PLC_模拟量控制
模块七PLC模拟量及PID控制课件

模拟量信号特点
连续变化,取值范围广泛,易受干扰影响。
PLC模拟量模块介绍
模拟量输入模块
将模拟量信号转换为数字信号,便于 PLC处理。
模拟量输出模块
将PLC输出的数字信号转换为模拟量 信号,控制外部设备。
模拟量输入电路原理与实践
电路原理
通过电阻、电容等元件对模拟量信号进行滤波、放大等处理 ,以保证信号的稳定性和精度。
要点三
衰减曲线法
先将比例度设置为一个较大值,然后 逐步减小比例度,同时加大积分时间 常数,使系统响应出现衰减振荡;此 时的比例度和积分时间常数即为合适 的PID参数;最后加入微分调节,提 高系统响应速度。
03
PLC实现PID控制策略
PLC内置PID功能介绍与设置
PID算法原理
介绍比例、积分、微分三环节的作用及调节规律, 以及PID控制参数的整定方法。
实时监控数据显示和报警功能实现
实时监控数据显示
通过触摸屏界面实时显示PLC采集到的模拟量数据,如温度、压力 、流量等,方便用户随时掌握设备运行状态。
数据曲线绘制
根据实时数据绘制相应的曲线图,可以更加直观地了解设备运行趋 势和历史数据变化情况。
报警功能实现
设定报警阈值,当实时数据超过或低于阈值时,触摸屏界面上显示 报警信息,并触发声光报警装置,提醒用户及时处理。
PID控制故障
PID调节失效,导致系统失控。原因可能包括参 数设置不当、传感器故障等。
故障排查方法和步骤总结
01
观察故障现象
通过查看PLC指示灯、监控画面等 信息,了解故障的具体表现。
03
制定排查方案
针对可能的原因,制定详细的排 查方案,包括检查电源、通信线
plc在生活中的运用

plc在生活中的运用
1、开关量的逻辑控制
这是 PLC 最基本、最广泛的应用领域它取代传统的继电器电路,实现逻辑控制、顺序控制,既可用于单台设备的控制,也可用于多机群控及自动化流水线。
如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。
2、模拟量控制
在生产过程中有很多不断变化的量,比如温度、湿度、压力、流速等,使用PLC能够实现模拟量和数字量之间的转换。
将外部电路的模拟量转换成数字量传输给PLC,将PLC的数字量转换成模拟量传输给外部电路。
3、运动控制
大部分PLC都是有双轴或多轴部位控制器来拖拽伺服电机或交流伺服电机。
该作用广泛运用于各类工业设备,如运动控制各种各样数控车床、安装机械设备、智能机器人等。
4、顺序控制
顺序控制是PLC应用广泛的领域,也是适合PLC发挥特长的领域。
用于替代传统继电器顺序控制的PLC顺序控制。
PLC应用于注塑机械、印刷机械、订书机械、包装机械、切纸机械、组合机床、磨床、装配生产线、电镀装配线、电梯控制等单机控制、多级群控、生产自动线控制等场景。
PLC应用技术 第7章 模拟量控制

PLC应用技术(三菱机型)
淄博职业学院 电子电气工程学院
PLC应用技术(三菱机型)
第1章 可编程控制器认知 第2章 FX系统资源 第7章 模拟量控制 第3章 基本指令 第6章 状态法编程
3.模拟量采集(FROM指令)
3.模拟量采集(FROM指令)
由于工业环境干扰,采集到的模拟量如果不很稳定,甚至 明显错误,就需进行滤波。如果设置模块参数进行滤波效 果仍不理想,可考虑进行平均值滤波。 平均值滤波的基本思路是先把采集到的值,存储在某一存 储区域,然后进行排序,去掉不可信的一部分数值,其余 值求和取平均。 由于采集存储,求和取平均已在循环指令中说明,在次只 说明比较法排序,也就是两重循环在PLC中的应用。 如果采集到的模拟量存放在D50-D59中,共10个数据。
第8章 变频器控制 第4章 定时器计数器指令
第9章 工业网络控制 第5章 应用指令 第10章 上位机监控组态
第11章 三菱大中型PLC
第 7章
模拟量控制
3 1 2 3 4
7.1 模拟量采集 7.2 模拟量变换 7.3 模拟量输出 7.4 恒压供水
1.变送器选择
变送器用于将传感器提供的电量或非电量转换为标准量程的 直流电流或直流电压信号,例如DC0~10V和DC4~20mA。 变送器分为电流输出型和电压输出型。电压输出型变送器具 有恒压源的性质,PLC模拟量输入模块的电压输入端的输入 阻抗很高,例如100K~10MΩ。如果变送器距离PLC较远, 通过线路间的分布电容和分布电感产生的干扰信号电流,在 模块的输入阻抗上将产生较高的干扰电压。例如1μA干扰电 流在10MΩ输入阻抗上将产生10V的干扰电压信号,所以远 程传送模拟量电压信号时抗干扰能力很差。
PLC-模拟量控制

功能指令、特殊模块及应用之三
主要内容
任务 任务 相关 任务 知识 目标 分析 知识 实施 链接
任务目标 ① 熟悉A/D特殊功能模块的连
接、操作和调整。 ② 掌握A/D特殊功能模块程序
编写的基本方法。 ③ 掌握PLC功能指令的应用。
任务分析
电热水炉控制要求
当水位低于低位液位 开关时打开进水电磁 阀加水, 高于高位液位 开关时关闭进水电磁 阀停止加水。加热时, 当水位高于低水位时, 打开电源控制开关开 始加热, 当水烧开时, 停止加热并保温。
4~20mA ( 输 入 阻 抗 为
0~10V DC,0~5V DC(输入阻抗200kW),当输入电 250W),当输入电流超过
压超过-0.5V或+15V DC时,此单位可能损坏
-2mA 或 +60mA 时 , 此 单
元可能损坏
2.5mV(10V/4000) 1.25mV(5V/4000)
Hale Waihona Puke 4mA{(20-4)/4000}
调节。偏置值和增益值的调节是对实际的模拟输入 设定一个数字值, 这是由FX2N-2AD的容量调节器来 调节的。如图4-57所示为FX2N-2AD容量调节器示 意图, 使用电压发生器和电流发生器来完成。也可 以用FX2N-4DA和FX2N-2DA代替电压和电流发生 器来调节。
(1)增益调整
(2)偏置值调整
在装用时,对于0~10V DC的模拟电压输出,此单元的数字
范 围 是 0~4000 , 当 使 用 FX2N~2DA 并 通 过 电 流 输 入 或 通 过 0~5VDC输出时,就有必要通过偏置和增益量进行再调节
0~10V DC,0~5V DC(输入阻抗 4~20mA(输入阻抗为
PLC控制实验--基于PLC模拟量方式变频开环调速控制

实验三十五基于PLC模拟量方式变频开环调速控制一、实验目的了解变频器外部控制端子的功能,掌握外部运行模式下变频器的操作方法。
二、实验设备序号名称型号与规格数量备注1 网络型可编程控制器高级实验装置THORM-D 12 实验挂箱CM51 13 电机WDJ26 14 实验导线3号/4号若干5 通讯电缆USB 16 计算机 1 自备三、控制要求1.正确设置变频器输出的额定频率、额定电压、额定电流。
2.通过外部端子控制电机启动/停止、打开“K1”电机正转启动。
调节输入电压,电机转速随电压增加而增大。
四、参数功能表及接线图1.参数功能表序号变频器参数出厂值设定值功能说明1n1.00 50.00 50.00 最高频率2n1.05 1.5 0.01 最低输出频率3n1.09 10.0 10.0 加速时间4n1.10 10.0 10.0 减速时间5n2.00 1 2 频率指令输入A1端子有效(0-10V)6n2.01 0 1 可控制回路端子7n4.04 0 1 控制回路端子的运转指令2.变频器外部接线图五、操作步骤1.检查实验设备中器材是否齐全。
2.按照变频器外部接线图完成变频器的接线,认真检查,确保正确无误。
3.打开电源开关,按照参数功能表正确设置变频器参数。
4.打开示例程序或用户自己编写的控制程序,进行编译,有错误时根据提示信息修改,直至无误,用通讯编程电缆连接计算机串口与PLC通讯口,打开PLC主机电源开关,下载程序至PLC中。
5.打开开关“K1”,调节PLC模拟量模块输入电压,观察并记录电机的运转情况。
六、实验总结1.总结PLC控制变频器的开环调速的操作方法。
2.记录变频器与电机控制线路的接线方法及注意事项。
第5讲PLC的模拟量控制

模拟输出范围
0~10VDC
0~5VDC
4~20mADC
仪表显示值
0.040V
0.020V
4.064mA
注:顺时针旋转电位器为数字值增加,从最小值到最大值需要转18圈。 (2)增益校准 1) 输入校准程序(图5.13所示)
图5.13 输入校准程序
2)校准过程 ①运行前面程序,确保X0为ON状态; ②调节D/A GAIN电位器,直到仪表显示到相应的增益电压/电流为止,如表5.8所 示。
【实例19】有一个压力传感器,感应压力范围是0-5MPa,输出电压是0-5V。利用 这个传感器去测量某管道中的油压,当测到的压力<3.5MPa时,PLC的Y10灯亮, 表示压力低;当测到的压力为3.5-4.2MPa的范围内时,Y11灯亮,表示压力正常; 当测到的压力>4.2MPa时,Y12灯亮,表示压力过高。请写出PLC的控制程序。 (1)系统分析 在该系统中,传感器输出的模拟量通过FX0N-3A转换为数字量放在PLC中,然后通 过区间比较指令进行比较判断,控制PLC的输出,假设FX0N-3A接在PLC的0号位置。 (2)根据数值比例进行画图(图5.18所示)
模拟输入范围 偏置校准值
0~10VDC 0.040V
0~5VDC 0.020V
4~20mADC 4.064mA
②运行前面程序,确保X0为ON状态; ③调节A/D OFFSET电位器,直到数字值1读入D0为止。 注:顺时针旋转电位器为数字值增加,从最小值到最大值需要转18圈。
(2)增益校准 校准过程如下: ①选择对应的接线方法,使输入的增益电压/电流符合表5.6。
图5.7 A/D输入程序
程序解释如下:
(1)X1↓,(H00)写入BFM#17,选择输入通道 1 且复位A/D 转换; (2)(H02)写入BFM#17,保持输入通道1 的选 择且启动A/D 转换; (3)读取BFM#0,输入通道1 当前A/D 转换对 应值存储于主机单元(D01)中; (4)X2↓, (H01)写入BFM#17,选择输入通道 2 且复位A/D 转换; (5)(H03)写入BFM#17,保持输入通道2 的选 择且启动A/D 转换; (6)读取BFM#0,输入通道2 当前A/D 转换对 应值存储于主机单元(D02)中。
PLC的模拟量控制

,该数值由模块中的DAC(数模转换器)变换为标准的
202模0/1/拟18 信号。
4
5.1.2 FROM与TO指令
模拟量扩展模块都是特殊功能模块,可用特殊功能模块读指令FROM(FNC78 )和特殊功能模块写指令TO(FNC79)进行编程。 1.FROM指令 FROM指令用于从特殊单元缓冲存储器(BFM)中读入数据。格式:
拟输出通道的可接受范围为DC 0~10V、DC 0~5V 或
DC 4~20mA。
模拟量输入与输出接线如图5.3、图5.4所示。需要注意
的是两路输入通道均为同一特性,不可以混合使用电压
输入和电流输入。当使用电流输入时,应确保[VIN*]端
子和[IIN*]端子短路连接(电压输入时不可短接);当
电压输入或输出存在波动或大量噪声时,应在相应处连
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3
图5.1 模拟量模块的作用
图5.1中,测量传感器利用线性膨胀、角度扭转或电
导率变化等原理来测量物理量的变化;测量变送器将传
感器检测到的变化量转换为标准的模拟信号,如: ±
10V, ±Βιβλιοθήκη 20mA, 4...20mA,这些标准的模拟信号将接到
模拟输入模块上。
由于PLC的CPU只能处理数字量信号,因此模拟输
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图5.6 模拟量输出与对应的数值
12
4、模拟量输出规格 FX0N-3A的模拟量输出规格如表5.2所示。
表5.2 FX0N-3A的模拟量输出规格
FX0N-3A的输出特性即模拟量输出与对应的数值如图5.6所示。根据图可以得出: 输出数字值转换模拟电压值: 255×10÷250=10.2 输出数字值转换模拟电流值: 255×(20–4)÷250+4=20.32
浅析PLC在模拟量闭环控制中的应用

温度变送其将热 电偶输出的微弱 电压信号转换为标准量程的 电 流或电压 p v ( t ) ,然后送给 P L C的模拟量输入模块 ,经 A / D转 换后得到与温度成 比例的数字量 p v ( n ) , C P U将它与温度设定值 s p ( n ) 比较,并按某种控制规律 ( 例如 P I D控制算法)对误差值 e ( n ) 进行计算, 将运算结果M ( 1 2 ) ( 数字量) 送给模拟量输出模块 , 经D / A转换后变为标准量程的 电流信号或 电压信 号 M ( t ) ,用来 控制电动调节 阀的开度,通过它控制加热用的天然气 的流量, 实现对温度的闭环控制 。 模拟量控制系统分为恒指控制系统和 随动系统 。恒值控 制 系统的给定值有操作人员提供 ,一般很小变化 ,例如温 度控制 系统、转速控制系统等。随动系统的输入量是不断变化的随机 变量 ,例如 电动调节阀的开度控制系统就是典型的随动 系统 。 闭环负反馈控制可以使控制系统的反馈量 p v ( n ) 等于或跟 随给 定值 s p ( n ) 。以炉温控制系统为例 ,假设输出的温度值 c ( t ) 低 于给定 的温度值 ,反馈量 p v ( n ) 小于给定值 s p ( n ) ,误差 e ( n ) 为正,控制器 的输 出量 M ( t ) 将增大 , 使执行机构 ( 电动调节阀) 的开度增大,进入加热炉的天然气流量增加 ,加热 炉的温度升 高 ,最终使 实际温度接近或等于温度给定值 。
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温度 、流量、传速等 )是连续变化 的模拟量 ,大多数 0 1 0 V )的直流 电流信号或直流电压信号 p v ( t ) 。
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±1%(全范围4~20mA)
功能模块连接编号示意图
BFM编号 #0 #1
#2~16#
#17
b15~b8 保留
b7~b4
b3
b2 b1
b0
输入数据的当前值(低8位数据)
保留
输入数据当前值(高端4位数据)
保留
模拟
保留
到数 字转 换开
模拟到数字转换 通道
始
#18或更大
保留
模块出厂时,对于电压输入为0~10V DC,偏 置值和增益值调整到数字值为0~4000。当FX2N2AD用作电流输入或0~5VDC输入,或根据工厂设
项目 绝缘承受电压 模拟电路电源
电压输入
电流输入
500V AC 1min(在所有的端子和外壳之间)
24V DC±10% 50mA(来自于主电源的内部电源供应)
隔离方式
模拟量输入范围
分辨率 集成精度 处理时间
在模拟电路和数字电路之间用光电耦合器进行隔离,主单元 的电源用DC/DC转换器隔离,各输入端子间不隔离
1. 按照输入/输出接线图接好外部各线, 2. 输入程序, 3. 运行调试, 4. 观察结果。
FX2N-2DA模拟量输出模块 FX2N-2DA布线 FX2N-2DA技术特性 FX2N-2DA缓冲存储器分配(BFM) 编程实例
FX2N-2DA型的模拟量输出模块用于将12 位的数值转换成2点模拟量输出(电压输出 和电流输出)。FX2N-2DA可连接到FX0N、 FX2N和FX2NC系列PLC中。两个模拟输出通 道可接受0~10VDC、0~5VDC或4~20mA 输出。使用FROM和TO指令与PLC进行数 据传输。
当模拟范围为0~10V,而使用的 数字范围为0~4000时,数字值为 40等于100mV的模拟输入( 40×10V/4000数字点)。
电热水炉控制的输入有3个,其中2个数字 量,1个模拟量,而输出为2个。I/O分配 是,X0:为高位液位开关,X1:为低位 液位开关;Y0:为进水电磁阀,Y1:为 加热电阻;温度信号接入FX2N-2AD特殊 模块。
功能指令、特殊模块及应用之三
任务 任务 相关 任务 知识 目标 分析 知识 实施 链接
① 熟悉A/D特殊功能模块的连 接、操作和调整。 ② 掌握A/D特殊功能模块程序 编写的基本方法。 ③ 掌握PLC功能指令的应用。
电热水炉控制要
求当水位低于低位液 位开关时打开进水电 磁阀加水,高于高位 液位开关时关闭进水 电磁阀停止加水。加 热时,当水位高于低 水位时,打开电源控 制开关开始加热,当 水烧开时,停止加热 并保温。
• 1.布线 • 2.FX2N-2AD技术特性 • 3.模块的连接与编号 • 4.缓冲存储器分配(BFM) • 5.偏置和增益的调整
项目 绝缘承受电压 模拟电路电源
隔离方式
模拟量 输入范围
分辨率 集成精度 处理时间
电压输入
电流输入
500V AC 1分钟(在所有的端子和外壳之间)
24V DC±10%50mA(来自于主电源的内部电源供应)
0~10V DC,0~5V DC(输入阻抗200kW),当输入电5V DC时,此单位可能损坏
-2mA 或 +60mA 时 , 此 单
元可能损坏
2.5mV(10V/4000) 1.25mV(5V/4000)
4mA{(20-4)/4000}
±1%(全范围0~10V) 2.5ms/1 通道(顺序程序和同步)
在应用PLC控制电炉加热过程时,除了考虑进水液
位控制外,还要考虑温度控制,这里就需要用到 PLC模拟量输入模块。从图4-54中可以看到温度信 号通过温度变送器以4~20mA电流输出,以FX2N型 PLC为例,这里需要选择FX2N-2AD型模拟量输入模 块予以采集。
在完成任务设计时,首先确定输入/输出设备。在进 水液位控制时,输入信号S1为高位液位开关,S2为 低位液位开关,输出信号Q1为进水电磁阀控制信号 。当加热温度控制时,输入模拟量T1为炉内水温, 输出信号Q2为加热电阻控制开关。一般开水温度在 95℃ 到100℃之间,保温温度一般设在80℃以上, 这里就需要用到PLC功能指令的比较指令了。
定的输入特性进行输入时,就有必要进行偏置值和
增益值的调节。偏置值和增益值的调节是对实际的 模拟输入设定一个数字值,这是由FX2N-2AD的容量 调节器来调节的。如图4-57所示为FX2N-2AD容量调 节器示意图,使用电压发生器和电流发生器来完成。 也可以用FX2N-4DA和FX2N-2DA代替电压和电流发 生器来调节。
在模拟电路和数字电路之间用光电耦合器进行隔离,主单元的电源用DC/DC转 换器隔离,各输入端子间不隔离
在装用时,对于0~10V DC的模拟电压输入,此单元的数字范围是0到4000,当 使用FX2N~2AD并通过电流输入或通过0到5V DC输入时,就有必要通过偏置和增 益量进行再调节
4~20mA ( 输 入 阻 抗 为
在装用时,对于0~10V DC的模拟电压输出,此单元的数字
范 围 是 0~4000 , 当 使 用 FX2N~2DA 并 通 过 电 流 输 入 或 通 过 0~5VDC输出时,就有必要通过偏置和增益量进行再调节
0~10V DC,0~5V DC(输入阻抗 4~20mA(输入阻抗为
2~1MW)
500W或更小)
2 . 5 m V ( 10V/4000 ) (5V/4000)
1.25mV 4mA{(20-4)/4000}
±1%(全范围0~10V)
±1%(全范围4~20Ma)
4ms/1通道(顺序程序和同步)
BFM编 号
#0~#15 #16
#17
#18或更 大
b15~b 8
b7~b4
b3
b2
b1
b0
保留
保留 输入数据当前值(高端4位数据)
通
道1
保留
D/A低8位 数据保持
D/A 转 换
通道2 D/A转 换开始
开
始
保留
在图4-63所示的程序中,FX2N-2DA模拟量输出 模块接在0号位置,通道CH1和CH2分别在X0和 X1的控制下执行转换,输出模拟量可以任意组合 为0~10V DC、0~5V DC或20mA输出。
产品出厂时,其输出特性调整为0~10VDC,如 果需要不同的输出特性,可根据需要进行凋整, FX2N-2DA可进行电压和电流混合输出。