BÀI GIẢNG ĐIỀU KHIỂN SỐ PLC S7 200 BÀI 5

NỘI DUNG
 Giới thiệu chung về modun Analog
 Nguyên lý hoạt động của thiết bị đo và modun Analog
 Giới thiệu về modun Analog EM235
 Định dạng dữ liệu và dải chuyển đổi
 Cách nối dây tín hiệu vào ra và đặt giải tín hiệu vào.
 Căn chỉnh tín hiệu vào Analog
 Đo nhiệt độ môi trường
 Căn chỉnh tín hiệu ra Analog


GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MODULE
ANALOG
Khái niệm:
Module analog là một công cụ để xử lý các tín hiệu tương tự
thông qua việc xử lý các tín hiệu số.
Analog input:
Thực chất nó là một bộ biến đổi tương tự - số (ADC). Nó chuyển
tín hiệu tương tự ở đầu vào thành giá trị số ở đầu ra. Dùng để kết
nối các thiết bị đo với bộ điều khiển: chẳng hạn như đo nhiệt độ...
Analog output:
Thực chất nó là một bộ biến đổi số - tương tự (DAC). Nó chuyển
tín hiệu số ở đầu vào thành tín hiệu tương tự ở đầu ra. Dùng để
điều khiển các thiết bị với dải đo tương tự. Chẳng hạn như điều
khiển Van mở với góc từ 0-100%, hay điều khiển tốc độ biến tần
0-50Hz.


NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ
ĐO VÀ MODULE ANALOG
 Điện áp : 0 – 10V, 0-5V, 5V…

 Dòng điện : 4 – 20 mA, 0-20mA, 10mA.
Module analog
Thiết bị cảm biến
0 – 10V
Đầu đo

Thiết bị
chuyển
đổi

Tín hiệu vào
không điện

Tín hiệu ra tương tự
0 – 10 V
4 – 20 mA

Analog Input
( A/D)
4-20mA

Các con số

Analog Output
( D/A)
Các con số


GIỚI THIỆU MODULE EM235

•

Module EM235 là module Analog sử dụng cho PLC S7-200.

•

Gồm có 4 đầu vào Analog hay 4 kênh ADC 12bit

•

Một đầu ra Analog hay một kênh DAC 12bit.


GIỚI THIỆU MODULE EM235
Thành phần
4 đầu vào tương
tự được kí
hiệu bởi các
chữ cái
A,B,C,D

Mô tả
A+ , A- , RA

Các đầu nối của đầu vào A

B+ , B- , RB

Các đầu nối của đầu vào B

C+ , C- , RC

Các đầu nối của đầu vào C

D+ , D- , RD

Các đầu nối của đầu vào D

1 đầu ra tương tự (MO,VO,IO)

Các đầu nối của đầu ra

Gain

Chỉnh hệ số khuếch đại

Offset

Chỉnh trôi điểm không

Switch cấu hình

Cho phép chọn dải đầu vào và độ phân
giải


NGUYÊN TẮC ĐẦU VÀO MODULE ANALOG

NGUYÊN TẮC ĐẦU RA MODULE ANALOG


ĐỊNH DẠNG DỮ LIỆU ĐẦU VÀO
 Dữ liệu đầu vào:
 Đối với dải tín hiệu đo không đối xứng (ví dụ 0-10V,0-20mA):
MSB
15

14

3

Dữ liệu 12 bit

LSB
1 0

2
0

0

0

0

Modul
Analog Input của S7-200 chuyển dải tín hiệu đo đầu vào (áp, dòng) thành giá
÷

trị số từ 0 32000.

 Đối với dải tín hiệu đo đối xứng (Ví dụ±10V,± 10mA,):
MSB
15

4

3
0

2
0

LSB
1
0
0

0

Dữ liệu 12 bit

Modul Analog Input của S7-200 chuyển dải tín hiệu đo đầu vào áp, dòng) thành
giá trị số từ -32000 ÷32000


CÁCH NỐI DÂY MODULE ANALOG

CÀI ĐẶT DẢI TÍN HIỆU ĐẦU RA
On
Off

Dải không đối xứng

Dải đầu vào

Độ phan giải

SW1

SW2

SW3

SW4

SW5

SW6

ON

OFF

OFF

ON

OFF

ON

0 – 50 mV

12.5 uV

OFF

ON

OFF

ON

OFF

ON

0 – 100 mV

25 uV

ON

OFF

OFF

OFF

ON

ON

0 – 500 mV

125 uV

OFF

ON

OFF

OFF

ON

ON

0– 1V

250 uV

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

ON

0–5V

1.25 mV

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

ON

0 – 20 mA

5 uA

OFF

ON

OFF

OFF

OFF

ON

0 – 10 V

2.5 mV

Dải đầu vào

Độ phân giải

Dải đối xứng
SW1

SW2

SW3

SW4

SW5

SW6

ON

OFF

OFF

ON

OFF

OFF

± 25 mV

12.5 uV

OFF

ON

OFF

ON

OFF

OFF

± 50 mV

25 uV

OFF

OFF

ON

ON

OFF

OFF

± 100 mV

50 uV

ON

OFF

OFF

OFF

ON

OFF

± 250 mV

125 uV

OFF

ON

OFF

OFF

ON

OFF

± 500 mV

250 uV

OFF

OFF

ON

OFF

ON

OFF

± 1V

500 uV

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

± 2.5 V

1.25 mV

OFF

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

±5V

2.5 mV

OFF

OFF

ON

OFF

OFF

OFF

± 10 V

5 mV


CÔNG THỨC CĂN CHỈNH TÍN HIỆU ĐẦU VÀO
Đầu vào
analog
( y ) oC

D_Out
D_Min
D_Max

10V
? V

A_Min
A_Max

Chương
trình con
tính toán
y = ax + b

Đầu ra số
(x)

0
0

24000

A _ In =

32000

A _ Max − A _ Min
( D _ Out − D _ Min) + A _ Min

D _ Max − D _ Min

Các kí hiệu :
 A_In : Giá trị analog đầu vào cần xác định.
 A_Min : Giá trị giới hạn dưới của giá trị đầu vào tương tự.
 A_Max : Giá trị giới hạn trên của giá trị đầu vào tương tự.
 D_out : Giá trị chuyển đổi bằng số của A_In.
 D_Min : Giá trị chuyển đổi bằng số của A_Min.
 D_Max : Giá trị chuyển đổi bằng số của A_Max.

A_In


ỨNG DỤNG ĐO NHIỆT ĐỘ
 Có Sensor đo nhiệt độ với thông số
như sau:
 Dải đo -10 đến 40°C
 Đầu ra 4-20mA
 Căn chỉnh tín hiệu đo nhiệt độ


CÔNG THỨC CĂN CHỈNH TÍN HIỆU RA ANALOG
Giá trị bằng số
cần đưa ra
(y)

A_Out
A_Min
A_Max

32000

D_Min
D_Max

?

Chương trình
con tính
toán
y = ax + b

Đầu ra
tương tự
(x) - V

0
0

8

10
D _ In =

D _ Max − D _ Min
( A _ Out − A _ Min) + D _ Min
A _ Max − A _ Min

Các kí hiệu :
•

A_Out : Giá trị analog đầu ra mong muốn
•
A_Min : Giá trị giới hạn dưới của tín hiệu ra tương tự.
•
A_Max : Giá trị giới hạn trên của tín hiệu ra tương tự.
•
D_In : Giá trị bằng số tương ứng với A_Out.
•
D_Min : Giá trị bằng số tương ứng với A_Min.
•
D_Max : Giá trị bằng số tương ứng với A_Max.


ỨNG DỤNG
• Thay đổi tín hiệu ra Analog ở đầu ra của EM235 trong dải
0-10V