如何将小于4 mA的过程信号用于4 mA到20 mA的模拟输入模块(F技术)?

n


说明:
下面给出了一个这类问题的解决方案样例。
某气体传感器提供0 mA到20 mA的信号。该传感器的工作范围是4 mA到20 mA, 对应于0%到100%。程序中必须满足下列条件:n

  • 如果气体传感器给出了一个小于2 mA的信号,则传感器故障。应当触发警报(消息类别“PLC Process Control Message - Failure”)。n
  • 如果气体传感器给出了一个大于2 mA但小于等于3.92 mA的信号,这时必须校正传感器。同时应当触发警报(消息类别“PLC Process Control Message - Failure”)。n
  • 如果输入的信号大于等于传感器最大工作值的25%,应当触发警报(消息类别“Alarm - above”)。n
  • 如果输入的信号大于等于传感器最大工作值的50%,应当触发“紧急警报”(消息类别“Alarm - above”)。

必须设置模拟输入值,以便可以处理小于4 mA的信号。这样,在安全模式下,只处理4 mA到20 mA范围内的信号(模块:6ES7 336-1HE00-0AB0(SM 336;AI 6x13 Bit))。n

建议通过下列步骤检测校准警报。
n

序号 步骤
1 在HW Config中禁用模拟模块的断线检查
打开S7站点的HW Config,禁用模拟输入模块相关输入信道的“Wire-Break Check(断线检查)”选项。 n

如何将小于4 mA的过程信号用于4 mA到20 mA的模拟输入模块(F技术)?
图01n

注意事项:
对于测量范围为4 mA到20 mA的模块,需要区分断线检查是否已设置。n

  • 如果断线检查参数已设置,则不检查低于范围的值。信号< 3.6 mA时,报告断线,代码为7FFFH。
    这样设置,小于3.6 mA的信号都不会被捕获。n
  • 如果您没有设置断线检查,信号小于1.18 mA时,报告低于范围,代码为8000H。
    这样设置,大于等于1.18 mA的信号都会被捕获。

更多信息请查看条目ID: 19026151中的用户手册“Automation System S7-300 Fail-Safe Signal Modules”的第10-2页,03/2004版

2更改“MEAS_MON”块
该例子使用PCS 7标准块“MEAS_MON”用来在过程映像中进行显示并产生报警。在本例中,我们根据一些输入参数的属性以及消息类和消息文本对该功能块作了修改。

  • 您可以按照下图更改“MEAS_MON”的消息类别和消息文本。

    如何将小于4 mA的过程信号用于4 mA到20 mA的模拟输入模块(F技术)?
    图02

  • 您可以为输入设置属性“S7_link=true”,来设定警报的界限值和滞后性。以便在CFC中连接这些输入。

    如何将小于4 mA的过程信号用于4 mA到20 mA的模拟输入模块(F技术)?
    图03

注意事项:
进行上述改动之后,您需要再次输入“MEAS_MON”功能块的类型。为此,可在CFC中执行菜单命令“Options > Block Types ...”

3

创建CFC
您可以按照下图创建一个CFC,用来读入并处理模拟值。

如何将小于4 mA的过程信号用于4 mA到20 mA的模拟输入模块(F技术)?
图04

组态注意事项:
这里要使用一个线性变换公式来设定CFC中不同输入参数的上下限值。

y = a * x + b

y ... 输出单位以“%”表示
x ...输入单位以“ma”表示

a ... 函数的斜率
a = (ymax - ymin) / (xmax - xmin) =(100 % - 0.0 %) / (20 mA - 4 mA) = 100 % / 16 mA = 25 / 4 [% / mA]
a = 6.25 [% / mA]

b ... 函数的截距
b = -4 mA * a = -4 [ma] * 25 / 4 [% / mA]
b = -25 %

结果为下列变换公式:

y [%]= 6.25 [% / mA] * x [ma] - 25 [%]

下图显示了此关系式。

如何将小于4 mA的过程信号用于4 mA到20 mA的模拟输入模块(F技术)?
图05

变更模拟输入驱动程序的监测值的上下限范围
FCHAI ( F_CH_AI)功能块读入模拟值。它将输入信号(4 mA至20 mA)标准化为期望范围内的数值——在该例中为0%到100%。FCHAI ( F_CH_AI)功能块缺省使用NAMUR上下限。这意味着模拟信号只有在3.6 mA到21 mA的范围内才有效。如需定义其它的界限值,您需要如下定义输入参数:

  • "CH_F_ON = 1" (功能块的标准NAMUR上下限监视值无效)
  • "CH_F_LL = 1.7" (将下限值降低为1.7 mA以便处理大于或等于2 mA的过程信号)
  • "CH_F_HL = 21.0" (上限值与NAMUR的上限值一致)

关于“F_CH_AI”功能块的更多详情,请在CFC中或者功能块目录中选择该功能块并按“F1”键获取。

监测模拟值的上下限
输入驱动块(F_CH_AI)提供的模拟值(输出V)可被监视不同的界限。监视功能块F_LIM_LLF_LIM_HL即用于此。各种情况下使用的界限值可根据转换公式进行推导,如图5所示。滞后参数由HYS (F_ABS_R)功能块集中设置,适用于所有监视块。

MEAS_MON用于显示和 报警
MEAS_MON功能块用于显示并被连接到模拟输入驱动和监视块的输出端。

原创文章,作者:ximenziask,如若转载,请注明出处:https://www.zhaoplc.com/plc338335.html

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