PLC综合应用技术项目6的任务.ppt

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,*,PLC,综合应用技术,童克波,1,2025/4/30 周三,项目,6 PLC,对模拟量的控制,任务,1 PLC,如何实现对模拟量的采集,2,2025/4/30 周三,知识引入,在过程控制系统中，需要对温度、压力、流量等模拟量进行采集、运算，然后根据运算结果实施对系统的控制。,PLC,的基本单元只能对数字量进行控制。如何实施对模拟量的控制？这需要引入,PLC,的特殊功能模块,FX2N-4AD,来实现这一要求。,3,2025/4/30 周三,任务分析,为了让,PLC,的基本单元能处理模拟量，必须要将采集的模拟量转化成数字量，然后传给,PLC,基本单元进行处理。要完成该任务，必须具备以下知识：,1,熟悉模拟量输入模块,FX2N-4AD,的性能指标及使用方法。,2,掌握模拟量输入模块采集模拟量的程序编写。,4,2025/4/30 周三,相关知识,特殊功能模块数据读出指令,FROM,（,FNC78,）,1,）指令格式,该指令的指令名称、助记符、功能号、操作数及程序步长如表,6-1,所示。,表,6-1,特殊功能模块数据读出指令表,1,特殊功能模块读写指令,指令名称,助记符,/,功能号,操作数,程序步长,备注,m1,m2,D,n,特殊功能,模块数据,读出指令,FNC78,（,D,）,FROM,（,P,）,K,H,m1=0,7,K,、,H,m2=0,31,KnY,、,KnM,、,KnS,、,T,、,C,、,D,、,V,、,Z,K,、,H,n=1,32,16,位：,9,步,32,位：,17,步,连续,/,脉,冲执行,5,2025/4/30 周三,相关知识,2,）指令说明,如图,6-1,所示为特殊功能模块数据读出指令功能说明。,图,6-1,特殊功能模块数据读出指令功能说明,当,X1=ON,，该特殊功能模块指令,FROM,开始执行，将从编号为,m1,的特殊功能模块内的缓冲寄存器（,BFM,）编号为,m2,开始的,n,个数据读入到,PLC,基本单元，并存入,D,指定元件中的,n,个数据寄存器中。,m1,是特殊功能模块号：,m1=0,7,。,m2,是缓冲寄存器首元件号：,m2=0,31,。,n,是待传送数据的字数：,n=1,32,。,6,2025/4/30 周三,相关知识,接在,FX2N,基本单元右边扩展总线上的功能模块（例如模拟量输入单元、模拟量输出单元、高速计数器单元等），从最靠近基本单元那个开始，顺次编号为,0,7,。如图,6-2,所示。,图,6-2,特殊功能模块连接编号,在图,6-2,中特殊功能模块,FX2N-4AD,是,4,通道模拟量输入模块，编号为,#0,；特殊功能模块,FX2N-1HC,是,2,相,50HZ,高速计数模块，编号为,#1,；特殊功能模块,FX2N-4DA,是,4,通道模拟量输出模块，编号为,#2,；输出模块,FX2N-8EYT,是扩展单元，不能占用编号。,7,2025/4/30 周三,特殊功能模块的缓冲寄存器,BFM,和,FX,基本单元,CPU,字元件的传送示意图如图,6-3,所示。,任务实施,图,6-3,特殊功能模块数据读操作,8,2025/4/30 周三,相关知识,特殊功能模块数据写入指令,TO,（,FNC79,）,1,）指令格式,该指令的指令名称、助记符、功能号、操作数及程序步长如表,6-2,所示。,表,6-2,特殊功能模块数据写入指令表,1,特殊功能模块读写指令,指令名称,助记符,/,功能号,操作数,程序步长,备注,m1,m2,D,n,特殊功能模块数据写入指令,FNC79,（,D,）,TO,（,P,）,K,、,H,m1=0,7,K,、,H,m2=0,31,KnY,、,KnM,、,KnS,、,T,、,C,、,D,、,V,、,Z,K,、,H,n=1,32,16,位：,9,步,32,位：,17,步,连续,/,脉冲执行,9,2025/4/30 周三,相关知识,2,）指令说明,特殊功能模块写数据指令是,PLC,对特殊功能模块缓冲器,BFM,写入数据的指令，如图,6-4,所示为特殊功能模块数据写入指令功能说明。,图,6-4,特殊功能模块写数据指令功能说明,当,X0=ON,时，执行该指令，即将,PLC,的,K4M0,（,M15,M0,）,16,位作为传送源数据送至,#1,号单元特殊功能模块的,BFM29,号中，传送字数为,1,个。,m1,是特殊功能模块号：,m1=0,7,。,m2,是缓冲寄存器首元件号：,m2=0,31,。,n,是待传送数据的字数：,n=1,32,（,16,位）；,n=1,16,（,32,位）。,在,FROM,和,TO,指令执行过程中，若,M8028=ON,，允许中断；若,M8028=OFF,，禁止中断，输入中断或定时器中断将不能被执行。,10,2025/4/30 周三,相关知识,FX2N-4AD,的电路接线,FX2N-4AD,是模拟量输入模块，有四个输入通道，分别为通道,1,（,CH1,）、通道,2,（,CH2,）、通道,3,（,CH3,）、通道,4,（,CH4,）。每一通道都可进行,A/D,转换，即将模拟量信号转换成数字量信号，其分辨率为,12,位。,输入的模拟电压值范围从直流,-10V,+10V,，分辨率为,5mV,。若为电流输入，则电流输入范围为,4,20 mA,或,-20,+20 mA,，分辨率为,20A,。,FX2N-4AD,内部共有,32,个缓冲寄存器（,BFM,），用来与主机,FX2N,主单元,PLC,进行数据交换，每个缓冲寄存器的位数为,16,位。,FX2N-4AD,与,FX2N,主机连接通过扩展电缆。而四个通道的外部连接则需要根据外界输入的电压或电流量不同而有所不同，其平面图如图,6-5,所示。,2,模拟量输入模块,FX2N-4AD,11,2025/4/30 周三,相关知识,图,6-5 FX2N-4AD,模拟量输入模块平面图,12,2025/4/30 周三,相关知识,其外部接线如图,6-6,所示。,若外部输入是电流输入量，则需把,V+,和,I+,相连接。,图,6-6 FX2N-4AD,模块的外部接线图,13,2025/4/30 周三,相关知识,FX2N-4AD,的性能指标,1,）电源,FX2N-4AD,的外接输入电源为,DC24V,，电流为,55 mA,。,2,）环境,环境与,PLC,主单元相一致。,3,）性能指标,模拟输入量为,-10V,+10V,（或,4,20 mA,、,-20,+20 mA,），输入,/,输出波形如图,6-7,所示。,14,2025/4/30 周三,相关知识,图,6-7 FX2N-4AD,模拟量输入波形,15,2025/4/30 周三,相关知识,模拟量模块输出的有关性能参数如表,6-3,所示,表,6-3,模拟量模块输出性能表,项目,电压输入,电流输入,电压或电流输入的选择基于对输入端子的选择，一次可同时使用,4,个输入点,模拟输入范 围,DC,：,-10V,+10V,（输入阻抗：,200K,）。（注意：如果输入电压超过,15V,，单元会被损坏）,DC,：,-20 mA,+20 mA,（输入阻抗：,250,）。（注意：如果输入电流超过,32,mA单元会被损坏）,数字输出,12,位的转换结果以,16,位二进制补码方式存储，最大值：,+2047,；最小值：,-2048,。,分辨率,5,mV,（,10V,默认范围：,1/2000,）,20,A,（,20 mA,默认范围：,1/1000,）,总体精度,1%,（对于,-10V,+10V,的,范围,）,1%,（对于,-20 mA,+20 mA,的,范围,）,转换速度,15,ms/,通道（常速），,6ms/,通道（高速）,16,2025/4/30 周三,相关知识,缓冲寄存器（,BFM,）,FX2N-4AD,缓冲寄存器（,BFM,）的含义如表,6-4,所示。,见教材,P116117,所示。,缓冲寄存器（,BFM,）中参数设置说明,1,）通道选择,在,BFM#0,中写入十六进制,4,位数字,H,进行,A/D,模块通道初始化，最低位数字控制,CH1,，最高位数字控制,CH4,，各位数字的含义如下：,=0,时，设定输入范围为,-10V,+10V,；,=1,时，设定输入范围为,4 mA,20 mA,；,=2,时，设定输入范围为,-20mA,+20 mA,；,=3,时关闭通道。,例如：,BFM#0=H3310,，则说明,CH1,设定输入范围为,-10V,+10V,；,CH2,设定输入范围为,4 mA,20 mA,；,CH3,、,CH4,两通道关闭。,2,）模拟量到数字量的转换速度设置,通过在,FX2N-4AD,的,#15,号缓冲寄存器中写入,0,或,1,来控制,A/D,转换速度。注意一点，若要求高速转换，尽可能少使用,FROM,和,TO,指令。,17,2025/4/30 周三,相关知识,3,）调整偏移量与增益值,当,BFM#20,被设置为,1,时，,FX2N-4AD,模块所有的设置将复位，成缺省值，这样可以快速擦去不希望的偏移量与增益值。,如果,BFM#21,的（,b1,、,b0,）被设置为（,1,、,0,），则偏移量与增益值被保护。为了设置偏移量与增益值，（,b1,、,b0,）必须设为（,1,、,0,），缺省值为（,0,、,1,）。,BFM#23,和,BFM#24,的偏移量与增益值送入指定单元，用于指定通道。输入通道的偏移量与增益值由,BFM#22,适当的,G-O,（增益,-,偏移）位确定。,通道可以是初始值，也可以为同一个偏移量与增益值。,BFM#23,和,BFM#24,中的偏移量与增益值的单位是,mv,（或,A,），为最小刻度。,4,）,BFM#30,为缓冲寄存器确认码，可用,FORM,指令读出特殊功能块的识别号。,FX2N-4AD,单元的确认码（识别号）为,K2010,。,18,2025/4/30 周三,相关知识,5,）,BFM#29,的状态位信息设置含义如表,6-5,所示,表,6-5 BFM#29,状态位信息表,BFM#29,ON,OFF,b0,：错误,当,b1b4,为,ON,时，,b0=ON,，如果,b2,b4,任意一位为,ON,，,A/D,转换器的所有通道停止,无错误,b1,：偏移量与增益值错误,偏移量与增益值修正错误,偏移量与增益值正常,b2,：电源不正常,24V DC,错误,电源正常,b3,：硬件错误,A/D,或其他硬件错误,硬件正常,b10,：数字范围错误,数字输出值小于,-2048,或大于,+2047,数字输出正常,b11,：平均值错误,数字平均采样值大于,4096,或小于,0,（使用,8,位缺省值）,平均值正常（,1,4096,）,b12,：偏移量与增益值修正禁止,#21,缓冲寄存器的禁止位（,b1,、,b0,）设置为（,1,、,0,21,缓冲寄存器的（,b1,、,b0,）设置为（,0,、,1,）,19,2025/4/30 周三,相关知识,6,）偏移量与增益值,偏移与增益是使用,FX2N-4AD,要设定的两个重要参数，可使用,PLC,输入终端上的下压按钮开关来调整,FX2N-4AD,的偏移与增益，也可以通过,PLC,的软件进行调整。,如图,6-8,所示为,FX2N-4AD,模块偏移与增益的输入,/,输出示意图。,（,a,）增益 （,b,）偏移,图,6-8 FX2N-4AD,偏移与增益状态示意图,20,2025/4/30 周三,相关知识,增益值决定了校准线的角度或斜率，大小在数字输出,+1000,处，图,6-8,（,a中，（,a,）为小增益，读取数字值间隔大；（,b,）为零增益（缺省值），,5V,（或,20mA,）；（,c,）为大增益，读取数字值间隔小。在图,6-8,（,b,）中，偏移量决定了,(d),、,(e),、,(f),校准线的位置，其中,(d),为负偏移量，,(e),为偏移量（缺省值）,0V,或,4mA,，,(f),为正偏移量。,增益与偏移可以独立或一起设置，合理的偏移范围是,-5V,+5V,（或,-20mA,+20mA,），合理的增益值是,+1V,+15V,（或,4mA,+32mA,）。,21,2025/4/30 周三,1,使用,FX2N-4AD,实现模拟量数据采集编程,任务实施,FX2N-4AD,通过,FROM,和,TO,指令与,PLC,主机进行数据交换。如图,6-9,所示为,FX2N-4AD,的基本应用程序。,FX2N-4AD,处于特殊功能的,0,号位置，平均数设为,4,次，且由,PLC,的数据寄存器接收该平均值。,22,2025/4/30 周三,任务实施,图,6-9 FX2N-4AD,模拟量采集程序,23,2025/4/30 周三,完,24,2025/4/30 周三,