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現場總線與工業以太網

STEP7將模擬量輸入模塊的輸出值轉換為實際的物理量

??a.模擬量輸入轉換后的模擬值表示方法。模擬量輸入/輸出模塊中模擬量對應的數字稱為模擬值，模擬值用16位二進制補碼(整數)來表示。*高位(第15位)為符號位，正數的符號位為0，負數的符號位為1。

??模擬量經過A/D轉換后得到的數值的位數(包括符號位)如果小于16位(包括符號位)，則轉換值被自動左移，使其*高位(符號位)在16位的*高位，模擬量左移后未使用的低位則填人"0"，這種處理方法稱為"左對齊"。設模擬值的精度為12位加符號位，左移3位后未使用的低位(第0～2位)為0，相當于實際的模擬值被乘以了8。

??這種處理方法的優點在于模擬量的量程與移位處理后的數字的關系是固定的，與左對齊之前的轉換值無關，便于后續的處理。

??表2-58給出模擬量輸入模塊的模擬值與以百分數表示的模擬量之間的關系，其中*重要的關系是雙極性模擬量量程的上、下限(****和-****)分別對應于模擬值27648和-27648。單極性模擬量量程的上、下限(****和0%)分別對應于模擬值27648和0

模擬量輸入模塊的模擬值溫州S7-1200PLC西門子代理商原裝現貨  溫州西門子S7-1200PLC代理,溫州西門子PLC代理,西門子S7-1200PLC代理,西門子PLC代理

??根據模擬量輸入模塊的輸出值計算對應的物理量時，應考慮變送器的輸入/輸出量程和模擬量輸入模塊的量程，找出被測物量與A/D轉換后的數字之間的比例關系。

??b.轉換舉例。

??【例1】 壓力變送器的量程為0～10MPa，輸出信號為0～10V，模擬量輸入模塊的量程為0～10V，轉換后的數字量為0～27648，設轉換后得到的數字為N，試求以kPa為單位的壓力值。

??解：0～10MPa(0～10000kPa)對應于轉換后的數字0～27648，轉換公式為：P=10000N/27648(kPa)

??注意在運算時一定要先乘后除，否則會損失原始數據的精度。

??【例2】 某溫度變送器的量程為-100～500℃，輸出信號為4～20mA，某模擬量輸入模塊將0～20mA的電流信號轉換為數字0～27648，設轉換后得到的數字為N，求以0.1℃為單位的溫度值。

??解：如圖2-132所示，單位為0.1℃的溫度值-1000~5000對應于數字量5530～27648。根據該比例關系，可得出以0.1℃為單位的溫度T的計算公式為。

??微電子技術、計算機技術及通信技術的發展使工業自動化領域的控制模式發生了根本性的改變，從基于模擬信號傳輸的集散控制系統(DCS)，到數字化、智能化、全分散的現場總線，再到近年來出現并得到迅速發展的工業以太網，信息交換覆蓋已能夠從工廠的現場設備層到控制管理的各個層次，形成了現代工業控制網絡，現場總線和工業以太網正是工業控制網絡發展過程中的兩個典型代表。

??工業控制網絡有別于商業信息網絡，具有如下特點：

??1)實時性好。這表示在工業控制中不僅要求信息傳輸速度快，而且還要求響應速度快。

??2)可靠性高。由于直接面向生產過程，在傳輸檢測與控制信息、產生或引發機構運動和能量轉換的同時，能夠耐受惡劣的工業現場環境，在出現故障的情況下，具有保證整個系統安全的能力。

??3)簡潔。降低設備成本，提高系統的健壯性。

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??4)開放性好。各廠商之間的產品可以相互兼容。

??5)增加用戶層。信息網絡通常采用****化組織的開放系統互連參考模型(ISO/OSI)的七層結構，工業控制網絡需要在第七層之上增加用戶層。

??現場總線

??現場總線概念起源于歐洲，隨后發展至北美，自誕生至今發展迅速，被譽為自動化領域的現場局域網。

??進入20世紀80年代，企業綜合自動化的需求(開放性、通用性、可靠性)日益急迫，人們對傳統的模擬儀表和控制系統要求變革的呼聲也越來越高，隨著微處理器與計算機功能的增強和價格的降低，計算機網絡系統得到迅速發展，而處于生產過程底層的自動化測控系統仍選用一對一連線，用電壓、電流的模擬信號進行測量和控制，難以實現設備與設備之間以及系統與外界之間的信息交換，使自動化系統成為“信息孤島”。要實現整個企業的信息集成和綜合自動化，就必須設計出一種能在工業現場環境運行的、性能可靠的、造價低廉的通信系統，形成現場的底層網絡，完成現場自動化設備之間的多點數字通信，實現底層設備之間以及生產現場與外界之間的信息交換。現場總線就是在這種實際需要的驅動下應運而生的，智能儀表也為現場總線的出現奠定了基礎。

??現場總線是應用在工業控制領域的一系列實時通信標準規約。國際電工委員會(International Electrotechnical Commission，IEC)對現場總線的定義為現場總線是一種應用于生產現場，在現場設備之間、現場設備與控制裝置之間實行雙向、串行、多節點數字通信的技術。它的關鍵標志是能支持雙向、多節點、總線式的全數字通信。

??現場總線的誕生與發展可視為自動控制領域的一次革命，這是因為現場總線不僅是一種通信技術、更重要的是現場總線控制系統(Fieldbus Control System，FCS)的出現引發了傳統的PLC 控制系統和集散控制系統(Distributed Control System，DCS)基本結構的根本性變化?，F場總線系統技術極大地簡化了傳統控制系統繁瑣且技術含量較低的布線工作量，使其系統檢測和控制單元的分布更趨合理，使得從原來的面向設備選擇控制和通信設備轉變成為基于網絡選擇設備。尤其是20世紀90年代現場總線控制系統技術逐漸進入中國以來，結合因特網和內聯網的迅猛發展，現場總線控制系統技術越來越顯示出其傳統控制系統無可替代的優越性?？梢哉f，現場總線作為工業數據通信網絡的基礎，是IT技術在自動控制領域的延伸，是自動化儀表發展的必然趨勢，同時也將企業內部信息網絡延伸至生產現場與控制網絡相連，適應了企業信息集成系統、管理控制一體化系統的發展趨勢與需要，并且能夠與互聯網相連形成新的企業管控一體化系統的網絡結構?，F場總線與一般通信技術的區別在于，一般通信技術只能實現信息的傳輸，而現場總線是一種控制系統框架，現場總線內的所有設備能夠進行信息互訪與互換，現場總線上的設備之間能夠進行互操作和系統集成。溫州S7-1200PLC西門子代理商原裝現貨  溫州西門子S7-1200PLC代理,溫州西門子PLC代理,西門子S7-1200PLC代理,西門子PLC代理