Программирование ПЛК. 5.Цифровые и аналоговые сигналы.

0:00 Здравствуйте, в этом видео рассмотрим цифровые и аналоговые сигналы промышленных контроллеров. Сначала разберемся в терминологии и применительности. Терминов цифровые или дискретные к контроллером почти все сигналы современных устройств сейчас являются цифровыми или дискретными. Например, аудио или видеосигналы хранятся в виде конкретных цифровых значениях на носителях информации. Типа сиди дисков или тех же флешек, а? Потом воспроизводится с помощью цифра аналогов преобразователей, то есть коротко цап или, наоборот, с помощью аналога цифровых преобразователей. Коротко АЦП преобразуется из аналогового сигнала в цифровую форму, то есть форму чисел, которые потом хранятся на носителях информации. Теперь о термине дискретный это сигнал, который является прерывистым, то есть в отличие от аналго и который изменяется во времени и понимает. Любое значение из списка возможных значений реальный аналоговый сигнал выглядит примерно таким вот образом, то есть неважно, может быть. Это какой то звук может быть это какой то сигнал от устройства, и этот же сигнал, аналоговый в дискретном виде, выглядит некими ступеньками.

1:09 Потому что сигнал является дискретным, хранится он у нас в цифровой записи. И в любом случае мы можем воспринимать только определенными ступеньками, то есть у нас и в процессе времени. Есть определенные дискреты, то есть ступеньки и у амплитуде у нас такие же ступеньки и такие же дискреты. То есть сигнал у нас не является не 1 как аналоговый, а является прерывистым?

1:32 Приведу простой пример, положим. У нас есть восьмибитный аналог цифровой преобразователь, то есть АЦП, которая позволяет измерить напряжение. Вот это вот, например, до 255 Вольт, так как мы получаем от АЦП. Восьмибитное значение она может иметь целое значение от 0 до 255 и не может быть, например, 220, и не может быть, например, 220 либо. 221 И как итог из непрерывного аналогового сигнала мы получаем прерывистый? Ступенчатый дискретный сигнал, имеющий определенное количество значений в в промышленных контроллерах. Смысл терминов цифровой и дискретный немного другой сигнал, который имеет 2 состояния 0 или единицу, то. Есть логический 0 или логическое единство называется цифровыми или дискретными в импортной литературе. Обычно это диджитал даже сигнал промышленных интерфейсов, например РС, 485 также называются цифровыми. По причине того, что в основе работы интерфейса также лежит 2 состояния и те же нули и единицы. Термин аналоговый относится к любым прочим сигналам, которые либо являются реальными, непрерывными аналоговыми. Сигналами, например, вот сигнал датчика температуры либо физическим сигналом или значением контроллера, которые имеют определенное количество дискретных значений, например цифровой датчик, выдающий. Некое аналоговое значение сигнала, но, по сути, имеющее определенное количество ступенек выходного сигнала, например, датчик давления с большой вероятностью имеет на выходе микроконтроллеров с цифроаналогом. Преобразователем, который имеет определенную разрядность и имеет. Вот те же наши дискретные ступеньки и для контроллера, по сути дела, является все равно аналоговым сигналом стандартного 4 20 миллиампер.

3:24 Данные об активации цифрового или аналогового выхода, или опрос входа приходят от контроллера по некой внутренней шине. Упрощенно контроллер передает информацию о том, какой выход установить. Логическую единицу или 0 чтобы включить, например, вот этот контактор на модуле выходов или получает от модуля входов информацию о том, какая кнопка была нажата или датчик сработал. Обратно в программу все это происходит через внутреннюю шину контроллера. Покажу, как выглядит эта шина и как к ней подключаются контроллеры различных видов в основной массе различных. Производителей промышленных контроллеров есть несколько видов подключения модулей к контроллеру. Это обычным шлейфом, как, например, устаревший контроллер 7 200 штрихи различных видов.

4:13 Покажу это на примере, 7000 и 200 то есть вот у нас модуль. Вот эти штрихи. Они втыкаются в контроллер или в соседний модуль поближе покажу. И еще 1 вид подключения контроллера, это различные соединители, например, для 7500 Сименс сзади у них есть. Такие гнезда есть специальные соединители. Соответственно, они втыкаются в кастрюлю. И в этот же соединитель втыкается. Модуль расширения там ходов и ходов, какие то прочие коммуникационные модули, технологические и так далее и тому подобное. И так как здесь есть у нас возможность подключать следующий среди недель, то есть мы можем следующим образом и потом еще еще еще. И последний вариант популярный. Это монтажные стойки с вмонтированными и под тучными разъемными гнездами, куда вставляются модули. То есть это, например, у контроллеров, уже немного устаревших 7 400 Сименс, это часто применяется у контроллеров Шнайдер.

5:37 Сейчас вы видите фото такой монтажной стойки. Как передается информация по внутренней шине, как устроен интерфейс и как какие используются протоколы? Нас не должно волновать, интересовать во 1 у большинства производителей. Это закрытая информация во 2 полезности этой информации. Сомнительно можно потратить массу времени на поиск документации и изучения, и, например, ремонт 1 модуля, но. Стоимость этих работ может оказаться кратно выше стоимости нового модуля. При выходе из строя модули меняется целиком, важно уметь локализовывать неисправности и заменить. Реально неисправный модуль с внутренней шины. Обычно это пустяковые проблемы типа бракованных или поврежденных шлейфов или загнутых при неправильной установке штыков.

6:26 Например, если мы здесь загнем, что я там или в процессе установки в процессе хранения случайно, что мы сюда положим, он загнется, естественно, работать. Это не будет также был единичный случай прокованного заднего штекера на серии контроллеров. И 7 300 обычно это при внимательном осмотре хорошо видно.

6:49 Когда накапливается несколько десятков неисправных модулей, уже вполне можно их ремонтировать, используя часть модулей, как донора для других. Вот примеры неисправных модулей, которые. Использовались как донора для ремонта нескольких других модулей. Далее затронем важную тему о наиболее распространенных типов выходных и входных цифровых и аналоговых сигналов.

7:13 Дискретные сигналы на данный момент наиболее распространенный тип сигнала. Это 24 Вольта, а логический 0 это 0 вольт, логическая единица, это 24 вольта, например, если. Могут индуктивный датчик подключен к нашим цифровым ходам. То есть, когда у нас металла нет, у него на выходе будет логический 0 или 0 вольт, или, скажем так, в тех. Пределах в том диапазоне, который позволяет контроллер, то есть от 0 до 5 Вольт. Вот если, например, выезжая металл, то есть, например, это на каком то оборудовании на. Станке стоит и необходимо нам что то считать, например, те же отвертки, то есть, когда мы приближаем. Металл датчик срабатывает и на выходе формирует сигнал 24 Вольта.

7:59 То же самое с ее выходными сигналами, например, мы управляем вот этим. Вот контактором напрямую с контроллера с выхода контроля с цифровых и контроллеров мы сразу формируем. Либо 0 когда контактор выключен, либо единицу или 24 Вольта, когда контактор включен. Аналоговый сигнал наиболее популярный аналоговый-это токовый сигнал 4, 20 миллиампер на 2 месте. Это сигнал напряжения 0 10 вольт, то есть от 0 до 10 вольт, что. Это значит, объясню на примере, возьмем вот этот датчик давления с аналоговым выходным сигналом 4 ты 20. Миллиампер, датчик давления имеет диапазон от 0 до 5 бар.

8:42 Если давление на входе датчика будет 0 бар, мы будем иметь токовый сигнал 4 миллиампера. Если давление будет давление, например, половину, то есть 2 она5. Бара выходной сигнал будет 12 миллиметр, то есть также половину от диапазона 4 ты 20 миллиампер. Если будет давление перебор, мы будем иметь сигнал. Выходной 20 миллиампер, то есть между давлением 0 5 бар и сигналом 4, 20 миллиампер. Есть и прямая линейной зависимости, которая позволяет программе. Контроллера понять, какое реальное давление на входе датчика давления, то есть давление физического процесса, который измеряет датчик давления.

9:21 Такая же ситуация с аналоговым сигналом. 0 + 10 Вольт, спросите, почему аналоговый сигнал именно 4 20 Миллиампер, а не 0, 20 миллиампер причинно 3 1 схема. Технически сложно сформировать сигнал, близкий к значению 0 с необходимой точностью. Он также более зависим от помех 2 причина с помощью выхода 20 миллиампер.

9:48 Ряд интеллектуальных датчиков выдает информацию об внутренней неисправности датчика. Например, выдавая сигнал 3 25 миллиампера, датчик говорит контроллер о том, что с ним есть проблемы и программа. Мы можем обработать эту ошибку, выдавая пользователю информацию, неисправность датчика. Если топ равен, 0 значит, есть обрыв линии и также можно выдавать. Информацию обрыв линии, причина номер 3, это большая часть двухпроводных датчиков не может использовать сигнал 0. Отдельных применений и многие контроллеры и модули позволяют конфигурировать разные виды сигналов, в том числе и 0 24 20 минут 1 и. 0 10 Вольт и так далее с помощью цифровых дискретных сигналов мы получаем информацию, например, о состоянии кнопок переключателей. Каких либо концевиков разных типов, например, в состоянии контактов пускателей автоматических выключателей и тому подобное? То есть сигналов, имеющих 2 состояния либо, но либо нет цифровыми выходами, включаются и выключаются какие либо реле те же контакторы.

11:07 Включаются и выключаются клапаны, зажигаются сигнальные лампы и так далее. С помощью аналоговых сигналов мы получаем информацию о температуре. Давлении влажности, положении и массе прочих физических сигналов аналоговыми выходами мы управляем процентом, например, процентом открытия. Пропорциональных клапанов яркостью ламп, частотой вращения двигателя и так далее. Небольшой пример, как выглядит наш сигнал, например, от. Датчика давления, как говорил, у него выходной сигнал 4 20 минут, а физическую величину измеряет он от 0 до 5 бар соответственно 4 миллиампера.

11:45 В контроллере в программе это будет выглядеть как 0, а 20 миллиампер в контроле будет выглядеть, как это применительно. Сразу отмечу это применительно к контроллеру Сименса и 7 1000 листья 20 минут будет выглядеть как число 27648.

12:06 Например, если у нас будет 12 миллиампер, нам, соответственно, диапазон платили тысяч 648. * Надо 0 надо поделить на 2. Так как у нас у нас половина половина диапазона, и мы получим значение 13824. То есть это то число, которое будет к нам приходить в программу после? Обработки сигнала, что был смены ампер модулем аналогового года, который воспринимает опрометализирован как вход с диапазоном 4 20 миллиампер.

12:46 Более подробную универсальную формулу и преобразование вот этих, вот чисел масштабирования в конкретные физические величины или более удобная цифра. Например, в те же 0 что ты 5 бар, это мы посмотрим. Позднее на примерах уже программах, это пока простой пример. В следующем видео будем выбирать контроллер для изучения программирования. Я расскажу о некоторых подводных камнях при выборе. Контроля среды, разработки там и прочих моментов. И сделала голосовалку, чтобы можно было уже выбрать конкретный контроллер. Вот или серию контроллеров, на котором будем все это хозяйство изучать. Все спасибо за просмотр, надеюсь, что видео было полезным. Делитесь видео с друзьями, подписывайтесь на канал, обязательно пишите в комментариях, если какие, то моменты непонятны до свидания.

Расшифровка сделана автоматически (Yandex SpeechKit) и может содержать ошибки в терминах.