PLC特殊功能模块及其应用.ppt

第8章特殊功能模块,8.1模拟量处理模块,FX系列PLC常用的模拟量控制设备有模拟量扩展板（FX1N-2AD-BD、FX1N-1DA-BD）、普通模拟量输入模块（FX2N-2AD、FX2N-4AD、FX2NC-4AD、FX2N-8AD）、模拟量输出模块（FX2N-2DA、FX2N-4DA、FX2NC-4DA）、模拟量输入输出混合模块（FX0N-3A）、温度传感器用输入模块（FX2N-4AD-PT、FX2N-4AD-TC、FX2N-8AD）、温度调节模块（FX2N-2LC）等。,8.1.1普通A/D输入模块1．FX2N-4AD概述FX2N-4AD模拟输入模块为4通道12位A/D转换模块。,表8-1,FX2N−4AD的技术指标,续表,2．接线（1）接线图FX2N−4AD的接线如图8-1所示。,图8-1FX2N-4AD接线图,（2）注意事项①FX2N-4AD通过双绞屏蔽电缆来连接。电缆应远离电源线或其他可能产生电气干扰的电线。②如果输入有电压波动，或在外部接线中有电气干扰，可以接一个平滑电容器（0.1F～0.47F/25V）。,③如果使用电流输入，则须连接V和I端子。④如果存在过多的电气干扰，需将电缆屏蔽层与FG端连接，并连接到FX2N−4AD的接地端。⑤连接FX2N-4AD的接地端与主单元的接地端。可行的话，在主单元使用3级接地。,3．缓冲存储器（BFM）分配FX2N−4AD共有32个缓冲存储器（BFM），每个BFM均为16位，BFM的分配如表8-2所示。,,表8-2,BFM分配表,图8-2增益示意图,增益决定了校正线的角度或者斜率，由数字值1000标识。（a）小增益读取数字值间隔大；（b）零增益默认5V或20mA；（c）大增益读取数字值间隔小。,图8-3偏移示意图,偏移是校正线的“位置”，由数字值0标识。（d）负偏移数字值为0时模拟值为负；（e）零偏移数字值等于0时模拟值等于0；（f）正偏移数字值为0时模拟值为正。,偏移和增益可以独立或一起设置。合理的偏移范围是−5～5V或−20～20mA。而合理的增益值是1～15V或4～32mA。增益和偏移都可以用PLC的程序调整。,调整增益/偏移时，应该将增益/偏移BFM21的位b1，b0设置为0、1，以允许调整。一旦调整完毕，这些位元件应该设为1，0，以防止进一步的变化。,5．实例程序（1）基本程序FX2N-4AD模块连接在特殊功能模块的0号位置，通道CH1和CH2用作电压输入。平均采样次数设为4，并且用PLC的数据寄存器D0和D1接收输入的数字值。其基本程序如图8-4所示。,图8-4FX2N−4AD基本程序,（2）FX2N-4AD增益和偏移的调整程序通过软件设置调整偏移/增益量，其程序如图8-5所示。,图8-5偏移量调整程序,8.1.2温度A/D输入模块1．FX2N-4AD-PT概述,,表8-4,FX2N-4AD-PT的技术指标,2．接线（1）接线图FX2N-4AD-PT的接线如图8-6所示。（2）注意事项①FX2N-4AD-PT应使用PT100传感器的电缆或双绞屏蔽电缆作为模拟输入电缆，并且和电源线或其他可能产生电气干扰的电线隔开。,②可以采用压降补偿的方式来提高传感器的精度。如果存在电气干扰，将电缆屏蔽层与外壳地线端子（FG）连接到FX2N-4AD-PT的接地端和主单元的接地端。如可行的话，可在主单元使用3级接地。,③FX2N-4AD-PT可以使用可编程控制器的外部或内部的24V电源。3．缓冲存储器（BFM）的分配FX2N-4AD-PT的BFM分配如表8-5所示。,图8-6FX2N-4AD-PT接线图,表8-5,BFM分配表,（1）缓冲存储器BFM28BFM28是数字范围错误锁存，它锁存每个通道的错误状态如表8-6所示，据此可用于检查热电偶是否断开。,,表8-6,FX2N−4AD-PTBFM28位信息,注“低”表示当测量温度下降，并低于最低可测量温度极限时，对应位为ON；“高”表示当测量温度升高，并高于最高可测量温度极限或者热电偶断开时，对应位为ON。,如果出现错误，则在错误出现之前的温度数据被锁存。如果测量值返回到有效范围内，则温度数据返回正常运行，但错误状态仍然被锁存在BFM28中。当错误消除后，可用TO指令向BFM28写入K0或者关闭电源，以清除错误锁存。,（2）缓冲存储器BFM29BFM29中各位的状态是FX2N-4AD-PT运行正常与否的信息，具体规定如表8-7所示。,表8-7,FX2N-4AD-PTBFM29位信息,（3）缓冲存储器BFM30FX2N-4AD-PT的识别码为K2040，它就存放在缓冲存储器BFM30中。在传输/接收数据之前，可以使用FROM指令读出特殊功能模块的识别码（或ID），以确认正在对此特殊功能模块进行操作。,4．实例程序图8-7所示的程序中，FX2N-4AD-PT模块占用特殊模块0的位置（即紧靠可编程控制器），平均采样次数是4，输入通道CH1～CH4以℃表示的平均温度值分别保存在数据寄存器D0～D3中。,图8-7FX2N−4AD-PT基本程序,8.1.3D/A输出模块1．FX2N-2DA概述2．接线图FX2N-2DA的接线如图8-8所示。3．缓冲存储器（BFM）分配FX2N-2DA的缓冲存储器分配如表8-9所示。,表8-8,FX2N-2DA的技术指标,图8-8FX2N−2DA接线图,※1当电压输出存在波动或有大量噪声时，在图中位置处连接0.1～0.47mF25VDC的电容。※2对于电压输出，须将IOUT和COM进行短路。,表8-9,FX2N-2DA的BFM分配,BFM16存放由BFM17（数字值）指定通道的D/A转换数据。D/A数据以二进制形式出现，并以低8位和高4位两部分顺序进行存放和转换。,BFM17b0通过将1变成0，通道2的D/A转换开始。b1通过将1变成0，通道1的D/A转换开始。b2通过将1变成0，D/A转换的低8位数据保持。,4．偏移和增益的调整FX2N-2DA的偏移和增益的调整程序如图8-9所示。,图8-9偏移和增益调整程序,D/A输出为CH1通道，在调整偏移时将X0置ON，在调整增益时将X1置ON，偏移和增益的调整方法如下①当调整偏移/增益时，应按照偏移调整和增益调整的顺序进行；②通过GAIN和OFFSET旋钮对通道1进行增益调整和偏移调整；③反复交替调整偏移值和增益值，直到获得稳定的数值。,8.1.4模拟输入/输出模块FX0N-3AFX0N-3A有2个模拟输入通道和1个模拟输出通道，输入通道将现场的模拟信号转化为数字量送给PLC处理，输出通道将PLC中的数字量转化为模拟信号输出给现场设备。1．FX0N-3A的BFM分配FX0N-3A的BFM分配如表8-10所示。,,表8-10,FX0N-3ABFM分配,BFM17b00选择通道1，b01选择通道2；b1由0变为1起动A/D转换，b2由1变为0起动D/A转换。2．A/D通道的校准3．D/A通道的校准,8.2通信扩展板,由PLC、变频器及触摸屏等设备组合的控制系统，它们之间通过通信方式进行信息交换，一般采用RS-232C、RS-422、RS-485等方式进行通信。三菱常用的通信扩展单元有用于RS-232C通信的FX1N-232-BD、FX2N-232-BD、FX0N-232ADP、FX2NC-232ADP、FX2N-232IF。,有用于RS-485通信的FX1N-485-BD、FX2N-485-BD、FX0N-485ADP、FX2NC-485ADP，有用于RS-422通信的FX1N-422-BD、FX2N-422-BD，下面仅介绍FX2N-232-BD、FX2N-485-BD扩展板。,8.2.1FX2N-232-BD1．功能用于RS-232C的通信板FX2N-232-BD（以后称之为232BD）可连接到FX2N系列PLC的主单元，2．通信格式D8120D8120各位的意义如表8-15所示。,表8-15,D8120的位信息,续表,3．程序实例（1）连接232BD和打印机打印机通过232BD与PLC连接，可以打印出由PLC发送来的数据。其通信格式如表8-16所示，通信程序如图8-12所示。,表8-16,串行打印机的通信格式,图8-12打印机通信程序,（2）连接232BD和个人计算机个人计算机通过232BD与PLC连接，使个人计算机与PLC交换数据，其通信格式如表8-17所示，通信程序如图8-13所示。,表8-17,与计算机的通信格式,图8-13通信程序,8.2.2FX2N-485-BDFX2N-485-BD是用于RS-485通信的特殊功能板，可连接FX2N系列PLC，可用于下述应用中。（1）无协议的数据传送（2）专用协议的数据传送图8-14并行连接（3）并行连接的数据传送（4）使用NN网络的数据传送,图8-14并行连接,图8-15N∶N网络,8.3CC-Link现场总线模块,三菱常用的网络模块有CC-Link通信模块（FX2N-16CCL-M、FX2N-32CCL）、CC-Link/LT通信模块（FX2N-64CL-M）、LINK远程I/O链接模块（FX2N-16LINK-M）和AS-i网络模块（FX2N-32ASI-M），下面仅介绍FX2N-16CCL-M、FX2N-32CCL模块。,8.3.1FX2N-16CCL-M1．远程I/O站的连接点数远程I/O站的连接点数如表8-18所示。2．远程设备站的连接站数远程设备站的连接站数如表8-19所示。3．最大连接的配置图CC-Link总线网络的最大连接的配置如图8-17所示。,表8-18,远程I/O站的连接点数,表8-19,远程设备站的连接站数,图8-17最大连接的配置图,如果是远程设备站，可以不考虑远程I/O点的数量情况。在图8-17中远程I/O站及PLC主站、FX2N-16CCL-M所占用的点数为32点7个站168248，因此，还可以最大增加8个I/O点或相当于8点的特殊模块。,4．最大传输距离在使用高性能CC-Link电缆时，最大的传输距离如表8-20所示。5．FX2N-16CCL-M的BFM分配FX2N-16CCL-M缓冲存储器（BFM）的分配如表8-21所示。,表8-20,传输速率,表8-21,BFM分配表,（1）BFM01H设定连接模块的数量（2）BFM10H设定保留站信息（3）BFM14H设定错误无效站信息,表8-22,BFM10H位信息,表8-23,BFM14H位信息,（4）BFM20H～2FH设定站的信息BFM20H～2FH用来设定所有连接的远程站和保留站的信息。每一个模块的BFM地址分配及设定数据结构如表8-24和表8-25所示。,表8-24,BFM20H～2FH地址分配,表8-25,BFM20H～2FH位信息,（5）BFMAH控制主站的I/O信号6．主站与远程设备站的通信主站与远程设备站的通信如图8-18所示。（1）起动数据链接（2）远程输入和远程寄存器读取（3）远程输出和远程寄存器写入,表8-26,BFMAH位信息,图8-18主站与远程设备站的通信,8.3.2FX2N-32CCL32CCL在连接到CC-Link网络时，必须进行站号和占用点数的设定。站号由2位旋转开关设定，占用站数由1位旋转开关设定，站号可在1～64之间设定，超出此范围将出错，占用站数在1～4之间设定。,1．FX2N-32CCL与系统的通信FX2N-32CCL与系统的通信连接如图8-19所示。采用专用双绞屏蔽电缆将各站的DA与DA，DB与DB，DG与DG端子连接。FX2N-32CCL具有两个DA和DB端子，它们的功能是相同的，SLD端子应与屏蔽电缆的屏蔽层连接，FG端子采用3级接地。,图8-19FX2N-32CCL与主单元及远程I/O站的连接,2．FX2N-32CCL的BFM分配FX2N-32CCL的BFM分配如表8-27所示。,表8-27,FX2N-32CCLBFM分配表,续表,8.4其他特殊功能模块,8.4.1定位控制模块8.4.2人机界面在工业控制中，三菱常用的人机界面有触摸屏、显示模块（FX1N-5DM、FX-10DM-E）和小型显示器（FX-10DU-E）。,触摸屏是图式操作终端（GraphOperationTerminal，GOT）在工业控制中的通俗叫法，是目前最新的一种人机交互设备。三菱触摸屏有A900系列和F900系列，种类达数十种，F940GOT-SWD触摸屏就是目前应用最广泛的一种。,实训课题10模拟量控制模块的应用,实训25FX2N-4AD的应用一、实训目的（1）熟悉A/D特殊功能模块的连接、操作和调整；（2）掌握A/D特殊功能模块的程序编写的基本方法；（3）进一步掌握PLC功能指令的应用。,二、实训器材（1）可编程控制器1台（FX2N-48MR）；（2）FX2N-4AD模块1个；（3）指示灯5个；（4）12V可调开关电源2个；,（5）按钮模块1块；（6）24V电源1个；（7）计算机1台（已安装GPP软件）；（8）导线若干。,三、实训要求FX2N-4A/D的应用，其控制要求如下（1）将4A/D的CH1、CH2通道分别通过两个12V可调开关电源装置输入两个模拟电压（0～10V），改变通道的输入电压值；,（2）当CH1通道的电压小于CH2通道的电压时，输出指示灯L1亮；（3）当CH1通道的电压大于CH2通道的电压1V时，输出指示灯L2亮；（4）当CH1通道的电压大于CH2通道的电压2V时，输出指示灯L3亮；,（5）当CH1通道的电压大于CH2通道的电压3V时，输出指示灯L4亮；（6）当CH1通道和CH2通道的电压都大于5V时，输出指示灯L5亮。,四、系统程序（1）I/O分配X0起动，X1停止；Y0L1指示灯；Y1L2指示灯；Y2L3指示灯；Y3L4指示灯；Y4L5指示灯。（2）系统程序系统程序如图8-22所示。,图8-22系统程序,五、系统接线系统接线如图8-23所示。,图8-23系统接线图,六、程序调试（1）插入移入的内容编写好偏移和增益调整程序（参照图8-5）、写入PLC，将FX2N-4AD的CH1、CH2通道的偏移和增益调整为0V和10V。（2）按图8-22编制程序，并写入PLC，连接好4AD的24V电源。,（3）按图8-23接好PLCI/O电路和4AD的模拟输入信号。（4）运行程序，调整输入电压，监视CH1、CH2通道对应的数字量变化情况，模拟量与数字量对应的关系如表8-31所示。,如果改变输入电压，数字量没有发生变化或显示为“0”，应首先检查模块编号是否正确，如果正确，检查4AD与PLC连接的通信线及模拟输入电路，直到正确为止。（5）按控制要求输入电压，观察指示灯的动作情况，如动作不正确，检查系统程序和输出电路。七、实训报告,表8-31,模拟量与数字量对应的关系,