Знакомство с понятием аналого-цифровым преобразователем

12

Оглавление

1.              Цель работы.

2.              Вводная часть

2.1              АЦП

2.2              CPU Siemens S7-200

2.3              Step 7 Micro/Win

2.4              Лабораторный макет

3.              Ход работы.

4.              Содержание отчета

5.              ЛИТЕРАТУРА

1.                  Цель работы.

Знакомство с аналого-цифровым преобразователем.

2.                  Вводная часть

Вводная часть знакомит с понятием АЦП, ПЛК Siemens S7-200, средой программирования ПЛК, лабораторным стендом.

2.1                           АЦП

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП, англ. Analog-to-digital converter, ADC) — устройство, преобразующее входной аналоговый сигнал в дискретный код (цифровой сигнал). Как правило, АЦП — электронное устройство, преобразующее напряжение в двоичный цифровой код.

Разрешение АЦП — минимальное изменение величины аналогового сигнала, которое может быть преобразовано данным АЦП — связано с его разрядностью. В случае единичного измерения без учёта шумов разрешение напрямую определяется разрядностью АЦП.

Разрядность АЦП характеризует количество дискретных значений, которые преобразователь может выдать на выходе.

Разрешение по напряжению равно разности напряжений, соответствующих максимальному и минимальному выходному коду, делённой на количество выходных дискретных значений.

      диапазон входных значений = от −10 до +10 вольт

      разрядность двоичного АЦП 14 бит: 214 = 16 384 уровней квантования

      разрешение двоичного АЦП по напряжению: (10-(-10))/16384 = 20/16384 = 0,00122 вольт = 1,22 мВ

2.2                           CPU Siemens S7-200

CPU S7-200 состоит из микропроцессора, встроенного источника питания, входных и выходных цепей, находящихся в компактном корпусе и образующих мощный микро-ПЛК контроля и управления входными и выходными устройствами. На рисунке 2.2.1 показан внешний вид ПЛК.

Рис. 2.2.1 Микро-плк S7-200.

Основной принцип действия S7-200 очень прост:

      S7-200 считывает состояние входов

      программа, хранящаяся в контроллере, использует эти входы для анализа логики управления. Во время обработки программы S7-200 обновляет данные

      S7-200 записывает данные на выходы.

S7-200 хранит информацию в различных местах памяти, которые имеют однозначные адреса. Вы можете явно указать адрес в памяти, к которому вы хотите обратиться. Благодаря этому программа имеет прямой доступ к информации. Таблица 1 показывает диапазон целых значений, которые могут быть представлены с помощью данных различной длины.

Таблица 1.

Диапазон целых значений

которые могут быть представлены с помощью данных различной длины.

Для обращения к биту в некоторой области памяти необходимо указать адрес бита. Этот адрес состоит из идентификатора области памяти, адреса байта и номера бита.  На рисунке 2.2.2 показана адресация байт.бит.

Рис. 2.2.2 Адресация байт.бит.

Применяя формат байт.бит, можно обратиться к данным в большинстве областей памяти (V, I, Q, M, S, L и SM) как к байтам, словам или двойным словам. Если необходимо обратиться к байту, слову или двойному слову данных в памяти, то надо указать эти адреса подобно адресу бита. Это показано на рисунке 2.2.3.

Рис. 2.2.3. Обращение к одному и тому же адресу в формате байта, слова и двойного слова.

Процессор имеет 2 аналоговых выхода,  10 цифровых выходов, 14 цифровых входов. Основные технические характеристики ЦПУ показаны в таблицах 2, 3, 4, 5.

Табл. 2.

Технические данные аналоговых входов

Табл. 3.

Технические данные цифровых выходов

Табл. 4.

Технические данные цифровых входов

Таблица 5.

Технические данные CPU 224xp