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1、第26卷第5期机电工程Vo.l26No.52009年5月Mechanical&ElectricalEngineeringMagazineMay2009实践与应用PLC基于开关量实现模拟量输出的方法王智明(中国重汽集团杭州发动机有限公司,浙江杭州310015)摘要:为了低成本地实现PLC模拟量输出控制,提出了利用PLC开关量输出实现模拟量输出的方法。采用脉宽调制技术,通过控制脉冲占空比的方法控制PLC晶体管开关量输出信号;使用平滑电路以提高所输出的模拟量信号的线性度,使其具有输出一定范围的模拟量的功能,并拓展了PLC
2、晶体管开关量输出的功能。研究结果表明,该方法的使用大大降低了设备成本的投入,可应用于对模拟量信号分辨率及精度要求不高的场合,具有一定的实用价值。关键词:可编程逻辑控制器;开关量输出;模拟量输出;PWM脉宽调制;占空比;RC时间常数中图分类号:TP273文献标识码:B文章编号:1001-4551(2009)05-0105-03MethodofachievinganalogvalueoutputbasedonPLCdigitaloutputWANGZh-iming(HangzhouEngineCo.,Ltd.,ChinaNati
3、onalHeavyDutyTruckGroup,Hangzhou310015,China)Abstract:Inordertorealizethecontrollingofanalogvalueoutputbyprogrammablelogiccontroller(PLC)withlowcost,ameth-odofPLCdigitalvaluewasputforwardtorealizetheanalogvalueoutput.Usingthepulsewidthmodulation(PWM)technology,PLCtrans
4、istordigitaloutputsignalwascontrolledbycontrollingthedutyratioofthepulse.Byapplyingsmoothcircuit,theline-arityoftheoutputanalogsignalwasimprored.ThefunctionalityofthePLCtransistordigitaloutputwaswidened.Theresearchshowsthatthemethodgreatlyreducestheequipmentcost,andcan
5、bepracticallyusedincaseswhereanaloguevalueresolutionandprecisionarenothighlydemanded.Keywords:programmablelogiccontroller(PLC);digitaloutput;analogueoutput;pulsewidthmodulation(PWM);dutyratio;RCtimeconstant脉冲周期固定、调整脉冲宽度大小的方法,实现一个与0引言脉冲宽度成线性关系的模拟量输出。开关量输出与模PLC已被广泛应用于工
6、业生产,而模拟量控制也拟量输出的波形图如图1所示。图1(a)中,T0为脉冲已不可或缺,如今主流的PLC均具备模拟量输出模块选件,但一个模块至少需要千元左右,对于只需少量模拟量输出点且转换精度要求不高的系统,如冷却系统风机变频调速系统、供水系统压力控制系统、输送机械变频调速系统等,则显得成本较高。如果采用脉宽调制(PWM)技术,基于现有的PLC晶体管开关量实现模拟量输出,在满足控制要求的同时,可大大降低控制系统成本。本研究以西门子S7-300、S7-200及三菱FX系列图1占空比与输出电压的关系图PLC为例,介绍采用PWM技术实现利
7、用PLC晶体管开关量输出模拟量的方法。周期宽度,是一个固定值,T1为开关量输出脉冲宽度,是一个可控的变化值,t=T1/T0为脉冲占空比,即输1PWM脉宽调制技术介绍[2]出导通时间占脉冲周期时间的比例,输出关断时,PWM技术被广泛应用于从测量、通信到功率控制占空比为0%,输出始终导通时占空比为100%;[1]与变换的许多领域中。在本研究中,希望通过采用图1(b)中,模拟量输出的大小是随着开关量输出占空收稿日期:2008-10-16作者简介:王智明(1964-),男,浙江杭州人,主要从事电气技术方面的研究.E-mai:lhzwzm
8、@163.com106机电工程第26卷比大小的变化而变化的,理想的模拟量输出Uout=UmaxC必须远大于脉冲信号脉冲周期T0,一般取10倍以t,即输出与占空比成线性关系。上。时间常数太小时,电容C两端电压不稳,
