水流量计通过模拟量在西门子程序里读取数据,需结合硬件选型、接线配置、信号转换及程序编写等步骤,以下是具体实现方法:
一、硬件准备
PLC选择:选择带有模拟量输入模块的西门子PLC,如S7-1200或S7-1500系列PLC。
模拟量输入模块:根据实际需求选择合适的模拟量输入模块,如SM331模块,它支持多种模拟量信号输入,包括电流信号和电压信号。
水流量计:选择能够输出模拟量信号(如4-20mA电流信号或0-10V电压信号)的水流量计。
接线材料:准备相应的接线材料,如屏蔽线、接线端子等。
二、接线与配置
接线:
将水流量计的模拟量输出信号线连接到模拟量输入模块的相应通道上。
确保接线正确无误,避免短路或断路。
模块配置:
在TIA Portal软件中打开项目,并添加PLC硬件。
在设备视图中找到模拟量输入模块,设置其地址和参数。这包括选择信号类型(电流或电压)、量程范围等。
三、信号转换与读取
信号转换:
模拟量输入模块将接收到的模拟量信号转换为数字量信号,通常以二进制补码的形式表示,并占用一定的字节数(如16位)。
在西门子PLC中,模拟量输入值通常表示为IW(输入字)或PIW(过程映像输入字)地址,具体地址取决于模块的配置。
信号读取:
在PLC程序中,可以通过读取IW或PIW地址来获取模拟量输入值。
由于模拟量输入值是一个无单位的整数,需要将其转换为有实际意义的工程值(如流量值)。这通常通过SCALE指令或FC105功能块来实现,它们可以将输入值按照设定的量程范围转换为实际的工程值。
四、程序编写示例
以下是一个简单的PLC程序示例,用于读取水流量计的模拟量信号并转换为流量值:
ladder
// 假设IW64是模拟量输入的地址,对应水流量计的信号 // 假设流量计量程为0-100m³/h
// 读取模拟量输入值 MOVE IW64, #流量原始值 // 将IW64的值移动到#流量原始值变量中
// 使用SCALE指令进行信号转换 SCALE IN := #流量原始值, HI_LIM := 27648.0, LO_LIM := 0.0, BIPOLAR := 0, RET_VAL := #错误代码, OUT := #流量实数 // 将转换后的流量值存储在#流量实数变量中
// 根据量程范围计算实际流量值 L #流量实数 // 加载转换后的流量实数 L 100.0 // 加载流量计量程上限 /R // 除法运算,得到比例系数 L #流量比例 // 假设#流量比例是一个中间变量,用于存储比例系数(实际编程中可能不需要) *R // 乘法运算(此处实际应直接与量程相乘,示例中简化处理) // 更准确的做法是:L 0.0, L 100.0, *R(将比例系数映射到0-100范围),但此处为简化说明 // 实际应用中,SCALE指令的OUT参数已直接给出按量程转换后的值,无需额外乘法 // 此处仅为说明如何根据比例计算实际值,实际应直接使用#流量实数(已按量程转换)
// 保存实际流量值(实际编程中,#流量实数已可直接使用) // T #实际流量 // 如果需要进一步处理或显示,可将值存储在#实际流量变量中
简化说明:
实际编程中,可直接使用
SCALE
指令的OUT
参数作为按量程转换后的流量值(如#流量实数
已直接对应0-100m³/h)。示例中的乘法运算仅为说明比例计算逻辑,实际无需重复操作。
五、注意事项
信号稳定性:检查接线是否牢固,避免干扰或接地问题导致信号不稳定。
数值跳变:可添加平滑滤波(如取多次采样平均值)来减少数值跳变。
精度问题:检查传感器、信号线、模拟量模块及PLC运算等环节的精度链,确保整体精度满足要求。
量程设置:确保SCALE指令或FC105功能块中的量程设置与水流量计的实际量程一致。