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现代工业现场常采用PLC作为控制系统核心，生产需求或者工艺变化常常需要对已有系统进行改造升级，一些不具备模拟量读取能力的PLC要实现模拟量读取常采用扩展模拟量模块，而现实是很多小型PLC不具备扩展能力，当遇到这种情况时，唯一的方案只能更换整个PLC硬件，同时那些本已实现且能够复用的软件代码也需要完全重写，大大增加了设计成本。为此，提出一种工业现场中部分PLC不自带模拟量端口也无法扩展模拟量模块而实现模拟量采集的技术方案。

1、技术方案

设计PLC模拟量读取模块，将PLC的输入端子与模拟量模块的IO输出端子直接连接，PLC输出端子与模拟量模块的IO输入端子直接连接，传感器信号直接接入模拟量模块的模拟量输入端子。如果信号为4~20mA电流信号，短接模拟量模块输入端子的V+与I+，信号的正极与V+相连，负极与VI-相连。此时的模拟量模块通过高速IO读取4~20mA电流信号，原理如图1所示。如果信号为0~5V电压信号，电压信号直接与模拟量模块的V+端子连接，信号的GND与VI-端子相连。此时的模拟量模块通过高速IO读取0~5V电压信号，原理如图2所示。模拟量模块主要由ARM CM0处理器LPC1114控制，处理器LPC1114分别与IO采集模块、PWM输出模块、AD采样单元、供电单元相连。模拟量PWM读取模块电路如图3所示。PWM输出模块为双路PWM波形组合输出结构。模拟量模块PWM输出电路如图4所示。

4个模块电路的端子说明：1为 PLC输入端子，2为 PLC输出端子，3 为IO输出端子，4为模拟量输入端子，5为 IO输入端子，6 为IO采集模块，7 为PWM输出模块，8为核心处理器LPC1114，9为 AD采样单元，10为供电单元，11为 PLC，12为模拟量模块，13为输出模式切换开关。

 图1 系统通过高速IO读取                          图2 系统通过高速IO

  4~20mA电流信号结构图                           读取0~5V电压信号结构

图3 模拟量模块PWM读取模块          图4 模拟量模块PWM输出电路