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描述

3、数字化仪表

到了数字化时代，指针式显示表变成了更直观、更精确的数字显示方式。在数字化仪表中，这种显示方式实际上是用纯数学的方式对标准信号进行逆变换，成为大家习惯的物理量表达方式。这种变换就是依靠软件做数学运算。这些运算可能是线性方程，也可能是非线性方程，现在的电脑对这些运算是易如反掌。

4、信号变换中的数学问题

信号的变换需要经过以下过程：物理量－传感器信号－标准电信号－A/D转换－数值显示。

声明：为简单起见，我们在此讨论的是线性的信号变换。同时略过传感器的信号变换过程。

假定物理量为A，范围即为A0－Am，实时物理量为X；标准电信号是B0－Bm，实时电信号为Y；A/D转换数值为C0-Cm，实时数值为Z。

如此，B0对应于A0，Bm对应于Am，Y对应于X，及Y=f(X)。由于是线性关系，得出方程式为Y=(Bm-B0)*(X-A0)/(Am-A0)+B0。又由于是线性关系，经过A/D转换后的数学方程Z=f(X)可以表示为Z=(Cm-C0)*(X-A0)/(Am-A0)+C0。那么就很容易得出逆变换的数学方程为X=(Am-A0)*(Z-C0)/(Cm-C0)+A0。方程中计算出来的X就可以在显示器上直接表达为被检测的物理量。

5、PLC中逆变换的计算方法

以S7-200和4－20mA为例，经A/D转换后，我们得到的数值是6400－32000，及C0=6400，Cm=32000。于是，X=(Am-A0)*(Z-6400)/(32000-6400)+A0。

例如某温度传感器和变送器检测的是-10－60℃，用上述的方程表达为X=70*(Z-6400)/25600-10。经过PLC的数学运算指令计算后，HMI可以从结果寄存器中读取并直接显示为工程量。

用同样的原理，我们可以在HMI上输入工程量，然后由软件转换成控制系统使用的标准化数值。

在S7-200中，(Z-6400)/25600的计算结果是非常重要的数值。这是一个0－1.0（100％）的实数，可以直接送到PID指令（不是指令向导）的检测值输入端。PID指令输出的也是0－1.0的实数，通过前面的计算式的反计算，可以转换成6400－32000，送到D/A端口变成4－20mA输出。

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11 CL6854X1-A2 JTC-60 TO 640F 11B5807X222 6

12 CL6862X1-A2 CSA RED SGL END A 41B9148X032 Rev.H 3

13 CL6863X1-CB1 DAUGHTER PWB ASSY 32B2412X032-74 3

14 CL6864X1-A2 REP ISOL ANALG 43B5312X012-9 4

15 CL6872X1-A2 RED ANALG OUT CSA 41B7288X032 Rev.H 6

16 CL7652X1-A2 DUAL CIA P8.0 41B1841X022 Rev.F 2

17 CL7652X1-A2 DUAL CIA P8.1 41B184X032 Rev.G 1

18 CL7661X1-BA1 MPU/MEM PWB ASSY 42B1457X022 Rev.F 2

CL7661X1-A5 20 SERIES MPU P2.2 42B2256X062 Rev.H

19 CL7661X1-BA4 MPU/MEM PWB ASSY 42B1457X042 Rev.K 1

,CL7661X1-A6 20 SERIES MPU P2.4 42B2256X112 Rev.M

20 CL7675X1-A4 20 SERIES DRVR P2.2 42B2298X072 Rev.H 2

CL7675X1-BA1 SERIAL I/O DRIVER 42B1458X012 Rev.C

21 CL7675X4-A4 20 SERIES DRVR P2.1 42B2258X052 Rev.E 2

CL7675X1-BA1 SERIAL I/O DRIVER 42B1458X012 REV.C

22 COMMONX1-AA3 SERIAL I/FACE P3.0 39A8571X042 Rev.H 2

23 CP6101X1-A1 SYSTEM POWER SUPPLY 46A9129X012 K 4

24 CP6221X1-A2 4-WIDE FILE ASSY 42B0649X022 B 1

25 CP6221X1-CA1 CABLE MANMENT ASSY 42B0652X012 B 2

26 CP6621X1-A1 COMBO CARD FILE 42B0649X012 B 1

27 CP6701X1-DA2 I/O FILE ASSY 32B9835X012 8

28 CP6701X1-FA6 PWR CONVERTER CARD 32B7743X052 Rev.E 14

29 CP6701X1-FA6 PWR CONVERTER CARD 32B7743X062 Rev.F 2

30 CRIMISCX1-A3 MPU/RDM ASSY 30B7248X022 Rev.C 4

31 DC6400 KEYBO ELEC ASSY 42B1441X012 3

32 DC6400X1-EA34 42B0134X012/D ADVANCED INPUT DEVICES A10-1 9370-00567-002E 1

33 DC6400X1-FC5 KYB2D CONT PWB ASSY 12B0696X022 4118100101014912M 4

34 DC6554X1-EA1 BACKPLANE ASSY 39A1835X012 D 1

35 DEC Digital M7478-AA RTVAX CPU MODULE DC6460X1-KC1 11B0998X012 2

44 DH6001X1-FA3 MPU/ROM LTD 39A31550X052 2

45 DH6220X1-BA3 MPU/ROM 31B0954X032 3

46 DH7001X1-A3 CIA P8.0 39A0727X042 Rev.L 4

47 DH7201X1-A1 COMM.RAM CARD 39A2990X092 Rev.K/L 3

48 Digital Computer model:620Q8-A2 DC6460X1-WA5 11R7580X012 2

49 Digital RQDX3 501667401 D1-P2 L6 M7555 01D1 2

50 Distributed logic corp CQ1610(SERIAL INTERFACE MODULE)2

DC6460X1-KB2 12B1384X012 Ver.B

51 Highway I/FACE P8.0 DC6450X1-HA5 49A8569X062 Rev.M 2

52 Matrox card model:DC6460X1-LA1 11B7554X022 Rer.H MATROX VDU CONTR 3

53 RAM Module 4MB DC6460X1-TA1 10B7238X012 2