PLC采集温度/气压的原理

可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）跟专用的高精度ADC有很大不同了，PLC采集温度/气压是一个通用自动化采集方案，它通常集成了*模拟输入模块（AI模块）*来采集模拟量信号。

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✅ PLC采集温度/气压的原理

1️⃣ 输入信号类型

PLC一般通过模拟量输入模块采集：

• 温度传感器：

  • 热电偶（如K型、T型） → 输出是毫伏级的微弱电压信号

  • 热电阻（如Pt100、Pt1000）→ 阻值变化

• 气压传感器：

  • 电压型（05V、010V）

  • 电流型（4~20mA）

2️⃣ 采集原理

• PLC内部的AI模块（模拟输入模块）一般带有多通道ADC，比如：

  • 12位、14位或16位分辨率

  • 通道隔离/非隔离

• 采集流程： 1️⃣ 信号调理：输入信号经过内部的放大/隔离/滤波（有的模块支持热电偶冷端补偿、桥式传感器等特殊输入） 2️⃣ A/D转换：AI模块将模拟信号转换为数字值 3️⃣ PLC程序处理：

  • 模拟量 → 实际物理值（如温度、气压），根据公式做线性映射/校准补偿 4️⃣ 输出/显示：PLC将数据上传到上位机、SCADA系统，或用于现场控制

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 举个例子：用PLC采集Pt100温度

场景：

• 你接了一个Pt100温度传感器到PLC的模拟量输入模块（假设AI模块支持RTD输入）。

步骤：

1️⃣ 连接

• Pt100接到PLC模拟量输入模块的三线/四线端子

2️⃣ 设置

• PLC软件（比如西门子的TIA Portal、三菱的GX Works）里设置该通道类型为RTD，选择Pt100，量程 -50°C ~ 200°C

3️⃣ 采集

• AI模块内部：

  • 电流源给Pt100供电

  • 测量其阻值变化

  • ADC采样转成数字值

4️⃣ 处理

• 模拟值 → 温度 = （数字值 ÷ 分辨率） × 量程范围

• 例如：如果输入是16位ADC，032767对应0200°C，数字值=16384，那温度= 100°C

5️⃣ 程序使用

• PLC周期性读取模拟输入值，结合控制逻辑进行报警、调节、记录

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 举个例子：用PLC采集压力传感器（4~20mA）

场景：

• 一个压力变送器输出4~20mA信号，量程0~10 bar

步骤：

1️⃣ 连接

• 压力传感器的输出线接PLC模拟输入模块的电流输入端

2️⃣ 设置

• 通道类型设为：电流输入（4~20mA）

3️⃣ 采集

• 4~20mA → 模拟电压（通常通过分流电阻转换）

• PLC AI模块内部ADC采集电压

4️⃣ 处理

• 公式计算：

  压力 = (实际电流 - 4) / (20 - 4) × 满量程 = (10mA - 4mA) / 16 × 10 bar ≈ 3.75 bar

5️⃣ 输出

• 在PLC程序中可以直接用采集值进行联锁、报警、远程上传

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 PLC采集 vs 专用板卡采集的特点

项目	PLC采集	专用ADC板卡采集
灵活性	高（支持多种信号类型，模块化扩展）	针对性强（适配特定传感器，硬件固定）
精度	中等（一般12~16位ADC）	高（如AD7177可达24位）
实时性	PLC扫描周期ms级，采样率较低	专用板卡可高采样率（kHz甚至MHz级）
软件易用性	上手快，图形化编程	需底层驱动开发、接口API
成本	高（PLC模块贵）	板卡成本受限于ADC、外围器件
通讯能力	强（集成多种协议：Modbus、Profibus、Ethernet等）	通常SPI/I2C/串口等

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✅ 总结你要了解的重点

• 你手上PLC是哪个品牌/型号，它的模拟输入模块支持哪些输入类型（比如西门子SM1231 AI模块、三菱FX5-4AD等）

• 采集的传感器类型（热电偶、RTD、压阻式？）

• 通道数、分辨率、采样速率

• 内部是否带冷端补偿（针对热电偶）或线性化功能

• 实际采集过程：从传感器输入 → 模拟量通道 → PLC程序处理 → 上报/控制