在电动传感器年代,中心操控成为可能，这就需求检测信号的远距离传送。但是纷繁复杂的物理量信号直接传送会大大下降外表的适用性。且大多传感器归于弱信号型，远距离传送很简略出现衰减干扰的问题。

 

　　因此才出现了=次变送器和规范的电传送信号。一次变送器的作用便是将传感器的信号扩大成为符合工业传输规范的电信号,如0 - 5V、0 - 10V或4 - 20mA (其间用得**多的是4 - 20mA)。而变送器通过对扩大器电路的零点迁移以及增益调整，能够将规范信号准确的对应于物理量的被检测范围，如0 - 100°C或10- 100°C等等。这是用硬件电路对物理量进行数学改换。

 

　　中心操控室的外表将这些电信号驱动机械式的电压表电流表就能显现被测的物理量。关于不同的量程范围，只要替换指针后边的刻度盘就能够了。替换刻度盘不会影响外表的根本性质,这就给外表的规范化、通用性和规模化出产带来的无可限量的好处。

 

　　2.数字化外表

 

　　到了数字化年代,指针式显现表变成了更直观、更***的数字显现方法。在数字化外表中，这种显现方法实际上是用纯数学的方法对规范信号进行逆改换,成为大家习惯的物理量表达方法。这种改换便是依托软件做数学运算。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一挥而就。

 

　　3.信号改换中的数学问题

 

　　信号的改换需求通过以下进程:物理量-传感器信号-规范电信号- A/D转化-数值显现。为简略起见，咱们在此讨论的是线性的信号改换。同时略过传感器的信号改换进程。假定物理量为A,范围即为A0 - Am,实时物理量为X;规范电信号是BO - Bm,实时电信号为Y; A/D转化数值为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)。 所以线性关系，得出方程式为Y=(Bm-B0)*(X-A0)/(Am-A0)+ BO。

 

　　又由所以线性关系,通过A/D转化后的数学方程Z=f(X)能够表明为Z=(Cm-C0)*(X-A0)/(Am-A0)+C0。那么就很简略得出逆改换的数学方程为X=(Am-A0)*(Z-C0)/(Cm-C0)+A0.方程上钩算出来的X就能够在显现器上直接表达为被检测的物理量。

 

　　4. PLC中逆改换的核算方法

 

　　以西门子PLC S7-200和4 - 20mA为例，经A/D转化后,咱们得到的数值是6400 - 32000,及C0=6400，Cm=32000。 所以，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°C,用上述的方程表达为X=70*(Z- 6400)/25600-10。通过PLC的数学运算指令核算后，西门子HMI能够从结果寄存器中读取并直接显现为工程量。用同样的原理，咱们能够在HMI. 上输入工程量,然后由软件转化成操控系统使用的规范化数值。

 

　　在西门子PLC S7-200中，(Z- 6400)/25600的核算结果是非常重要的数值。这是一个0- 1.0 (100%)的实数，能够直接送到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,通过前面的核算式的反核算，能够转化成6400 - 32000,送到D/A端口变成4 - 20mA输出。