PLC第八章 PLC的功能模块

8.2 模拟量输入模块 8.2.1 性能参数
1．FX2N-4AD技术指标
项 目
表8.4 FX2N-4AD的技术指标
电 压 输 入 电 流 输 人 DC－20～＋20mA（输入电阻 250） 绝对最大输入±32mA
4通道模拟量输入。通过输入端子变换可选电压或电流输入 DC－10～＋10V（输入电阻 200k） 绝对最大输入±15V
模拟量输入范围
数字量输出范围 带符号位的16位二进制（有效数值11位）。数值范围－2048～＋2047 分辨率 综合精确度 5mV（10V×l/ 2000） ±1%（在－10～＋10V范围） 20A （20mA×l/1000） ±1%（在－20～＋20mA范围）
转换速度
隔离方式
每通道15mS（高速转换方式时为每通道6mS）
8.5 可编程凸轮控制器模块
8.5.1 FX2N-1RM-SET的特点 8.5.2 缓冲寄存器及设置 8.5.3 应用举例
8.1 功能模块概述 8.1.1 特殊功能模块的类型及用途
表8.1 FX2N特殊功能模块表 名 称 模拟量输入模块 模拟量输入模块 模拟量输入模块 温度输入模块 温度输入模块 模拟量输出模块 模拟量输出模块 温度控制模块 型 号 FX2N-2AD FX2N-4AD FX2N-8AD FX2N-4AD-PT FX2N-4AD-TC FX2N-2DA FX2N-4DA FX2N-2LC 名 称 高速计数模块 脉冲发生器模块 定位控制单元 定位控制单元 通信接口 通信接口 通信接口 接口模块 型 号 FX2N-1HC FX2N-1PG FX2N-10GM FX2N-20GM FX2N-232-BD FX2N-485-BD FX2N-422-BD FX2N-2321F
* # 10 * # 11 * # 12 * # 13 * # 14 * # 15 * # 16
表8.2 特殊功能模块读指令要素 指令 名称 助记 符 指令 代码 操 作 数 程序步
m1
m2
[D· ]
n
FROM 9步 （D）FROM 17步
读指 令
FRO M
FNC 78
KnY、 K、H K、H KnM、 K、H m1＝0～ m2＝0～ KnS、T、 n＝1～ 7 3l 32 C、D、V、 Z
指令格式
1．模拟量输入模块 2．模拟量输出模块 3．脉冲输出模块 4．高速计数模块 5．可编程凸轮控制器 6．PID过程控制模块
8.1.2 特殊功能模块的安装及应用 1．模块的连接与编号
图8.1 FX2N-48MR功能模块连接示意图
2．FX2N PLC与特殊功能模块之间的读/写操作
（1）特殊功能模块读指令
指令格式
X001
FNC79 TO m1 H2 m2 K10 [S.] D20 n K2
图8.3 TO指令格式
m1特殊功能模块号m1＝0～7
m2特殊功能模块的缓冲寄存器（BFM）首元件 编号m2＝0～31 [S· PLC中指定读取数据的首元件号 ] n指定特殊功能模块与PLC之间传送的字数：16 位操作时n＝1～32，32位操作时n＝1～16
b4～b9
b10 b 11 b 12 b 13～b15
未定义
数值超出范围-2048～+2047 平均值采用次数超出范围1～4096 零点和增益调整禁止 未定义 数值在规定范围 平均值采用次数正常 零点和Leabharlann Baidu益调整允许
8.2.2 应用举例
【例8-1】FX2N -4AD模拟量输入模块连接在最靠 近基本单元FX2N -48MR的地方，如图8.1所示。 仅开通CH1和CH2两个通道作为电压量输入通道， 计算4次取样的平均值，结果存入PLC的数据寄 存器D0和D1中 解： 由图8.1知，FX2N -4AD模拟量输入模块编号 为0号。按照控制要求设计的梯形图及有关注 释如图8.5所示
输入的当前值送到BFM#9～#12，输入的平均值送到 BFM#5～#8
各通道平均值取样次数分别由BFM#1～#4来指定。取 样次数范围从1～4096，若设定值超过该数值范围时， 按缺省设定值8处理 当BFM#20被置1时，整个FX2N-4AD的设定值均恢复 到缺省设定值。这是快速地擦除零点和增益的非缺省设 定值的方法
电压输入信号 图8.4 FX2N-4AD接线图
电流输入信号
3. 缓冲寄存器及设置 (1) 缓冲寄存器（BFM）编号
表8.5 FX2N-4AD模块BFM分配表 BFM *#0 *#1 *#2 *#3 *#4 #5 #6 CH1 CH2 CH3 CH4 CH1 CH2 平均值取样次数（取值范围1～4096） 默认值＝8 内 容 通道初始化 缺省设定值＝H0000
2．端子连接
电压输入信号 电流输入信号
V+
I+
VI+
V+
I+
VI+
FX2N－4DA CH1……………CH4
图8.7 FX2N-4DA接线图
3. 缓冲寄存器及设置 （1）缓冲寄存器（BFM）编号
表8.8 FX2N-4DA模块BFM分配表 BFM * # 0（E） *#1 *#2 *#3 *#4 * # 5（E） # 6、# 7 * # 8（E） * # 9（E） 内 容 模拟量输出模式选择 缺省值＝H0000 CH1输出数据 CH2输出数据 CH3输出数据 CH4输出数据 输出保持或回零 缺省值＝H0000 保留 CH1、CH2的零点和增益设置命令，初值为H0000 CH3、CH4的零点和增益设置命令，初值为H0000
#7
#8 #9
CH3
CH4 CH1
分别存放4个通道的平均值
#10
#1l #12 #13～#14 #16～#19
CH2
CH3 CH4
分别存放4个通道的当前值
保留
#15 *#20 *#2l
A/D转换速度的 设置
当设置为0时，A/D转换速度为15ms/ch，为默认值 当设置为1时，A/D转换速度为6ms/ch，为高速值 恢复到默认值或调整值 默认值＝0
图8.5 例8-1的梯形图
【例8-2】 FX2N -4AD模拟量输入模块连接如图 8.1所示。试通过程序对模拟量输入模块FX2N 4AD的通道CH1进行零点和增益的调整，要求通 道CH1为电压量输入通道，通道CH1的零点值调 整为0V，增益值调整为2.5V
解： 模拟量模块的零点和增益的调整可以通过手 动或程序进行。在工业自动控制系统的应用 中，采用程序控制调整是非常有效的方法。 由特殊功能模块的地址编号原则可知，FX2N 4AD模拟量输入模块编号为0号。相关的程序 及说明见图8.6所示
2．特殊功能模块写指令
表8.3 特殊功能模块写指令要素
指令 名称
助记 符
指令 代码
操 作 数 程序步 m1 K、H m1＝0～ 7 m2 [S· ] n FROM 9步 （D） FROMl7步
写指 令
T0
FNC 79
KnY、KnM、 K、H K、H KnS、T、C、 m2＝0～ n＝l～ D、V、Z、 31 32 K、H
电压＝－2048～＋2047 5mV（10V×l/2000） 满量程10V的±1%
DC＋4～＋20mA （外部负载电阻500 以下）
电流＝0～＋1024 20A （20mA×l/1000） 满量程20mA的±1%
转换速度
隔离方式 模拟量用电源 I/O占有点数
2.1mS（4通道）
模拟电路与数字电路间有光电隔离。与基本单元间是DC/DC转换 器隔离。通道间没有隔离 DC24V±10% 130mA 程序上为8点（作输入或输出点计算），由PLC供电的消耗功率为 5V，30mA
禁止零点和增益调整 缺省设定值=0，1（允许） 零点（Offset）、 增益（Gain）调 整 b7 b 6 b5 b4 b3
b2 b1 b0
*#22
G4
O 4
G3
O3
G2
O2
G1
O1
*#23
*#24 #25～ #28 #29 #30 #3l
零点值 缺省设定值＝0
增益值 缺省设定值＝5000 保留 出错信息 识别码K2010 不能使用
第八章 PLC的功能模块
教学提示：FX2N系列PLC除了常用机型和扩展单元外， 还有大量种类多、功能全的特殊功能模块，以更好地满足 各种工业对象控制的需要。FX2N系列可编程控制器的特 殊功能模块主要有模拟量输入模块、模拟量输出模块、温 度输入/控制模块、高速计数模块、可编程凸轮控制器模 块等 教学要求：在自动控制系统设计使用特殊功能模块首先 应熟悉各功能模块的功能及型号，以便在不同的应用场合 正确选用不同的模块。使用特殊功能模块应重点掌握特殊 功能模块与PLC的连接要求和PLC与特殊功能模块之间的 读/写操作方式，以及特殊功能模块的编程使用方法
若BFM#21的b1、b0分别置为1、0，则增益和零点的 设定值禁止改动。要改动零点和增益的设定值时必须令 b1、b0的值分别为0、1。缺省设定为0、1 零点：数字量输出为0时的输入值 增益：数字输出为＋1000时的输入值
在BFM#23和BFM#24内的增益和零点设定值会被送 到指定的输入通道的增益和零点寄存器中。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。例如：若BFM#22的G1、O1位置1，则BFM#23 和#24的设定值即可送入通道1的增益和零点寄存器。各 通道的增益和零点既可统一调整，也可独立调整
第八章 PLC的功能模块
8.1 功能模块概述
8.1.1 特殊模块的类型及用途
8.1.2 特殊功能模块的安装及应用
8.2 模拟量输入模块
8.2.1 性能参数 8.2.2 应用举例
8.3 模拟量输出模块
8.3.1 性能参数 8.3.2 应用举例
8.4 高速计数模块
8.4.1 基本性能参数 8.4.2 应用举例
X001
FNC78 FROM m1 K2 m2 K10 [D.] D10 n K6
图8.2 FROM指令格式
m1特殊功能模块号m1＝0～7
m2特殊功能模块的缓冲寄存器（BFM）首元件 编号m2＝0～31 [D· ]指定存放在PLC中的数据寄存器首元件号 n指定特殊功能模块与PLC之间传送的字数：16 位操作时n＝1～32，32位操作时n＝1～16
模拟量与数字量间用光电隔离。从基本单元来的电源经DC/DC转换器 隔离。各输入端子间不隔离
模拟量用电源
I／O占有点数
DC24V ±10% 55mA
程序上为8点（作输入或输出点计算），由PLC供电的消耗功率为5V ， 30mA
2．端子连接
FX2N－4AD CH1……………CH4
V+ I+ VI+ V+ I+ VI+
BFM#30中存的是特殊功能模块的识别码，PLC可用 FROM指令读入。FX2N -4AD的识别码为K2010。用户 在程序中可以方便地利用这一识别码在传送数据前先确 认该特殊功能模块 BFM#29中各位的状态是FX2N -4AD运行正常与否的信 息。BFM#29中各位表示的含义见表8.6所示
表8.6 BFM#29中各位的状态信息 BFM#29的位 b0 b1 b2 b3 ON 当b1～b3任意为ON时 表示零点和增益发生错误 DC24V电源故障 A/D模块或其他硬件故障 OFF 无错误 零点和增益正常 电源正常 硬件正常
在BFM #0中写入十六进制4位数字H0000使各通道初 始化，最低位数字控制通道CH1，最高位控制通道CH4。 H0000中每位数值表示的含义如下：
位（bit）＝0：设定输入范围－10～＋10V 位（bit）＝1：设定输入范围＋4～＋20mA 位（bit）＝2：设定输入范围－20～＋20mA 位（bit）＝3：关闭该通道 位（bit）＝0：设定输入范围－10～＋10V
注： ①带*号的缓冲寄存器中的数据可由PLC通过TO指令改写。改写带*号的BFM的设 定值就可以改变FX2N-4AD模块的运行参数，调整其输入方式、输入增益和零点等 ②从指定的模拟量输入模块读入数据前应先将设定值写入，否则按缺省设定值执行 ③PLC用FROM指令可将不带*号的BFM内的数据读入
(1) 缓冲寄存器（BFM）的设置
图8.6 例8-2梯形图
8.3 模拟量输出模块 8.3.1 性能参数
1．FX2N-4DA技术指标
项 目 模拟量输出范围 数字输入 分辨率 综合精确度 电压输出 表8.7 FX2N-4AD的技术指标 电流输出
4通道模拟量输出。根据电流输出还是电压输出，对端子进行设置
DC－10～＋10V （外部负载电阻1k～1M）