第七章PLC特殊功能模块的编程及应用课件.ppt
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- 第七 PLC 特殊 功能模块 编程 应用 课件
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1、第七章第七章 特殊功能模块特殊功能模块 现代工业控制许多新课题,仅仅靠通用现代工业控制许多新课题,仅仅靠通用I/O模块来解决,模块来解决,一方面一方面在硬件方面的费用高,在硬件方面的费用高,软件编程方面麻烦,软件编程方面麻烦,另一方面另一方面有些控制任有些控制任务甚至无法用通用务甚至无法用通用I/O来完成。来完成。各厂家开发出来的品种繁多的特殊各厂家开发出来的品种繁多的特殊I/O,增增强了强了PLC的功能,扩大了应用范围的功能,扩大了应用范围,也为,也为PLC的智能化,网络化,专业化提供了基的智能化,网络化,专业化提供了基础。础。u模拟量输入输出模块模拟量输入输出模块uPID过程控制模块过程控
2、制模块u中断输入模块与快速响应模块中断输入模块与快速响应模块u高速计数模块高速计数模块u运动控制模块运动控制模块u通信模块通信模块u模拟量设定功能扩展板模拟量设定功能扩展板u数据处理与控制模块数据处理与控制模块分类:分类:第一节第一节 模拟量输入输出模块模拟量输入输出模块工业控制中,某些工业控制中,某些输入量输入量(如压力、温度、(如压力、温度、流量、转速等)流量、转速等)是模拟量是模拟量,某些,某些执行机构执行机构(如伺服电动机、调节阀、记录仪等)(如伺服电动机、调节阀、记录仪等)要要求求PLC输出输出模拟量信号模拟量信号,而,而PLC的的CPU只只能处理数字量;能处理数字量;传感器和变送器
3、的模拟量为标准的电流或传感器和变送器的模拟量为标准的电流或电压,如电压,如420mA,15V,010V,PLC可有可有A/D转换器转换器将模拟量转换为数字量;将模拟量转换为数字量;带正负号的电流或电压信号在带正负号的电流或电压信号在A/D转换后用转换后用二进制的原码或补码表示。二进制的原码或补码表示。D/A转换器转换器可将可将PLC的数字输出量转换为模拟量的数字输出量转换为模拟量电压或电流信号,去电压或电流信号,去控制执行机构控制执行机构。模拟量模拟量I/O模块的主要任务是完成模块的主要任务是完成A/D转换和转换和D/A转换的,转换的,可以是单独的可以是单独的A/D转换或在转换或在D/A转换(
4、转换(只有输入只有输入通道或输出通道通道或输出通道),如模拟量输入模块),如模拟量输入模块FX2N4AD,模拟量输出模块,模拟量输出模块FX2N4DA;也可以是模拟量输入输出模块(也可以是模拟量输入输出模块(每块模块有输每块模块有输入通道和输出通道入通道和输出通道),如),如FXoN3A;例如:例如:加热炉的温度加热炉的温度用热电偶或热电阻检用热电偶或热电阻检测测,温度变送器温度变送器将温度信号将温度信号转换转换为为标准标准电电流(如流(如420mA)或标准电压(如或标准电压(如15V)后)后送给模拟量送给模拟量输入模块输入模块,经,经A/D转换转换后得到温后得到温度成比例的度成比例的数字量数
5、字量,CPU将它将它与温度设定与温度设定值比较值比较,并按某种控制规律对差值进行运,并按某种控制规律对差值进行运算,将算,将结果结果(数字量)送给(数字量)送给输出模块输出模块,经,经D/A转换转换后变为电流或电压信号,用来后变为电流或电压信号,用来控制控制电动调节阀的开度,通过控制天然气的流电动调节阀的开度,通过控制天然气的流量实现对温度的闭环控制。量实现对温度的闭环控制。如果,用如果,用PLC的的温度检测模块(如温度检测模块(如FX2N4ADTC,FX2N4ADPT),温度传),温度传感器(热电偶或热电阻)与它们直接相连,感器(热电偶或热电阻)与它们直接相连,可省去温度变送器。可省去温度变
6、送器。FX系列系列PLC的一般性能指标:的一般性能指标:小型小型PLC一般没有模拟量一般没有模拟量I/O模块或只有通道数模块或只有通道数有限的有限的8位位A/D或或D/A模块;模块;大中型大中型PLC可配置成百上千个模拟量通道,且可配置成百上千个模拟量通道,且一般是一般是12位位的;的;模拟量输入、输出信号可以是模拟量输入、输出信号可以是电压或电流电压或电流信号;信号;可以是可以是单极性信号单极性信号,如,如05V,010V,15V,420mA;也可以是;也可以是双极性双极性信号信号,如,如50mV,5V,10V,20mA,可以可以输入多种量程输入多种量程的电压或电流。的电压或电流。模拟量模拟
7、量I/O,每块可能,每块可能有有2,4,8,16个通道个通道,有的模块有的模块有输入通道和输出通道有输入通道和输出通道。A/D,D/A转换器的转换器的二进制位数二进制位数反映了它们的反映了它们的分辨率分辨率,位数越多,分辨率越高,如,位数越多,分辨率越高,如8位位A/D转换器分辨率为转换器分辨率为1/280.38%;另一个重要指标是另一个重要指标是转换时间转换时间;各模块都是用各模块都是用光电耦合器光电耦合器和和DC/DC转换器转换器来隔离输入来隔离输入/输出信号和输出信号和PLC的电源。的电源。几种模拟量输入输出模块:几种模拟量输入输出模块:模拟量输入输出模块模拟量输入输出模块FX-3A 模
8、拟量输入模块模拟量输入模块FX-4AD 模拟量输出模块模拟量输出模块FX-2DA 温度传感器模拟量输入模块温度传感器模拟量输入模块FX-2AD-PT 热电偶温度传感器模拟量输入模块热电偶温度传感器模拟量输入模块FX-4AD-TC一、模拟量输入模块一、模拟量输入模块FX-4AD1、基本技术指标、基本技术指标 4通道通道12位模拟量输入模块位模拟量输入模块 各通道可指定为电流输入(各通道可指定为电流输入(-20mA+20mA)或电压输入)或电压输入(-10V+10V),),分辨率为分辨率为20A,5mA,综合精度为,综合精度为1%,转换速度最高为转换速度最高为6ms/通道,通道,在程序中,占用在程
9、序中,占用8个输入输出点,一台个输入输出点,一台FX0N最多可连接最多可连接8个个FX0N-4AD模块。模块。一、模拟量输入模块一、模拟量输入模块FX-4AD2、模块编号、模块编号从最靠近基本单元的那一个开始从最靠近基本单元的那一个开始顺次编号顺次编号07。3、缓冲寄存器(、缓冲寄存器(BFM)的分配)的分配BFM区由区由32个个16位位的寄存器组成,编号为的寄存器组成,编号为#0#31。4、瞬时值和设定值的读出和写入用、瞬时值和设定值的读出和写入用FROM/TO指令。指令。二、模拟量输出模块二、模拟量输出模块FX-2DA1、基本技术指标、基本技术指标 2通道通道12位模拟量位模拟量输出输出模
10、块模块 各通道可指定为电流输出(各通道可指定为电流输出(4mA+20mA)或电压输出)或电压输出(-10V+10V),),分辨率为分辨率为20A,5mA,综合精度为,综合精度为1%,转换速度最高为转换速度最高为9ms/通道,通道,在程序中,占用在程序中,占用8个输入输出点,一台个输入输出点,一台FX0N最多可连接最多可连接8个个FX0N-2DA模块。模块。二、模拟量输出模块二、模拟量输出模块FX-2DA2、模块编号、模块编号从最靠近基本单元的那一个开始顺次编号从最靠近基本单元的那一个开始顺次编号07。3、缓冲寄存器(、缓冲寄存器(BFM)的分配)的分配BFM区由区由32个个16位的寄存器组成,
11、编号为位的寄存器组成,编号为#0#31。4、瞬时值和设定值的读出和写入用、瞬时值和设定值的读出和写入用FROM/TO指令。指令。三、三、FX-4AD和和FX-2DA的使用的使用 每一个每一个I/O模块,都要掌握其模块,都要掌握其BFM的分配的分配 再用再用FROM/TO对各对各BFM寄存器进行读写寄存器进行读写带带*号号的的BFM中的数中的数据可通过据可通过TO指令改指令改写写,改变模块的运行改变模块的运行参数参数;从指定的模拟量输从指定的模拟量输入模块入模块读入数据前应读入数据前应先写入设定值先写入设定值,否则,否则按缺省设定值执行。按缺省设定值执行。用用FROM指令将指令将不不带带*号号的
12、的BFM内数据内数据读入读入。FX-4AD的的BFM:(1)BFM#0,写入十六进制,写入十六进制4位数字位数字H0000,使各,使各通道通道初始化初始化,最低位数字控制通道,最低位数字控制通道1,最高位控制,最高位控制通道通道4;各位数字意义:;各位数字意义:0:设定输入范围:设定输入范围-10+10V;1:设定输入范围:设定输入范围+4+20mA;2:设定输入范围:设定输入范围-20+20mA;3:关闭该通道。:关闭该通道。如:如:BFM#0=H3310,则,则4个输入通道,个输入通道,CH1:设定:设定输入范围输入范围-10+10V;CH2:设定输入范围:设定输入范围+4+20mA;CH
13、3,CH4:关闭。:关闭。(2)输入的)输入的当前值当前值送到送到BFM#912,输入的,输入的平均值平均值送到送到BFM#58。(3)各通道)各通道平均值取样次数平均值取样次数分别由分别由BFM#14指定,指定,取样次数范围取样次数范围14096,若设定值超范围,按,若设定值超范围,按缺省缺省值值8次处理。次处理。(5)若)若BFM#21的的b1b0=10,则增益和零点的设定则增益和零点的设定值值禁止改动禁止改动。若。若b1b0=01,允许改动允许改动零点和增益零点和增益的设定值,的设定值,零点:数字量输出为零点:数字量输出为0时的输入值;时的输入值;增益:数字量输出为增益:数字量输出为+1
14、000时的输入值。时的输入值。(6)BFM#23,#24内的增益和零点设定值会被送内的增益和零点设定值会被送到指定输入通道的增益和零点寄存器中,而需要到指定输入通道的增益和零点寄存器中,而需要调整的输入通道由调整的输入通道由BFM#22的的G,O(增益(增益-零点)零点)位的状态来指定。位的状态来指定。如:如:BFM#22内内G1O1(b1b0)=11,则则BFM#23,24的设定值送入通道的设定值送入通道1的增益和零点寄存器。的增益和零点寄存器。各通道的增益和零点可统一调整,也可单独调整。各通道的增益和零点可统一调整,也可单独调整。(7)BFM#23,24的设定值单位为的设定值单位为mV,A
15、,但受,但受分辨率影响,实际响应步距为分辨率影响,实际响应步距为5mV/20 A。(8)BFM#30中存放特殊功能模块的识别码,中存放特殊功能模块的识别码,PLC用用FROM指令读入,指令读入,FX-4AD识别码为识别码为K2010,用,用户可在程序中利用识别码,在传送数据前先确认户可在程序中利用识别码,在传送数据前先确认模块。模块。(9)BFM#29中各位的状态是中各位的状态是FX-4AD运行正常否运行正常否的信息,的信息,如:如:b2=0,表示表示DC24V电源正常,电源正常,b2=1则电源有故则电源有故障障。用用FROM指令读取指令读取BFM#29,可作响应处理。,可作响应处理。FX-2
16、DA的BFM:表中带表中带*号号的的BFM可用可用TO指令指令写入写入数据,数据,PLC由由STOPRUN时将数据时将数据写入写入BFM中,中,当当FX-2DA通电时,通电时,BFM值复位值复位,恢复为缺省恢复为缺省设定值。设定值。(1)BFM#0中的两位十六进制分别用于控制两通道的输出模中的两位十六进制分别用于控制两通道的输出模式,最低位控制式,最低位控制CH1,最高位控制,最高位控制CH2,0:电压输出(:电压输出(-10+10V)1:电流输出(:电流输出(+4+20mA)如:如:H10:表示:表示CH1为电压输出,为电压输出,CH2为电流输出;为电流输出;(2)输出数据写入)输出数据写入
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