PLC模拟量输入输出模块

《PLC模拟量输入输出模块》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、PLC模拟量输入、输出模块低成本扩展的一种方法1引言可编程控制器(以下简称PLC)由于其高可靠性、编程简单、通用性强、体积小、结构紧凑、安装维护方便等特点，而在工业控制中得到了广泛应用。PLC的模块一般分为以下几大类:开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块。在工业控制中特别是过程控制领域中需要采集和控制的模拟量比较多，因而对PLC的模拟量输入、输出模块需要的较多，而模拟量输入、输出模块比较贵，增加模拟量输入、输出模块就增加了成本，降低了整个系统的性价比，限制了PLC的应用。本文提出了一种基于通讯的模拟量输入、输出模块的扩展方法力图解决这一问题。2基于通讯的

2、模拟量输入、输出模块的扩展方法(1)模拟量输入模块扩展这里以一路12位模拟量输入为例，模拟信号以0～5V标准电压的形式送入信号输入端，应用12位A/D转换芯片MAX187实现模数转换。MAX187是12位串行A/D，具有较高的转换速度，采样频率是75kHz，适用于较高精度的过程控制。考虑到实际工业现场中的高频干扰，在采样信号送MAX187之前还使用了低通滤波器滤波，如图1所示。图1低通滤波、放大器及A/D转换MAX187具有内部参考电压，既4#管脚(REF)为4.096V，因此，A/D转换的全量程为4.096V。而输入信号是0～5V，因此，要加一级运放把0～5V转换成0～4.09

3、6V后送入MAX187。AT89C52的P1.3和MAX187的片选端(CS)相连、AT89C52的P1.4和MAX187的串行时钟信号端(SCLK)相连、AT89C52的P1.5和MAX187的串行数据输出端(DOUT)相连。模拟量采样的值存入单片机的内存中，再由单片机的串行口传送给PLC。A/D转换的C51程序如下:#include#includesbitIC4_S=P1^4;/*AD输入端口设置*/sbitIC4_D=P1^5;sbitIC4_C=P1^3;voidinput(void){unsignedcharidatai;unsignedintidataresult=0

4、x0000;IC4_C=0;/*CS端为低电平*/for(i=0;i<12;i++){result=result<<1;IC4_S=0;/*时钟端产生时钟脉冲*/IC4_S=1;if(IC4_D)result++;/*从串行数据输出端读入A/D转换数据*/}IC4_C=1;/*CS端为高电平*/pdat[1]=result;}MAX187的工作时序图见图2。图2MAX187的工作时序图(2)模拟量输出模块扩展这里以一路12位模拟量输出为例，设计中将采用12位D/A转换芯片MAX531来实现数摸转换。我们在MAX531的输出端接运算放大器，将模拟输出调节至0～5V，输出部分的硬件电

5、路如图3所示。这里，MAX531是12位串行D/A，具有较高的转换速度,MAX531具有内部参考电压，既10#管脚(REFOUT)为2.048V，因此，D/A转换的全量程为2.048V。而输出信号一般要求是标准的0～5V，因此，要加一级运放把MAX531输出的0～2.048V信号转换成0～5V信号。AT89C52的P1.0和MAX531的串行时钟信号端(SCLK)相连、AT89C52的P1.1和MAX531的串行数据输入端(DIN)相连、AT89C52的P1.2和MAX531的片选端(CS)相连。PLC把要输出的模拟量通过串行口传送给单片机，存入的内存中，再由单片机完成D/A转换

6、进行输出。A/D转换的C51程序如下:图3D/A转换及放大器原理图#include#includesbitIC2_S=P1^0;/*DA输出端口设置*sbitIC2_D=P1^1;sbitIC2_C=P1^2;voidoutput(unsignedintdat){unsignedcharidatai=12;IC2_C=0;/*CS端为低电平*/while(i--){IC2_S=0;/*时钟端产生时钟脉冲*/if(dat&0x0800)IC2_D=1;/*从串行数据输入端读入DA转换数据*/elseIC2_D=0;IC2_S=1;dat=dat<<1;}IC2_C=1;/*CS端为

7、高电平*/}MAX531的工作时序图见图4。图4MAX531的工作时序图3PLC与扩展模块之间的通信接口及通信协议(1)通信接口以松下FP1系列PLC为例来阐述PLC与扩展模块之间的通信，FP1系列PLC的通信接口采用标准9芯RS232接口，它与扩展模块之间的接线如图5所示。图5扩展模块与PLC的通讯连接·扩展模块的RXD端与PLC的TXD端联接，使扩展模块接收到PLC发出的数据;·扩展模块的TXD端与PLC的RXD端联接，使扩展模块发出的数据被PLC接收到;·扩展模块的地与PL