和利时PLC常见问题解答之2

1.G3系列PLC有哪些模拟量处理模块？   答：随着小型PLC性能的提高和应用范围的扩大，小型PLC已经不再局限于传统的离散控制的场合，开始越来越多的应用于过程控制。同样，对小型PLC来说，模拟量信号处理也越来越重要。 G3系列PLC拥有多款模拟量处理模块。其中包括模拟量输入模块LM3310、LM3310A、LM3310B、LM3313，模拟量输出模块LM3320，模拟量输入输出模块LM3330等。 LM3310、LM3310A和LM3310B都是4通道标准信号输入模块，可以输入的信号有0~10V/4~20mA/0~20mA。LM3313是8通道模拟量输入，输入信号包括-10~10V/-20~20mA。LM3320是2通道模拟量输出模块，可以输出的信号包括0~10V/0~20mA。LM3330是4通道模拟量输入/1通道模拟量输出模块，其输入信号与LM3310A类似，输出信号与LM3320类似。 G3系列PLC同时还有几款特殊的温度采集模块，可以直接接入温度传感器而不用外加变送器。LM3311是4通道热电偶温度采集模块，允许接入标准的热电偶传感器。LM3312是4通道热电阻温度采集模块，允许接入Pt100或者Cu50等标准热电阻。LM3314是一款8通道热敏电阻温度采集模块，允许接入负温度系数，B值可选的热敏电阻。   2.LM3310、LM3310A、LM3310B这三款模块有什么区别？   答：LM3310、LM3310A、LM3310B都是4通道标准信号输入模块，但三者有一些区别。LM3310输入端属于差分形式，采用12位的A/D转换芯片，适用于要求输入响应较快的场合。LM3310A输入端属于单端形式，同样采用12位的A/D转换芯片，适用于要求输入响应较快的场合。而LM3310B采用单端输入，16位的A/D转换芯片，适用于要求精度高，但并不要求快速响应的场合。 同时要注意，因为LM3310A和LM3310B属于单端输入，如果多个变送器负端不能短接，则最多只能接一个变送器，或者选用LM3310模块。 三者的具体区别详见下表：  

3.采用LM3320模块进行模拟量输出，但是如果只希望输出0～5V，可以实现吗？   答：可以。LM3320可以实现0～20mA或者0～10V输出。假如只希望输出0～5V，完全可以实现。   4.称重传感器通过变送器送过来的标准信号，可以是电压也可以是电流信号，LM3310有没有要求？这个信号的值在PLC寄存器中是如何反映的？    答：LM3310可以接收电压（0～10V）、电流（0～20mA）或电流（4～20mA）4路信号。而且各路信号可各不相同，只需在PLC配置时配置相应的信号就可以了。对应关系如下：  

比如你的0－1000公斤对应0－10V，而PLC中0－10V对应0～65535，那么你的0－1000公斤在PLC中就对应0～65535。   5.可以直接将热电偶或者热电阻信号接入G3 PLC么？   答：当然可以了， G3系列PLC的模拟量扩展模块不仅包括标准信号输入模块，还有专门的温度模块扩展模块：热电阻模块、热电偶模块、热敏电阻模块，且模拟量精度高。热电偶支持类型包括J、K、T、N、E、R、S、B、-80~80mV，热电阻支持的类型包括Cu50、Pt100。   6.模拟量滤波有什么效果？如何设置？   答：一般情况下选用G3的模拟量滤波功能就不必再另行编制用户的滤波程序。如果对某个通道选用了模拟量滤波，CPU将在每一程序扫描周期前自动读取模拟量输入值，这个值就是滤波后的值，是所设置的采样数的平均值。模拟量的参数设置（采样数及死区值）对所有模拟量信号输入通道有效。 如果对某个通道不滤波，则CPU不会在程序扫描周期开始时读取平均滤波值，而只在用户程序访问此模拟量通道时，直接读取当时实际值。 在PowerPro软件中，可以直接对模拟量输入信号进行滤波设置。以LM3310为例，其设置参数和实际滤波时间见下表。  

7.模拟量滤波的设置应该注意哪些？   答：注意以下几点： 1）为变化比较缓慢的模拟量输入选用滤波器可以抑制波动； 2）为变化较快的模拟量输入选用较小的采样数和死区值会加快响应速度； 3）对高速变化的模拟量值不要使用滤波器；   8.G3模拟量滤波死区值如何设置？   答：死区值（Deadband）表示用户设定的死区值，数值范围为0-4080。在启动滤波功能时，当模拟量的当前采集结果和上次滤波后的值之差超过设定死区值时，采集模块直接输出当前采集结果；否则输出经过滤波后的转换结果。死区值为0表示禁用死区参数。   9.G3模拟量输入信号的精度能达到多少？   答：拟量输入模块有两个参数容易混淆：  1）模拟量转换的分辨率   2）模拟量转换的精度（误差） 分辨率是A/D模拟量转换芯片的转换精度，即用多少位的数值来表示模拟量。G3模拟量模块，LM3310B是16为的分辨率，其余模块的转换分辨率是12位。 模拟量转换的精度除了取决于A/D转换的分辨率，还受到转换芯片的外围 电路的影响。在实际应用中，输入的模拟量信号会有波动、噪声和干扰，内部模拟电路也会产生噪声、漂移，这些都会对转换的最后精度造成影响。这些因素造成的误差要大于A/D芯片的转换误差。LM3310和LM3310A的精度均为0.5%FS@25℃(FS表示满量程，@25℃表示在25℃)，而LM3310B的精度达到0.2%FS@25℃(FS表示满量程，@25℃表示在25℃)。   10.为什么模拟量是一个变动很大的不稳定的值？    答：可能是如下原因：   1）可能使用了一个自供电或隔离的传感器电源，两个电源没有彼此连接，即模拟量输入模块的电源地和传感器的信号地没有连接。这将会产生一个很高的上下振动的共模电压，影响模拟量输入值。  2）可能是模拟量输入模块接线太长或绝缘不好。 LM3310有共地端M，假如出现上述问题，可以把输入信号的负端连接到M端上，以消除共模电压过大而带来的干扰。但应该注意，这种方式适合于变送器允许把负端连接在一起的情况。   11.电压变送器和电流变送器在使用上有何不同之处？   u        电压型的模拟量信号，由于输入端的内阻很高（G3系列PLC的模拟量模块为1兆欧），极易引入干扰，一般电压变送器用在控制设备柜内电位器设置，或者距离非常近、电磁环境好的场合。 u        电流型信号不容易受到传输线沿途的电磁干扰，因而在工业现场获得广泛的应用。 u        电流信号可以传输比电压信号远得多的距离。 u        信号输出端的负载能力必须大于信号输入端的内阻与传输线电阻之和。   12.模拟量信号的传输距离有多远？   答：电压型的模拟量信号，由于输入端的内阻很高（模拟量模块为1兆欧），极易引入干扰，所以讨论电压信号的传输距离没有什么意义。一般电压信号是用在控制设备柜内电位器设置，或者距离非常近、电磁环境好的场合。  电流型信号不容易受到传输线沿途的电磁干扰，因而在工业现场获得广泛的应用。  电流信号可以传输比电压信号远得多的距离。理论上，电流信号的传输距离受到以下几个因素的制约：   1）信号输出端的带载能力，以欧姆数值表示  2）信号输入端的内阻  3）传输线的静态电阻值（来回是双线） 信号输出端的负载能力必须大于信号输入端的内阻与传输线电阻之和。当然实际情况不会完全符号理想的计算结果，传输距离过长会造成信号衰减，也会引入干扰。    13.热电阻两线制、三线制和四线制有什么区别？LM3312都支持这些传感器吗？   答：热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件。工业用热电阻安装在生产现场，与控制室之间存在一定的距离，因此热电阻的引线对测量结果会有较大的影响。目前热电阻的引线主要有三种方式。 两线制：在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制。这种引线方法很简单，但由于连接导线必然存在引线电阻r，r大小与导线的材质和长度的因素有关，因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合； 三线制：在热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称为三线制。这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的影响，是工业过程控制中的最常用的引线电阻。 四线制：在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把R转换成电压信号U，再通过另两根引线把U引至PLC。这种引线方式可完全消除引线的电阻影响，但成本较高，主要用于高精度的温度检测。 LM3312支持这三种线制的热电阻。无论是两线制，三线制还是四线制均可以接入LM3312。   14.为何模拟量值的最低三位有非零的数值变化？    答：模拟量的转换精度为12位，但模块将数模转换后的数值向高位移动了三位。如果将此通道设置为使用模拟量滤波，则当前的数值是若干次采样的平均值，最低三位是计算得出的数值；如果禁用模拟量滤波，则最低三位都是零。   15.LM3311 是否需要补偿导线？   答： LM3311 可以设置为由模块实现冷端补偿，但仍然需要补偿导线进行热电偶的自由端补偿。