描述

3、數(shù)字化儀表

到了數(shù)字化時代，指針式顯示表變成了更直觀、更精確的數(shù)字顯示方式。在數(shù)字化儀表中，這種顯示方式實際上是用純數(shù)學(xué)的方式對標(biāo)準(zhǔn)信號進行逆變換，成為大家習(xí)慣的物理量表達方式。這種變換就是依靠軟件做數(shù)學(xué)運算。這些運算可能是線性方程，也可能是非線性方程，現(xiàn)在的電腦對這些運算是易如反掌。

4、信號變換中的數(shù)學(xué)問題

信號的變換需要經(jīng)過以下過程：物理量－傳感器信號－標(biāo)準(zhǔn)電信號－A/D轉(zhuǎn)換－數(shù)值顯示。

聲明：為簡單起見，我們在此討論的是線性的信號變換。同時略過傳感器的信號變換過程。

假定物理量為A，范圍即為A0－Am，實時物理量為X；標(biāo)準(zhǔn)電信號是B0－Bm，實時電信號為Y；A/D轉(zhuǎn)換數(shù)值為C0-Cm，實時數(shù)值為Z。

如此，B0對應(yīng)于A0，Bm對應(yīng)于Am，Y對應(yīng)于X，及Y=f(X)。由于是線性關(guān)系，得出方程式為Y=(Bm-B0)*(X-A0)/(Am-A0)+B0。又由于是線性關(guān)系，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)學(xué)方程Z=f(X)可以表示為Z=(Cm-C0)*(X-A0)/(Am-A0)+C0。那么就很容易得出逆變換的數(shù)學(xué)方程為X=(Am-A0)*(Z-C0)/(Cm-C0)+A0。方程中計算出來的X就可以在顯示器上直接表達為被檢測的物理量。

5、PLC中逆變換的計算方法

以S7-200和4－20mA為例，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，我們得到的數(shù)值是6400－32000，及C0=6400，Cm=32000。于是，X=(Am-A0)*(Z-6400)/(32000-6400)+A0。

例如某溫度傳感器和變送器檢測的是-10－60℃，用上述的方程表達為X=70*(Z-6400)/25600-10。經(jīng)過PLC的數(shù)學(xué)運算指令計算后，HMI可以從結(jié)果寄存器中讀取并直接顯示為工程量。

用同樣的原理，我們可以在HMI上輸入工程量，然后由軟件轉(zhuǎn)換成控制系統(tǒng)使用的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值。

在S7-200中，(Z-6400)/25600的計算結(jié)果是非常重要的數(shù)值。這是一個0－1.0（100％）的實數(shù)，可以直接送到PID指令（不是指令向?qū)В┑臋z測值輸入端。PID指令輸出的也是0－1.0的實數(shù)，通過前面的計算式的反計算，可以轉(zhuǎn)換成6400－32000，送到D/A端口變成4－20mA輸出。

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16 CL7652X1-A2 DUAL CIA P8.0 41B1841X022 Rev.F 2

17 CL7652X1-A2 DUAL CIA P8.1 41B184X032 Rev.G 1

18 CL7661X1-BA1 MPU/MEM PWB ASSY 42B1457X022 Rev.F 2

CL7661X1-A5 20 SERIES MPU P2.2 42B2256X062 Rev.H

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,CL7661X1-A6 20 SERIES MPU P2.4 42B2256X112 Rev.M

20 CL7675X1-A4 20 SERIES DRVR P2.2 42B2298X072 Rev.H 2

CL7675X1-BA1 SERIAL I/O DRIVER 42B1458X012 Rev.C

21 CL7675X4-A4 20 SERIES DRVR P2.1 42B2258X052 Rev.E 2

CL7675X1-BA1 SERIAL I/O DRIVER 42B1458X012 REV.C

22 COMMONX1-AA3 SERIAL I/FACE P3.0 39A8571X042 Rev.H 2

23 CP6101X1-A1 SYSTEM POWER SUPPLY 46A9129X012 K 4

24 CP6221X1-A2 4-WIDE FILE ASSY 42B0649X022 B 1

25 CP6221X1-CA1 CABLE MANMENT ASSY 42B0652X012 B 2

26 CP6621X1-A1 COMBO CARD FILE 42B0649X012 B 1

27 CP6701X1-DA2 I/O FILE ASSY 32B9835X012 8

28 CP6701X1-FA6 PWR CONVERTER CARD 32B7743X052 Rev.E 14

29 CP6701X1-FA6 PWR CONVERTER CARD 32B7743X062 Rev.F 2

30 CRIMISCX1-A3 MPU/RDM ASSY 30B7248X022 Rev.C 4

31 DC6400 KEYBO ELEC ASSY 42B1441X012 3

32 DC6400X1-EA34 42B0134X012/D ADVANCED INPUT DEVICES A10-1 9370-00567-002E 1

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35 DEC Digital M7478-AA RTVAX CPU MODULE DC6460X1-KC1 11B0998X012 2

44 DH6001X1-FA3 MPU/ROM LTD 39A31550X052 2

45 DH6220X1-BA3 MPU/ROM 31B0954X032 3

46 DH7001X1-A3 CIA P8.0 39A0727X042 Rev.L 4

47 DH7201X1-A1 COMM.RAM CARD 39A2990X092 Rev.K/L 3

48 Digital Computer model:620Q8-A2 DC6460X1-WA5 11R7580X012 2

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50 Distributed logic corp CQ1610(SERIAL INTERFACE MODULE)2

DC6460X1-KB2 12B1384X012 Ver.B

51 Highway I/FACE P8.0 DC6450X1-HA5 49A8569X062 Rev.M 2

52 Matrox card model:DC6460X1-LA1 11B7554X022 Rer.H MATROX VDU CONTR 3

53 RAM Module 4MB DC6460X1-TA1 10B7238X012 2