PLCΚεφάλαιο 6:

Συστήματα αναλογικών

εισόδων/εξόδων(Analog I/O)

• Αναλογικά σήματα

• Μονάδες αναλογικών εισόδων

• Ψηφιοποίηση αναλογικού σήματος

• Μετατροπέας αναλογικού σε ψηφιακό

• H διαχείριση των αναλογικών δεδομένων

• Εντολές διαχείρισης και μεταφοράς δεδομένων

• Μονάδες αναλογικών εξόδων

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

“Programmable Controllers - Theory and Implementation”, L.A. Bryan & E.A. Bryan, Industrial TEXThttps://core.ac.uk/download/pdf/41463043.pdf

1

Αναλογικά σήματα

Αναλογικά σήματα (analog signals)

• είναι συνεχή σήματα (continuous signals)

• μπορούν να πάρουν οποιαδήποτε τιμή μεταξύ δύο ορίων, χαμηλότερο όριο (lower limit) και υψηλότερο όριο (higher limit)

Διάστημα τιμών αναλογικού σήματος (signal range) = (υψηλότερο όριο) − (χαμηλότερο όριο)

Παράδειγμα αναλογικού σήματος: θερμοκρασία

2

Συσκευές αναλογικού σήματος

Συσκευές αναλογικού σήματος

• Χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές όπουχρειάζεται να μετριέται η τιμή ενός φυσικού μεγέθους (π.χ. θερμοκρασία, πίεση)

• Συνδέονται στην/στις είσοδο/εισόδους της αναλογικής μονάδας εισόδων του PLC

Συσκευές αναλογικού σήματος

Αισθητήρες υγρασίας

Αισθητήρες ροής

Ποτενσιόμετρα

Αισθητήρες πίεσης

Αισθητήρες κραδασμών

Αισθητήρες θερμοκρασίας

3

Μονάδα αναλογικών εισόδων

Μονάδα αναλογικών εισόδων (AnalogInput Module)

• Ψηφιοποιεί (digitize) ένα συνεχές αναλογικό σήμα (Continuous Signal)ώστε να μπορεί να το διαχειριστεί ο επεξεργαστής του PLC

• Ψηφιοποιεί, δηλαδή, μετατρέπει την τιμή του σήματος κάθε χρονική στιγμή από δεκαδικό αριθμό σε δυαδικό (Binary) αριθμό,

• Η τιμή του σήματος σε δυαδική μορφή αποθηκεύεται σε έναν καταχωρητή (register) του PLC

47 0010 1111

Δοκιμάστε τη μετατροπή στο ‘κομπουτεράκι’ (calculator) του υπολογιστή σας

π.χ. 47 0010 1111

4

Ψηφιοποίηση αναλογικού σήματος – Τα βήματα

1. Ο μετατροπέας (transducer) ανιχνεύει το φυσικό μέγεθος (π.χ. θερμοκρασία)

2. Ο μετατροπέας (transducer) μετατρέπει το φυσικό σήμα σε ηλεκτρικό αναλογικό σήμα(τάση ή ρεύμα) το οποίο αναγνωρίζει η μονάδα αναλογικής εισόδου

3. Ο μετατροπέας A/D στην είσοδο της μονάδας αναλογικής εισόδου (Analog InputModule) μετατρέπει το ηλεκτρικό αναλογικό σήμα σε 12-bit ψηφιακό αριθμό (ψηφιακό σήμα)

4. Με μια εντολή μεταφοράς, η 12-bit ψηφιακή τιμή μεταφέρεται από τη μονάδα αναλογικής εισόδου (Analog Input Module) στο PLC

5. Το PLC αποθηκεύει την 12-bit ψηφιακή τιμή σε μια θέση (π.χ. 1000) στη μνήμη (Storage Area) για παραπέρα χρήση σύμφωνα με το πρόγραμμα

A/D = Analog-to-Digital = μετατροπέας αναλογικού σήματος σε ψηφιακό)

5

Παράδειγμα 6-1Η ψηφιακή τιμή που αντιστοιχεί στην αναλογική είσοδο +5.7 VDC που δείχνεται στην εικόνα αντιπροσωπεύεται από 12 bits σε δυαδική μορφή.α. Ποιο θα είναι το περιεχόμενο του (Register) 1000 μετά την εντολή (instruction) “Block transfer in”β. Ποια είναι η δεκαδική αναπαράσταση της ψηφιακής αυτής τιμής;

ΑΠΑΝΤΗΣΗ

α. Μετά την εκτέλεση της εντολή μεταφοράς (Block transfer in), το περιεχόμενο του καταχωρητή1000 θα είναι

1010 1100 1111

Αυτός ο δυαδικός αριθμός αντιστοιχεί στην ψηφιοποιημένη τιμή τάσης 5.7 στην είσοδο της μονάδας αναλογικής εισόδου (Analog Input Module)

Αφού ο καταχωρητής (register) έχει 16-bits ενώ η δυαδική τιμή αντιπροσωπεύεται με 12 bits, τα προπορευόμενα 4 bits του καταχωρητή (bits 14, 15, 16 και 17) συμπληρώνονται με 0.

β. Η δεκαδική αναπαράσταση του ψηφιακού αριθμού είναι 2767

1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1

κάνετε την επαλήθευση με ένα ‘κομπιουτεράκι’ 6

Μετάδοση αναλογικού σήματος

Ένα φυσικό σήμα (Physical Signal)

π.χ. θερμοκρασία, πίεση

που μετριέται σε μια διαδικασία (Process), μετατρέπεται από έναν αισθητήρα (Sensor) ή μετατροπέα (Transducer) σε ασθενές ηλεκτρικό σήμα (τάση ή ρεύμα)

Ένας μεταδότης (Transmitter) αναλαμβάνει να το ενισχύσει ως την είσοδο της μονάδας αναλογικής εισόδου (Analog Input Module)

7

Ονομαστικές τιμές αναλογικών εισόδων

• Οι μονάδες αναλογικών εισόδων διαθέτουν εισόδους με διάφορες ονομαστικές τιμές ρεύματος ή τάσης (current or voltage ratings)

• Οι αναλογικές είσοδοι διακρίνονται σε

- μονοπολικές (unipolar) – δέχονται μόνο θετικές τιμές (π.χ. 0 to +5 VDC)

ή

- διπολικές (bipolar) – δέχονται θετικές και αρνητικές τιμές (π.χ. -5 to +5 VDC ή 5 VDC)

8

Μετασχηματισμός αναλογικού σήματος σε δυαδική τιμή

9

Μετατροπέας αναλογικού σήματος σε ψηφιακόA/D ή ADC (Analog-to-Digital Converter)

• Διαιρεί την αναλογική τιμή του σήματος εισόδου σε πολλά bits ή counts

• Η ανάλυση (resolution) του ADC δείχνει σε πόσα τμήματα διαιρεί το σήμα εισόδου

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ

Ένας ADC με ανάλυση 12-bit διαιρεί το σήμα εισόδου σε 212 = 4096 μέρη,

δηλαδή, μετατρέπει τη δεκαδική τιμή του σήματος εισόδου σε ένα 12-bit ψηφιακό αριθμό

από 0000 0000 0000

ως 1111 1111 1111

10

Παράδειγμα ψηφιοποίησης τιμών πίεσης

Έστω αισθητήρας πίεσης με

• κλίμακα εισόδου 0 ως 500 psi και

• κλίμακα τάσεων εξόδου 0 ως 10V

Ο A/D διαιρεί την κλίμακα των τάσεων εξόδου (10V) σε 212 = 4096 τιμές

Κάθε τιμή της τάση εξόδου από τον αισθητήρα αντιστοιχίζεται σε μια τιμή από 0 ως 4095

και μετατρέπεται στον αντίστοιχο δυαδικό αριθμό από 0000 0000 0000 ως 1111 1111 1111

11

Αισθητήρας πίεσης A/D αναλογικής μονάδας εισόδου

Πίεση (psi)

Τάση εξόδου

αισθητήρα

Ψηφιακή αναπαράσταση σε δεκαδική κλίμακα

0 - 4095

Ψηφιακή αναπαράσταση σε

δυαδική μορφή

0 0V 0 0000 0000 0000

50 1V 410 0001 1001 1010

100 2V 819 0011 0011 0011

150 3V 1229 0100 1100 1101

200 4V 1638 0110 0110 0110

250 5V 2047 0111 1111 1111

300 6V 2457 1001 1001 1001

350 7V 2866 1011 0011 0010

400 8V 3276 1100 1100 1100

450 9V 3685 1110 0100 1010

500 10V 4095 1111 1111 1111

Παράδειγμα 6-2αΣτη μονάδα εισόδου (Analog Input) είναι συνδεμένος αισθητήρας θερμοκρασίας (temperature sensor).Η κλίμακα θερμοκρασιών εισόδου του αισθητήρα είναι 100C - 600C) και η κλίμακα τάσεων εξόδου του είναι από +1ως +5Vdc συμβατή με την μονάδα αναλογικής εισόδου του PLC. Βρείτε(α) τη μεταβολή τάσης εξόδου του αισθητήρα για μεταβολή 1C(β) τον ισοδύναμο αριθμό counts ανά C υποθέτοντας ότι η μονάδα αναλογικής εισόδου έχει A/D ανάλυσης 12-bits(γ) πόσα mV της τάσης εξόδου του αισθητήρα αντιστοιχούν σε 1 count του ADC.

ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Η κλίμακα μεταβολής τιμών θερμοκρασίας είναι 500C (600C - 100C) και αντιστοιχεί σε μεταβολή τάσεων εξόδου 4 VDC (5 VDC – 1 VDC) του αισθητήρα και αυτή σε 4096 counts της αναλογικής εισόδου του PLC. Επομένως,

(α) για 1C, η μεταβολή της τάσης εξόδου του

αισθητήρα είναι 4VDC

500℃= 𝟖𝐦𝐕𝐃𝐂 (ευαισθησία

αισθητήρα 8 ΤmVdc℃)

(β) και αντιστοιχούν σε 4096

500℃= 𝟖. 𝟏𝟗𝟐 𝐜𝐨𝐮𝐧𝐭𝐬/℃

(γ)8mVdc

8.192 counts= 𝟎. 𝟗𝟕𝟔𝟖 Τ𝐦𝐕𝐝𝐜

𝐜𝐨𝐮𝐧𝐭12

Παράδειγμα 6-2βΛύστε το Παράδειγμα 6-2 α στην περίπτωση αναλογικής εισόδου με ADC με ανάλυση 10-bit.

ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Ένας μετατροπέας A/D με ανάλυση 10-bit θα ψηφιοποιεί (διαιρεί) το αναλογικό σήμα εισόδου σε 1024 μέρη (counts) (δηλαδή, 210 = 1024 μέρη, ξεκινώντας από 0 ως1023.

Επομένως, για 1C, η μεταβολή της τάσης εξόδου του αισθητήρα είναι, όπως και στο Παράδειγμα

6-2α, 4VDC

500℃= 𝟖𝐦𝐕𝐃𝐂

Η μεταβολή της τάσης ανά count είναι4 Vdc

1024 counts= 𝟑. 𝟗𝟎𝟔 Τ𝐦𝐕𝐝𝐜

𝐜𝐨𝐮𝐧𝐭

και ο αριθμός counts που αντιστοιχούν σε μεταβολή της θερμοκρασίας κατά 1C 1024 counts

500℃= 𝟐. 𝟎𝟒𝟔 𝐜𝐨𝐮𝐧𝐭𝐬/℃

13

Παράδειγμα 6-3Ένας αισθητήρας (Transducer) θερμοκρασίας βγάζει στην έξοδό του ένα σήμα τάσης 0 – 10 Vdc ανάλογο της μετρούμενης θερμοκρασίας στην κλίμακα 0 - 1000C.Η αναλογική μονάδα εισόδου (Analog Input Module) δέχεται 0 – 10VDC μονοπολική κλίμακα τάσης εισόδου την οποία διαιρεί σε 0 – 4095 μέρη (counts).

ΑΠΑΝΤΗΣΗ

(α) Θεωρώντας ότι η σχέση μεταξύ αριθμού counts (άξονας Χ) και θερμοκρασίας (άξονας Y) είναι γραμμική, η εξίσωση της γραμμής είναι

Y = a ∙ X + b14

Η εφαρμογή που χρησιμοποιείται αυτό το σήμα είναι για να ανιχνεύει και να παράγει σήματα χαμηλού και υψηλού συναγερμού (low and high alarm) στους 100C και στους 500C, αντίστοιχα. Βρείτε (α) τη σχέση (την εξίσωση της γραμμής) μεταξύ θερμοκρασίας και αριθμού counts που μετρούνται στο PLC(β) τους ισοδύναμους αριθμούς counts στις δύο θερμοκρασίες συναγερμού.

(συνεχίζεται …)

Παράδειγμα 6-3 ( … συνέχεια)

Εξίσωση της γραμμής είναι Y = a ∙ X + b.

Υπολογισμός των συντελεστών a και b.

• Στους Y = 0C αντιστοιχούν X = 0 counts. Αντικαθιστώντας στην εξίσωση, παίρνουμε

0 = a 0 + b b = 0

Η εξίσωση γίνεται Y = a ∙ X

• Στους Y = 1000C αντιστοιχούν X = 4095 counts.

15

Αντικαθιστώντας, στην τελευταία μορφή της εξίσωσης, παίρνουμε 1000 = a ∙ 4095 ⇒ a =1000

4095

Επομένως, η ακριβής εξίσωση της γραμμής είναι 𝐘(℃) =𝟏𝟎𝟎𝟎

𝟒𝟎𝟗𝟓∙ 𝐗(𝐜𝐨𝐮𝐧𝐭𝐬)

(β) Στις δύο θερμοκρασίες συναγερμού, 100C και 500C, τα αντίστοιχα counts που καταγράφει το PLC είναι

• 100 =1000

4095∙ Xlow ⟹ Xlow = 409.5 counts επομένως 𝐗𝐥𝐨𝐰 = 𝟒𝟏𝟎 𝐜𝐨𝐮𝐧𝐭𝐬 (γιατί;)

• 500 =1000

4095∙ Xhigh ⟹ Xhigh = 2047.5 counts επομένως 𝐗𝐡𝐢𝐠𝐡 = 𝟐𝟎𝟒𝟖 𝐜𝐨𝐮𝐧𝐭𝐬 (γιατί;)

H διαχείριση των αναλογικών δεδομένων (AI data) στο PLC

Διευθυνσιοδότηση Μονάδας Αναλογικών Εισόδων

Μια τυπική εντολή προγράμματος θα αναφέρει τη διεύθυνση της αναλογικής ορίζοντας

• τον αριθμό της βάσης (Rack)

• τον αριθμό της θήκης (Slot)

• τον αριθμό των καναλιών (Channels) ή των αναλογικών εισόδων (Inputs) που χρησιμοποιούνται και

• τη διεύθυνση του αρχικού καταχωρητή

17

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΕΝΤΟΛΗΣ ΑΝΑΓΝΩΣΗΣ ΑΝΑΛΟΓΙΚΗΣ ΜΟΝΑΔΑΣ

Διευθυνσιοδότηση Μονάδας Αναλογικών Εισόδων (… συνέχεια)

Έστω μια μονάδα που χρησιμοποιεί 8 αναλογικά κανάλια με ανάλυση 12-bit

Αν η διεύθυνση των καταχωρητώναποθήκευσης αρχίζει στη διεύθυνση 2008,

o τελευταίος καταχωρητής θα είναι ο 2078

Η μονάδα μπορεί, επίσης, να χρησιμοποιεί και ένα καταχωρητή κατάστασης (Status Register).Σ’αυτόν, κάθε 2 bit αντιστοιχούν σε ένα κανάλι της μονάδας

18

Συνδέσεις αναλογικών εισόδων

19

Οι κοινοί ακροδέκτες (− ή com) όλων των αισθητήρων συνδέονται μεταξύ τους

Κάθε είσοδος έχει τη δική της επιστροφή (C – com ή common)

Εντολές διαχείρισης δεδομένων – Σύγκριση τιμών

20

Παράδειγμα προγράμματος Ladder για σύγκριση τιμών

1η γραμμή

Αν ο διακόπτης 10 κλείσει

το περιεχόμενο του καταχωρητή 600 συγκρίνεται με του καταχωρητή 501

Αν είναι ίσα, το πηνίο 100 ενεργοποιείται

2η γραμμή

Αν ο διακόπτης 11 κλείσει

το περιεχόμενο του καταχωρητή 601 συγκρίνεται με του καταχωρητή 502

Αν είναι μεγαλύτερο ή ίσο από του καταχωρητή 502, το πηνίο 101 ενεργοποιείται

21

Εντολές μεταφοράς δεδομένων

22

Παράδειγμα προγράμματος Ladderγια μεταφορά δεδομένων

1η γραμμή

Αν ο διακόπτης 10 κλείσει

τα περιεχόμενα των καταχωρητών 1000 και 1001 προστίθενται και αποθηκεύονται στον καταχωρητή 2000

2η γραμμή

Αν ο διακόπτης 11 κλείσει

το περιεχόμενο του καταχωρητή 2000 μεταφέρεται (αποθηκεύεται) στον καταχωρητή 3000

Το περιεχόμενο του καταχωρητή 2000 δεν αλλάζει.

23

Αναλογικά σήματα εξόδου

• Χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές που απαιτούν τον έλεγχο συσκευών που λειτουργούν με συνεχείς τιμές τάσης ή ρεύματος (αναλογικές συσκευές)

• Παράδειγμα αναλογικής συσκευής: Βαλβίδα ρύθμισης παροχής ελαίου σε υδραυλικό πιεστήριο

• Απαιτεί σήμα 0 – 10VDC για να μεταβάλει ανάλογα τον όγκο του ελαίου που διοχετεύεται στον κύλινδρο

• Έτσι, μεταβάλλεται ανάλογα η ταχύτητα του εμβόλου η της πλάκας πίεσης

24

Συσκευές αναλογικών εξόδων -Ονομαστικές τιμές σήματος εξόδου

Συσκευές εξόδου αναλογικού σήματος

• Συνδέονται στις εξόδους της αναλογικής μονάδας εξόδων του PLC

Συσκευές αναλογικών εξόδων

Αναλογικές βαλβίδες

Ενεργοποιητές (actuators)

Οδηγοί ηλεκτρικών κινητήρων

Αναλογικά όργανα μέτρησης

Μετατροπείς πίεσης

25

Μονάδα αναλογικών εξόδων

Μονάδα αναλογικών εξόδων (AnalogOutput Module)

• Η λειτουργία της μονάδας αναλογικών εξόδων είναι ακριβώς αντίθετη της λειτουργίας της μονάδας αναλογικών εισόδων

• Μετατρέπει τα δεδομένα (το περιεχόμενο) ενός καταχωρητή(Register/Word) του PLC από ψηφιακή σε αναλογική μορφή και τροφοδοτεί μια αναλογική συσκευή (analog actuator)

26

Μετατροπή δυαδικής τιμής σε αναλογικό σήμα – Τα βήματα

1. Με μια εντολή ‘block transfer out’, το PLC μεταφέρει την 12-bit ψηφιακή τιμή από μια θέση μνήμης (π.χ. 1000) στην αναλογική μονάδα εξόδων

2. Ο μετατροπέας D/A στη μονάδα αναλογικών εξόδων (Analog OutputModule) μετατρέπει τον 12-bit ψηφιακόαριθμό (ψηφιακό σήμα) σε αναλογικό σήμα

3. Η έξοδος της μονάδας αναλογικών εξόδων τροφοδοτεί με αναλογικό ηλεκτρικό σήμα (τάση ή ρεύμα) μια συσκευή (π.χ. μια βαλβίδα ελέγχου ροής – control valve)

D/A = Digital-to-Analog = μετατροπέας ψηφιακού σήματος σε αναλογικό)

27

Παράδειγμα 6-4Υποθέστε ότι η μονάδα αναλογικών εξόδων (Analog Output Module) της εικόνας μετατρέπει ένα ψηφιακό σήμα με δυαδική (Binary) τιμή 0000 0000 0000 (δεκαδικό-decimal 0) σε μια αναλογική τιμή τάσης που κάνει την βαλβίδα ελέγχου ροής (Control Valve) να είναι τελείως κλειστή (Valve Closed), ενώ μετατρέπει μια τιμή 1111 1111 1111 (δεκαδικό 4095) σε μια αναλογική τιμή που κάνει την βαλβίδα ελέγχου να είναι τελείως ανοικτή (Full Open). Ποια θα είναι η κατάσταση της βαλβίδας για το συγκεκριμένη τιμή του καταχωρητή 2000;

ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Η τιμή που είναι αποθηκευμένη στον καταχωρητή 2000

0000 0011 1111

αντιστοιχεί στον δεκαδικό 63.

Επομένως, η βαλβίδα είναι ανοικτή περίπου 63

4095= 0.0153 = 1.53%

Σημειώστε ότι η θέση της βαλβίδας καθορίζεται από τη δεκαδική αναπαράσταση της ψηφιακής τιμή όχι από τον αριθμό των 0 και 1.

Ένας δυαδικός αριθμός με τα μισά ψηφία 0 και τα άλλα μισά 1 δεν σημαίνει ότι αντιστοιχεί σε μια βαλβίδα μισο-ανοικτή, δηλαδή 50%.

28

Σύνδεση αναλογικών συσκευών εξόδου

Όπως στις αναλογικές εισόδους,

μια μονάδα αναλογικής εξόδου (Analog Output Module) συνδέεται σε μια συσκευή ελέγχου της διαδικασίας (Process) μέσω αισθητήρα/μετατροπέα (Transducer)

Ο μετατροπέας ενισχύει, μειώνει ή αλλάζει το διακριτό σήμα της τάσης σε αναλογικό σήμα που, με τη σειρά του ελέγχει τη συσκευή εξόδου.

29

Μετατροπέας ψηφιακού σήματος σε αναλογικόD/A ή DAC (Digital-to-Analog Converter)

• Μετατρέπει τα δυαδικά δεδομένα που στέλνονται από έναν καταχωρητή του PLC(PLC Register) σε ένα αναλογικό σήμα τάσης ή ρεύματος στην έξοδο (Voltage or Current Output)

• Η ανάλυση (resolution) του DAC καθορίζεται από τον αριθμό των bits που χρησιμοποιεί για την αναλογική μετατροπή

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ

Ένας DAC με ανάλυση 12-bit παράγει έναν αναλογικό σήμα που μπορεί να πάρει 212 =4096 τιμές

30

Παράδειγμα τιμών εξόδου για μια αναλογική μονάδα εξόδου 12-bit

31

Παράδειγμα 6-5(α)Ένας μετατροπέας (Transducer) συνδέει μια αναλογική μονάδα εξόδου με μια βαλβίδα ελέγχου ροής. Η βαλβίδα έχει δυνατότητα ρύθμισης της ροής από 0 ως 100% (πλήρης ροή). Το άνοιγμα της βαλβίδας είναι ανάλογο του σήματος από τον μετατροπέα. Το σήμα από το μετατροπέα είναι στην κλίμακα από −10 ως 10 VDC.Αν η διπολική μονάδα εξόδου έχει 12-bit D/A με ένα επιπλέον bit για το πρόσημο, το οποίο καθορίζει την πολικότητα της τάσης, βρείτε τη σχέση (εξίσωση) μεταξύ του ποσοστού ανοίγματος της βαλβίδας και του αριθμού των counts της μονάδας εξόδου.

ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Αφού η αναλογική μονάδα εξόδου του PLC είναι 12-bit και έχει ένα bit για το πρόσημο, η κλίμακα τιμών των countsπου λαμβάνει είναι από −4095 ως 4095.

Ο μετατροπέας μετατρέπει τον αριθμό των counts σε μια τάση προς τη βαλβίδα ροής στην κλίμακα από −10 ως 10VDC.

Το άνοιγμα της βαλβίδας ροής από 0 ως 100% είναι ανάλογο της τάσης −10 ως 10VDC από το μετατροπέα.

Η γραφική παράσταση της τάσης και του ανοίγματος της βαλβίδας ως προς τον αριθμό των counts είναι ευθεία γραμμή (γιατί;). 32(συνεχίζεται …)

Παράδειγμα 6-5(α) (. . . συνέχεια)

Η εξίσωση της ευθείας είναι

Y = a ∙ X + b

X ο αριθμός των counts, Y το άνοιγμα της βαλβίδας

a και b οι συντελεστές που πρέπει να προσδιοριστούν.

Για X = −4095 counts είναι Y = 0 %

και για X = 4095 counts είναι Y = 100 %

Αντικαθιστώντας τα δύο αυτά ζεύγη τιμών στην εξίσωση, παίρνουμε

33

0 = a ∙ −4095 + b100 = a ∙ 4095 + b

Λύνοντας το σύστημα των εξισώσεων, υπολογίζουμε τους συντελεστές a και b : a = 0.0122 και b = 50

Η ζητούμενη εξίσωση μεταξύ του ποσοστού ανοίγματος της βαλβίδας και του αριθμού των counts είναι𝐘(%) = 𝟎. 𝟎𝟏𝟐𝟐 ∙ 𝐗(counts) + 𝟓𝟎

Αντιστρέφοντας την εξίσωση (λύνοντας ως προς X), βρίσκουμε τη σχέση των counts ως προς το άνοιγμα της βαλβίδας40Y − 50

0.0122= X ⇒ 𝐗(counts) = 𝟖𝟏. 𝟗 ∙ 𝐘(%) − 𝟒𝟎𝟗𝟓

Παράδειγμα 6-5(β)Από τη γραφική παράσταση του προηγούμενου παραδείγματος 6-5(α), βρείτε τη σχέση (εξίσωση) μεταξύ του ποσοστού ανοίγματος της βαλβίδας ροή και της τάσης στην είσοδό της.

ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Μπορούμε να λύσουμε την εξίσωση της ευθείας

Y = a ∙ X + b

θεωρώντας X την τάση στην βαλβίδα (−10 ως 10VDC) και Yτο ποσοστό ανοίγματος ροής (0 ως 100%)

Για X = −10VDC είναι Y = 0 %

και για X = 10VDC είναι Y = 100 %

Αντικαθιστώντας τα δύο αυτά ζεύγη τιμών στην εξίσωση, παίρνουμε

34

0 = a ∙ −10 + b100 = a ∙ 10 + b

Λύνοντας το σύστημα των εξισώσεων, υπολογίζουμε βρίσκουμε: a = 5 και b = 50

Η ζητούμενη εξίσωση μεταξύ του ποσοστού ανοίγματος της βαλβίδας και του αριθμού των counts είναι𝐘(%) = 𝟓 ∙ 𝐗(VDC) + 𝟓𝟎

Η διαχείριση των δεδομένων της αναλογικής εξόδου - Μετατροπή των δυαδικών τιμών ενός πίνακα δεδομένων σε αναλογικό σήμα εξόδου

Διεύθυνση αναλογικής μονάδας εξόδου – Εντολή εξόδου

Μια μονάδα αναλογικών εξόδων μπορεί να διαθέτει και διαχειριστεί πολλαπλές εξόδους.

Σε μια τυπική εντολή προγράμματος αναλογικής εξόδου η έξοδος καθορίζεται από

• τη θέση slot (π.χ, Slot 03)

• τη θέση rack (π.χ, Rack 0)

• το πλήθος των καναλιών (π.χ, Number of Channels 4)

και αναφέρεται η διεύθυνση του αρχικού καταχωρητή (π.χ., Register 300)

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ: Στην εντολής εξόδου δίπλα, ο επεξεργαστής του PLC τα στείλει τα δεδομένα των καταχωρητών 300, 301, 302 και 303 με τη σειρά στα τέσσερα κανάλια της μονάδα στο slot 03 του rack 0 36

Παράδειγμα εντολής μεταφοράς δεδομένων από ομάδα καταχωρητών σε μονάδα 4 αναλογικών εξόδων

37

Συνδέσεις αναλογικών εξόδων

38

Οι κοινοί ακροδέκτες (− ή com) όλων των αναλογικών συσκευών εξόδου (Analog Output Devices) συνδέονται μεταξύ τους

Κάθε έξοδος έχει τη δική της επιστροφή (C – com ή common)