此計算結(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行連接，但請確保不連接屏蔽層。
2、 當某個輸入不被使用時，建議將VIN和COM端子短接，以避免不必要的干擾。
3、 模擬信號線應(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，以提高信號質(zhì)量。
5、 在進行接線時，請確保連接正確。首先給CPU單元上電，然后再給負載上電，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
6、 在斷電時，建議先切斷負載的電源，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）——脈沖量的計算
脈沖量的控制是步進電機和伺服電機實現(xiàn)精確角度控制、距離控制和位置控制的關(guān)鍵。以下是以步進電機為例來說明各控制方式：
步進電機的角度控制：
步進電機的角度控制主要依賴于細分數(shù)和轉(zhuǎn)一圈所需的總脈沖數(shù)。細分數(shù)決定了步進電機每一步轉(zhuǎn)動的最小角度，而轉(zhuǎn)一圈所需的總脈沖數(shù)則與步進電機的型號和細分數(shù)有關(guān)。
通過設(shè)定目標角度和計算角度百分比，我們可以確定需要發(fā)送的脈沖數(shù)。具體計算公式為：
角度動作脈沖數(shù) = 一圈總脈沖數(shù) × (設(shè)定角度 / 360°)
這個公式將目標角度轉(zhuǎn)換為需要發(fā)送的脈沖數(shù)，從而實現(xiàn)精確的角度控制。
步進電機的距離控制：
步進電機的距離控制需要首先確定滾輪直徑并計算滾輪周長。滾輪每轉(zhuǎn)動一圈，步進電機就需要完成一定的脈沖數(shù)。因此，我們可以通過滾輪周長和每脈沖轉(zhuǎn)動的距離來計算設(shè)定距離所需的脈沖數(shù)。
具體計算公式為：
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)]
這個公式將目標距離轉(zhuǎn)換為需要發(fā)送的脈沖數(shù)，從而實現(xiàn)精確的距離控制。
步進電機的位置控制：
步進電機的位置控制實際上是角度控制和距離控制的綜合。通過控制步進電機轉(zhuǎn)動的角度和距離，我們可以實現(xiàn)對其位置的精確控制。在實際應(yīng)用中，可能需要結(jié)合多種傳感器和反饋機制來確保步進電機能夠準確地到達位置。
對于伺服電機來說，其動作原理與步進電機類似，但需要考慮伺服電機的內(nèi)部電子齒輪比和減速比。電子齒輪比決定了伺服電機接收到的脈沖數(shù)與實際轉(zhuǎn)動角度之間的比例關(guān)系，而減速比則決定了伺服電機輸出軸與電機內(nèi)部轉(zhuǎn)子之間的轉(zhuǎn)速比。在進行伺服電機的控制時，需要根據(jù)這些參數(shù)進行相應(yīng)的調(diào)整。
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