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DDM4A在大型模拟显示屏中应用
更新时间:2021-06-21 09:23:21 字号:T|T
DDM4A产品在大中型模拟显示屏中的应用介绍
 
一个中等规模的水厂拟配置一套中央控制室用大屏幕模拟显示屏。需要显示的模拟量有各配电设备、
回路的工作参数(三相电压、电流、功率、累积电量)、各水泵的工作电流、水位、原水流量、清水池水
位、送水泵工作电流、送水压力和流量、加药、加氯量和余氯质、PH值等相关参数大约32个参数。
一般采用PLC模拟量输出模块驱动普通模拟显示表。这样,需要几十个模拟量通道和几十块
普通数码表。我们知道,PLC模拟量每通道大约需要700~900元,加上普通模拟量数码显示表近千元。而
且,由于工程量参数太多,需要PLC将各参数先转换为适合电压显示的物理量,然后在普通模拟显示表上
进行量程设定或者通过电阻调整比例满足显示,十分麻烦。而且需要定期计量。更换普通模拟量显示表
后必须进行调整到合适的工程量显示范围内。普通模拟显示表为0~200mV对应0~1999显示范围。
例如,采用PLC模拟量输出模块驱动普通模拟显示表显示余氯值,其范围一般为0.05~0.30ppm。
我们无法在普通模拟量数码显示表上直接显示该范围的值,必须将其转换为0.05~0.30V的电压值。对
应PLC输出电压范围则为5~30mV,然后将百位小数点点亮。由于PLC模拟量输出有
转换误差,加上模拟量表本身存在误差、且小信号极易受干扰,末尾数字不确定,因
此误差偏大,可信度差。
再例如,显示转速3000 rpm,则必须必须选择4位半普通模拟量显示表,先计算模拟量输出对应转
速范围为0~2V,然后,通过电阻网络衰减至0~300mV,这样才能将0~1999mV电压信号转换为
0~3000rpm显示,衰减比为2000/300,调试、使用相当麻烦,误差也较大。
采用DDM4A系列数码显示表,很好的解决了这种问题。
我们假如选择多台日本三菱FX2N系列PLC作为该工程的主要控制设备,见下图的网络控制结构图。
而其中一台PLC5作为模拟显示屏控制设备,见下图模拟显示屏示意图。
我们预定PLC 显示缓冲数据区为D100,小数点显示缓冲数据区为D101。D100使用D0、D1、D2、D3
四个数据构成,表示个、十、百、千位显示数据,见下图通讯格式。PLC中驱动DDM系列数码显示子程序可以
定时调用,也可以当显示数据发生变化后再调用显示子程序。
显示总管压力值:FX2N -4AD模块采集到当前压力为0.346Mpa,将采集的当前压力数据转换为34,
D3D2D1D0分别存储为D3=0,D2=3,D1=4,D0=6,合并到PLC中的D100=0346,由于小数点显示格式
为0.000,则D101中应设置为4。显示表将自动显示为0.346。如需要显示特殊符号,可以按下述方式处理:
D3D2D1D0分别存储为D3=11,D2=0,D1=3,D0=4,合并到PLC中的D100=B346(BCD码),由于小
数点显示格式为0.00,因此,D101中应该设置为3。显示表将自动显示为P0.34。
显示送水泵转速值:FX2N-4AD获取水泵电机转速值为1040rpm。将该值直接存储在D3=1,D2=0,D1
=4,D0=0,由于无须显示小数点,故D101=0。显示表将自动显示为1040。
显示清水池水位值:FX2N-4AD获得清水池水位值为4.03M。将该值直接存储在D3=0,D2=4,D1=0,
D0=3,由于小数点显示格式为0.00,因此D101中应该设置为3。显示表将自动显示为4.03。
显示余氯值:PLC-4AD获取余氯分析仪表输出值(4~20mA)对应0~0.30ppm,将对应的数据值例
如检测12mA,即(12/16)×0.3=0.225。D100=225,D3D2D1D0分别存储为D3=0,D2=2,D1=2,
D0=5,D101置4,故显示表直接显示0.225。
显示年、月、日及时间:例如显示2002年,可将PLC时钟数据直接存储在D100中,对应D3=2,D2=0,
D1=0,D0=2,由于无须显示小数点,故D101=0。显示表将自动显示为2002。
总之,采用DDM系列显示表+PLC构成的工程量显示系统十分方便、灵活。可真实显示数据,与你计
算出的数据分毫不差,无需要昂贵的模拟量模块,大大的节约显示系统成本。
PLC及DDM4A硬件设计:根据显示的需要,在模拟显示屏上需要显示共计32个数据,配置如下:
a.  配置DDM4A数码显示表共计32块
b.  由于需要选择PLC晶体管输出驱动模块。由于FX0N费用低且兼容FX2N,故我们一方面可采
用FX0N-8EYT模块,每个模块上有8个输出点,以进一步降低成本。
根据每四个输出点可驱动一块DDM4A表,可根据该显示表刷新速度要求,安排每4个输出点为1组串行
BCD码驱动线,每组8块DDM4A显示表,每块表配一个PLC输出点作为仪表选通端,能直接驱动码显示表。
以后每增加8块数1组(四个输出点)***可以驱动8块表,按此方式,可配置4组串行BCD码驱动线,共可
以驱动8×4=32块数码显示表。故可选择3块FX0N-8EYT模块计24点输出。分配每4点为1组串行BCD码控制
线共4组,占用16点输出。余下8点作为8个仪表选通点。平均每块表占用24/32=0.75个输出点,非常经济。
分析晶体管输出驱动能力。我们知道,FX0N-8EYT晶体管每点可直接驱动晶体管每点可直接驱动
24V/500mA以下无感负载。
DDM4A每点所需的驱动为24V/5~6mA。4组同时驱动电流为4×6=24mA,小于模块驱动24V/500mA
满足负载能力。再分析显示刷新速度。因采用14个脉冲为1块表需要的脉冲数。串接8块表共需要8×14
=112个脉冲。按3ms输出一个脉冲计算。
完成一个循环显示刷新周期需112×3=336mS,即0.336秒即可完成数据显示更新。根据该规律只要保
持8个显示表选同控制而不再增多选通点。今后需增加显示表时只增加串行BCD码驱动线,则显示刷新速度
基本保持不变。我们简单计算一下该种方式可驱动多少块DDM4A数码显示表:
设PLC晶体管模块驱动能力为500mA,8点作为8个仪表选通点,每点选通驱动500/6=83块表。如允许
增加串行BCD码驱动点,可配置83组串行BCD码驱动控制。共需要83×4=332个点。包括显示表选通8点共
计340点,可驱动显示表83×8=664块而刷新显示速度基本不变,仍然为0.34秒左右。平均每块表仅占用
340/664=0.51个输出点,十分经济。如果允许刷新速度慢1倍即0.7秒以内,显示表数量为656块需要180
点开关量输出点,平均每块表占用仅180/656=0.27个输出点。
实际晶体管输出能力不能一直工作于500mA下,所以驱动显示表数量及输出点需要量还要下降20%左右。
PLC软件设计:根据模拟显示任务需要,PLC模块仅配置晶体管输出模块,开关量输入模块、所有模拟
模块不要。划分PLC工作任务为:用与显示设备状态的开关量输出,它们纯属极普通的逻辑处理
任务,工作量不大。另外编制驱动DDM4A显示表的显示子程序。主要是划分所有显示表的显示缓冲数据
区。利用定时器驱动脉冲产生器和移位寄存器等。
该类程序在本网站下载中心有相应的例子可供编程参考,十分方便、简单。无需专门编程通讯任务。由于采
用FX2N485BD通讯模块,无需编程,直接可从计算机中(或者该PLC中)获取各站的相关数据。并经简单的工程量
处理后直接显示在模拟屏上的各对应表中。
采用西门子S7-300 PLC构成的模拟显示屏数码显示部分的电原理见下图所示:
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

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