[发明专利]一种PLC控制系统模拟量数据采集与控制装置

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种可进行数据采集和控制的装置，尤其是对PLC控制系统的模拟量数据进行采集与控制的装置。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，控制技术在各领域中得到了越来越广泛的应用，小到单台自动化装置，大到全自动化工厂，都要靠控制系统的支持，才能得以实现。目前控制装置的种类很多，其中较为典型的，应用最为广泛的是可编程控制器。可编程控制器具有很强的逻辑控制功能，能广泛应用与需要继电器控制的场合，并且中大型的可编程控制器也具有模拟量闭环控制能力。可编程控制器以其可靠性极高，耐恶劣环境能力强，使用极为方便等三大特点，迅速占领了工业市场的领域，成为工业自动化领域的强有力工具，并于机器人，CAD/CAM并列成为工业生产自动化的三大支柱，在当前和以后工业自动化控制领域中所用的主要手段和重要控制设备将是可编程控制器。

可编程控制器，是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计的。它采用一类可编程的控制器，用于其内部的存储器程序执行逻辑运算，顺序控制定时，计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式，或模拟式或输入输出控制各种类型的机械或生产过程。可变程序控制器及其有关的外部设备都易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩展功能原则设计。

PLC作为一种很有特色和很有发展前途的控制设备，就目前的应用特点来看，主要用于有大量开关量和少数模拟量的控制系统中。在实际应用中往往需要通过模拟量所采集的值，对执行机构进行控制。在实际控制中，某些输入量(如压力、温度等)是模拟量信号，某些执行机构(如伺服电动机、调节阀等)要求PLC输出模拟信号，而PLC的CPU只能处理数字量信号。模拟量首先被传感器和变送器转换为标准的电流或电压信号，将它们送给PLC后，用A/D转换器变成数字量。这些数字量可能是二进制的，也可能是十进制的。带正负号的电流或电压在A/D转换后用二进制原码或补码表示。D/A转换器则是将PLC的数字输出量转换为模拟量的电压或电流信号，再去控制执行机构。

发明内容

本发明的目的在于设计一种基于PLC的模拟量数据采集与控制装置。本设计通过检测仪表将其变成电信号送入PLC的A/D转换器，变成PLC所能接受的数字信号，经过PLC内的控制运算，再由D/A转换器向外发出控制命令，构成具有模拟量输入、输出的PLC控制系统

本发明的目的是这样实现的：

一种PLC控制系统模拟量数据采集与控制装置，其组成主要包括：模拟量检测仪1、PLC控制系统2、模拟量传输模块3组成，其中检测仪表将模拟量变成电信号送入PLC的A/D转换器，变成PLC所能接受的数字信号，经过PLC内的控制运算，再由D/A转换器向外发出控制命令，构成具有模拟量输入、输出的PLC控制系统。

所述的一种PLC控制系统模拟量数据采集与控制装置，其特征在于：要对这些连续的模拟量进行采集并送给CPU模块，对这些模拟量进行模/数(A/D)转换，使可编程控制器接收这些数据。模拟量输入模块就是用来将模拟信号转换成PLC能接收的数字信号。模拟量输入模块的功能就是进行模拟量到数字量的转换，将模拟量输入的采样值转换成二进制数，再把输入通道号及其它信息一起送到系统的内部总线上。

本发明由微处理器模块S1、视觉识别装置S2、移动平台控制器S3、车体位置矫正装置S4和机械臂抓取装置S5组成。通过检测仪表将其变成电信号送入PLC的A/D转换器，变成PLC所能接受的数字信号，经过PLC内的控制运算，再由D/A转换器向外发出控制命令，构成具有模拟量输入、输出的PLC控制系统。如果要对这些连续的模拟量进行采集并送给CPU模块，必须对这些模拟量进行模/数(A/D)转换，使可编程控制器接收这些数据；模拟量输入模块就是用来将模拟信号转换成PLC能接收的数字信号；模拟量输入模块的功能就是进行模拟量到数字量的转换，将模拟量输入的采样值转换成二进制数，然后再把输入通道号及其它信息一起送到系统的内部总线上。

本发明的结构特点及有益效果：

1、该发明针对基于模拟量采集和控制装置，可靠性提高、省却了其他投入的成本。

2、采用通用微机的适应性差，不能适应高温、强电干扰等恶劣环境，采用PLC可以有效避免这些问题。

附图说明

图1为本发明的模拟量输入信号的滤波流程图；

图2为本发明的模拟量输入信号数值整定流程图；

图3为对A/D转换结果进行线性比例变换梯形图；

图4为调整偏移量增益的流程图；