PLC特殊功能模块的编程及应用分析.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,第七章 特殊功能模块,现代工业控制许多新课题，仅仅靠通用,I/O,模块来解决，,一方面,在硬件方面的费用高，软件编程方面麻烦，,另一方面,有些控制任务甚至无法用通用,I/O,来完成。,各厂家开发出来的品种繁多的特殊,I/O,，,增强了,PLC,的功能，扩大了应用范围,，也为,PLC,的智能化，网络化，专业化提供了基础。,模拟量输入输出模块,PID,过程控制模块,中断输入模块与快速响应模块,高速计数模块,运动控制模块,通信模块,模拟量设定功能扩展板,数据处理与控制模块,分类：,第一节 模拟量输入输出模块,工业控制中，某些,输入量,（如压力、温度、流量、转速等）,是模拟量,，某些,执行机构,（如伺服电动机、调节阀、记录仪等）,要求,PLC,输出,模拟量信号,，而,PLC,的,CPU,只能处理数字量；,传感器和变送器的模拟量为标准的电流或电压，如,420mA,15V,010V,，,PLC,可有,A/D,转换器,将模拟量转换为数字量；,带正负号的电流或电压信号在,A/D,转换后用二进制的原码或补码表示。,D/A,转换器,可将,PLC,的数字输出量转换为模拟量电压或电流信号，去,控制执行机构,。,模拟量,I/O,模块的主要任务是完成,A/D,转换和,D/A,转换的，,可以是单独的,A/D,转换或在,D/A,转换（,只有输入通道或输出通道,），如模拟量输入模块,FX2N,4AD,，模拟量输出模块,FX2N,4DA,；,也可以是模拟量输入输出模块（,每块模块有输入通道和输出通道,），如,FX,oN,3A,；,例如：,加热炉的温度,用热电偶或热电阻检测,，,温度变送器,将温度信号,转换,为,标准,电流（如,420mA),或标准电压（如,15V,）后送给模拟量,输入模块,，经,A/D,转换,后得到温度成比例的,数字量,，,CPU,将它,与温度设定值比较,，并按某种控制规律对差值进行运算，将,结果,（数字量）送给,输出模块,，经,D/A,转换,后变为电流或电压信号，用来,控制,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。,如果，用,PLC,的,温度检测模块（如,FX2N,4AD,TC,，,FX2N,4AD,PT,），温度传感器（热电偶或热电阻）与它们直接相连，可省去温度变送器。,FX,系列,PLC,的一般性能指标：,小型,PLC,一般没有模拟量,I/O,模块或只有通道数有限的,8,位,A/D,或,D/A,模块；,大中型,PLC,可配置成百上千个模拟量通道，且一般是,12,位,的；,模拟量输入、输出信号可以是,电压或电流,信号；可以是,单极性信号,，如,05V,010V,15V,420mA,；也可以是,双极性信号,，如,50mV,5V,10V,20mA,可以,输入多种量程,的电压或电流。,模拟量,I/O,，每块可能,有,2,4,8,16,个通道,，有的模块,有输入通道和输出通道,。,A/D,D/A,转换器的,二进制位数,反映了它们的,分辨率,，位数越多，分辨率越高，如,8,位,A/D,转换器分辨率为,1/2,8,0.38%,；,另一个重要指标是,转换时间,；,各模块都是用,光电耦合器,和,DC/DC,转换器,来隔离输入,/,输出信号和,PLC,的电源。,几种模拟量输入输出模块：,模拟量输入输出模块,FX-3A,模拟量输入模块,FX-4AD,模拟量输出模块,FX-2DA,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,FX-4AD-TC,一、模拟量输入模块,FX-4AD,1,、基本技术指标,4,通道,12,位模拟量输入模块,各通道可指定为电流输入（,-20mA+20mA,）或电压输入（,-10V+10V,），,分辨率为,20A,，,5mA,，综合精度为,1%,，,转换速度最高为,6ms/,通道，,在程序中，占用,8,个输入输出点，一台,FX,0N,最多可连接,8,个,FX,0N,-4AD,模块。,一、模拟量输入模块,FX-4AD,2,、模块编号,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（,BFM,）的分配,BFM,区由,32,个,16,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,FROM/TO,指令。,二、模拟量输出模块,FX-2DA,1,、基本技术指标,2,通道,12,位模拟量,输出,模块,各通道可指定为电流输出（,4mA+20mA,）或电压输出（,-10V+10V,），,分辨率为,20A,，,5mA,，综合精度为,1%,，,转换速度最高为,9,ms/,通道，,在程序中，占用,8,个输入输出点，一台,FX,0N,最多可连接,8,个,FX,0N,-2DA,模块。,二、模拟量输出模块,FX-2DA,2,、模块编号,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（,BFM,）的分配,BFM,区由,32,个,16,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,FROM/TO,指令。,三、,FX-4AD,和,FX-2DA,的使用,每一个,I/O,模块，都要掌握其,BFM,的分配,再用,FROM/TO,对各,BFM,寄存器进行读写,带*号,的,BFM,中的数据可通过,TO,指令改写,，,改变模块的运行参数,；,从指定的模拟量输入模块,读入数据前应先写入设定值,，否则按缺省设定值执行。,用,FROM,指令将,不带*号,的,BFM,内数据,读入,。,FX-4AD,的,BFM,：,（,1,）,BFM#0,，写入十六进制,4,位数字,H0000,，使各通道,初始化,，最低位数字控制通道,1,，最高位控制通道,4,；各位数字意义：,0,：设定输入范围,-10+10V,；,1,：设定输入范围,+4+20mA;,2,：设定输入范围,-20+20mA;,3,：关闭该通道。,如：,BFM#0=H3310,，则,4,个输入通道，,CH1,：设定输入范围,-10+10V,；,CH2,：设定输入范围,+4+20mA,；,CH3,，,CH4,：关闭。,（,2,）输入的,当前值,送到,BFM#912,，输入的,平均值,送到,BFM#58,。,（,3,）各通道,平均值取样次数,分别由,BFM#14,指定，取样次数范围,14096,，若设定值超范围，按,缺省值,8,次处理。,（,5,）若,BFM#21,的,b1b0=10,则增益和零点的设定值,禁止改动,。若,b1b0=01,，,允许改动,零点和增益的设定值，,零点：数字量输出为,0,时的输入值；,增益：数字量输出为,+1000,时的输入值。,（,6,）,BFM#23,，,#24,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，而需要调整的输入通道由,BFM#22,的,G,，,O,（增益,-,零点）位的状态来指定。,如：,BFM#22,内,G1O1,（,b1b0,）,=11,则,BFM#23,，,24,的设定值送入通道,1,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。,（,7,）,BFM#23,，,24,的设定值单位为,mV,A,，但受分辨率影响，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，,PLC,用,FROM,指令读入，,FX-4AD,识别码为,K2010,，用户可在程序中利用识别码，在传送数据前先确认模块。,（,9,）,BFM#29,中各位的状态是,FX-4AD,运行正常否的信息，,如：,b2=0,表示,DC24V,电源正常，,b2=1,则电源有故障,。,用,FROM,指令读取,BFM#29,，可作响应处理。,FX-2DA,的,BFM,：,表中带*号的,BFM,可用,TO,指令,写入,数据，,PLC,由,STOPRUN,时将数据写入,BFM,中，,当,FX-2DA,通电时，,BFM,值复位,，恢复为缺省设定值。,（,1,）,BFM#0,中的两位十六进制分别用于控制两通道的输出模式，最低位控制,CH1,，最高位控制,CH2,，,0,：电压输出（,-10+10V,）,1,：电流输出（,+4+20mA,）,如：,H10,：表示,CH1,为电压输出，,CH2,为电流输出；,（,2,）输出数据写入,BFM#1,，,2,；,BFM#1,为,CH1,数据，,BFM#2,为,CH2,数据，缺省值为,0,；,（,3,）,PLC,由,RUNSTOP,后，,FX-2DA,输出,是保持最后的输出值还是回零点,，取决于,BFM#5,中的十六进制数值。,BFM#5,中：,H00,：,CH2,保持，,CH1,保持；,H01,：,CH2,保持，,CH1,回零；,H10,：,CH2,回零，,CH1,保持；,H11,：,CH2,回零，,CH1,回零；,（,4,）,FX-2DA,的识别码为,K3010,，存于,BFM#30,中；,（,5,）,BFM#29,中，各位的状态是,FX-2DA,运行正常否的信息。,FX-2DA,的,BFM,：,四、程序举例,例,1,假设,FX,4AD,模拟量输入模块在最靠近基本单元,FX-64MR,的地方，故特殊功能模块号为,N,O,.0,。仅开通,CH1,和,CH2,两个通道作为,电压量输入通道,。计算平均值的取样次数为,4,次,，利用,PLC,的,D0,和,D1,分别接收这两个通道输入量的平均值，其梯形图程序如图,4-5,所示。,例,2,若,FX,2DA,模拟量输出模块连接在,2,号模块,的位置，,CH1,设定为,电压输出,，,CH2,设定为,电流输出,。当,PLC,从,RUN,转为,STOP,状态，最后的输出值保持不变，其梯形图程序如图,4,6,所示。,第二节 其它特殊,I/O,模块,一、中断输入模块与快速响应模块,适合于要求,快速响应,的控制系统，接收到,中断输入,信号后，暂停正在进行的主程序，,转去执行中断程序,，执行完后,返回,来继续执行,主程序,；,A,系列中断输入模块有,16,个中断输入点，响应时间小于,0.2ms,可在输入脉冲前沿或后沿起动；,有的整体式,PLC,集成了中断输入模块的功能，如,FX,有,6,点中断输入,X05,；,PLC,输入,/,输出间存在着因扫描工作方式引起的延迟，可达到两个扫描周期的延迟。但,快速模块可快速地响应输入脉冲，或监控很窄的输入脉冲,。,模块的,输出与,PLC,扫描过程无关,，由,输入量直接控制,，输出量同时还受到用户程序的控制。,二、,高速计数模块,PLC,梯形图程序中计数器的最高工作频率受扫描周期的限制，只有几十,Hz,；,工业控制中，有时要求,PLC,有快速计数功能，计数脉冲可能来自旋转编码器，机械开关或电子开关。,高速计数模块：,可对几十,K Hz,，甚至上,MHz,的脉冲计数，,有一个或几个开关量输出点，,当计数器当前值预置值时，输出被驱动，,与扫描周期无关，可保证负载被及时驱动；,如：生产线上，传送带用,伺服电动机,驱动，,旋转编码器,发出能反映传送带位移量的计数脉冲，送给,高速计数模块,计数，,CPU,根据,计数值与位置设定值的差值,，从模拟量输出模块,送出模拟量控制信号,，经伺服控制器功率放大后,控制伺服电动机的转动和停车过程,，,实行运动速度和位置的闭环控制。,FX,系列内置有：,2,点,1,相,60Hz,，,4,点,1,相,10KHz,，,1,点,2,相,30KHz,，,1,点,1,相,5KHz,，,的高速计数器,FX,的高速计数模块,FX-1HC,，,可作,2,相,50K,，,1,通道的高速计数器，,可与编码器相连，,一台,FX,可接,8,块,FX-1HC,，,占用,8,个输入输出点,三、运动控制模块,模块带有微处理器，控制运动物体的,位置、速度和加速度,，可控制直线运动或旋转运动，单轴或多轴运动。,使运动控制与,PLC,顺序控制功能有机结合，用于机床，装配机械等场合。,位置控制一般采用闭环控制，用伺服电动机作驱动装置,.,如：用步进电动机作驱动装置，可采用开环控制，也可采用闭环控制。,属于运动控制模块的有：,（,1,）,FX-1PG,脉冲输出模块,（,2,）定位模块：,FX-10GM,，,FX-20GM,，,E-20GM,（,3,）可编程凸轮控制单元,FX-1RM-SET,（,1,）,FX-1PG,脉冲输出模块,可作,1,轴,控制，,用,FROM/TO,指令设定各种参数，读出定位值和运行速度，,占用,PLC,8,点,I/O,一台,FX,可接,8,块,FX-1PG,（,2,）定位模块：,FX-10GM,，,FX-20GM,，,E-20GM,FX-10GM,是,1,轴定位单元，,有,4,个通用输入和,6,点通用输出,最高输出为,100kbit/s,FX-20GM,，,E-20GM,是,2,轴定位单元，,内置,EEPROM,，,E-20GM,可单独使用，可执行直线插补，圆弧插补，或独立的,2,轴控制，,最高输出为,200kbit/s,占用,8,点,I/O,FX-10GM,和,FX-20GM,须通过,FX-CNV-IF,变换器与,FX,相连,。,（,3,）可编程凸轮控制单元,FX-1RM-SET,在机械控制系统中，常通过检测角度位置来接通或断开外部负载，过去常用,机械式凸轮开关,但机械式凸轮开关，要求加工精度高，易磨损，,PLC,可编程凸轮控制单元,FX-1RM-SET,可实现高精度角度位置检测,可单独使用，也可与,FX,联用，,使用与它构成一体的数据设定组件，可进行动作角度设定和监视，,内置,EEPROM,，可存放,8,种不同程序,，,配套，无刷转角传感器，电缆最长达,100m,，,FX,可接,3,块,FX-1RM-SET,，占用,8,点输入输出点，,用光电耦合器隔离，响应时间为,3ms,。,四、通信模块,PLC,通信网络的接口,通信模块。,PLC,的通信模块用来完成与别的,PLC,，其他智能控制设备或主计算机之间的通信。,远程,I/O,系统也必须配备相应的通信接口模块。,FX,通信模块，包括：,功能扩展板，适配器和通信模块,。,RS-232C,通信用功能扩展板与通信模块,FX-422-BD,通信用功能扩展板,RS-232C/485,变换接口,FX-485PC-IF-SET,RS-485,通信用适配器与通信用功能扩展板,MELSECNET/MINI,接口模块,RS-232C,通信用功能扩展板与通信模块,FX-232-BD,通信用功能扩展板,价格便宜，可安装在,FX,内部，传送距离,15m,，最大传输速率,19200bit/s,除与,RS-232C,设备通信外，还可通过,PC,的专用软件向,FX,传送程序，或通过,PC,监视,PLC,的运行状态。,FX-232IF,是,RS-232C,通信模块，在,FX,上最多可连接,8,块,FX-232IF,，,用光电耦合器隔离，用,FROM/TO,命令收发数据。,RS-232C,通信模块,（,FX-232IF,）和功能扩展板（,FX-232-BD,），连接在,PLC,上，可与,PC,、,PRT,等装有,RS-232C,的外部设备通信，,通信时，可使用,FX,的串行数据传送指令（,RS,），,串行通信接口的波特率、数据长度、奇偶性等可由特殊数据寄存器设置。,FX-422-BD,通信用功能扩展板,FX-422-BD,用于,RS-422,通信，,可连接,PLC,的外部设备，数据存取单元（,DU,），人机界面（,GOT,），,可同时将两台外部设备接在,FX,上，,安装在,PLC,内部，不需外部安装空间，,传送距离为,50m,，最大传输速率为,19200bit/s,。,RS-232C/485,变换接口,FX-485PC-IF-SET,FX-485PC-IF-SET,用于将,RS-232C,信号转换为,RS-485,信号，以便有,RS-232C,接口的计算机与,PLC,通信,一台,PC,机最多可与,16,台,PLC,通信。,RS-485,通信用适配器与通信用功能扩展板,FX-485,是绝缘型通信适配器，,一台,FX,系列,PLC,可安装一个,FX-485-ADP,，,FX-485 BD,是,RS-485,通信用功能扩展板,，,传输距离为,50m,，最大传输速率为,19200bit/s,，,一台,FX,系列,PLC,可安装一块,FX-485-BD,，,除与,PC,通信外，通过,FX-485-BD,还,可在两台,FX,间,实现,并联连接,。,使用,RS-485,通信适配器或功能扩展板，可将,PC,作为主站,，对,FX,系列,PLC,进行,集中管理和监视,，实现生产线、车间或工厂的监视和自动化。,若干,FX,通过,FX-485 ADP,或,FX-485-BD,串级相连,，再通过,FX-485PC-IF,连接到,PC,的,RS-232C,接口，可组成,PC,为主机,，,FX,基本单元为,子站（最多,16,台）,的通信网络,。,MELSECNET/MINI,接口模块,使用,MELSECNET/MINI,接口模块，,FX,系列,PLC,可作为,A,系列,PLC,的,就地控制子站,，实现系统的集中管理和分散控制。,MELSECNET/MINI,接口模块包括：,FX-16NT,，,FX-16NP/NT,，,FX-16NP/NT-S3,各接口间可用双绞线电缆（站间最大距离为,100m,）或光纤电缆（站间最大距离为,50m,）连接,