第11章 PLC的特殊功能模块
【ch010】FX3U系列PLC的特殊功能模块及其应用
特殊功能模块的应用实例
硬件电路及分析
01
在本例中，由于变频器的速度控制信号是电压信号，属于模拟量，因此需要使用
FX3U-4DA。由表10-4可以看出，在输出模式0时，数字量0~32000对应模拟量
DCO~10V，同时在变频器中对应频率О~50Hz（使用三菱A700变频器，设置参数
Pr.125=-50)，那么可以列表进行说明，如表10-9所示。验布机的5种工作速度与
模拟量及数字量的对应关系（数字量640对应模拟量0.2VHz）如表10-10所示。
特殊功能模块的应用实例
根据表10-9绘制出验布机控制系统输入/输出接线图， 如图10-18所示。
特殊功能模块的应用实例
2.程序设计
02
验布机通过X001~X005分别将数字量6400、12800、19200、25600、32000
4路模拟量输出模块
4路模拟量输出模块
1.BFM及分配
FX3U-4AD和FX2N-4AD是4路模拟量输入模块，两者都可以应用于 FX3U系列PLC，二者的特性对比如表10-1所示。
4路模拟量输出模块
FX3U-4DA的 BFM一览表如表10-5所示。
4路模拟量输出模块
在 BFM#0中写入十六进制4位数字H口口口口使各通道初始化，4位数字中的最低位数 控制通道CH1，最高位数控制通道CH4。HD口口口中的每位数值表示的含义如表10-6 所示。其余BFM的内容请参阅模拟量控制手册。
02
PART TWO
特殊功能模块 的读写操作
特殊功能模块的读写操作
三菱PLC的CPU在模块内存中为特殊功能模块分配了一个数据缓冲区 BFM，用于特殊功 能模块和CPU之间的通信。三菱PLC有两条专门的指令用于对BFM进行读写，即FROM指 令和TO指令。对于FX3U系列PLC，也可以采用直接指定方法来读写BFM的数据，这种方 法是适用于FX3U-4AD等模块的专用方法。
plc基础知识试题(附答案)
plc基础知识试题（附答案）一、单项选择（30分）1、PLC是在什么控制系统基础上发展起来的A、电控制系统B、单片机C、工业电脑D、机器人正确答案：A2、一般而言,PLC的I/O点数要冗余多少?A、10%B、5%C、15%D、20%正确答案：A3、PLC设计规范中,RS232通讯的距离是多少?A、1300MB、200MC、30MD、15M正确答案：D4、PLC的RS485专用通讯模块的通讯距离呢?A、1300MB、200MC、500MD、15M正确答案：C5、工业中控制电压一般是多少伏A、24VB、36VC、110VD、220V正确答案：A6、工业中控制电压一般是直流还是交流A、交流B，直流C、混合式D、交变电压正确答案：B7、请写出电磁兼容性英文缩写、A、MACB、EMCC、CMED、AMC正确答案：B8、在PLC自控系统中,对于温度控制,可用什么扩展模块A、FX2N－4ADB、FX2N－4DAC、FX2N-4AD-TCD、FX0N－3A正确答案：C9、三菱FX系列PLC普通输入点,输入响应时间大约是多少ms?A 100 m s ，B、10ms C、15 m s D、30 m s正确答案B10、FX1S系列最多可以有多少个点的PLC?A、30B、128 C 256 D、1000正确答案：A11、FX1N系列最多能扩展到多少个点A、30B、128 C 256 D、1000正确答案：B12、FX2N系列最多能扩展到多少个点A、30B、128 C 256 D、1000正确答案：C13、M8013的脉冲输出周期是多少?A、5秒，B、13秒C、10秒D、1秒正确答案：D14、M8013的脉冲的占空比是多少?A、50%B、100%C、40%D、60%正确答案：A15、P LC外部接点坏了以后,换到另外一个好的点上后,然后要用软件中的哪个菜单进行操作A、寻找B、替换C、指令寻找正确答案：B16、PLC电池电压降低至下限,应怎么处理:A、没关系B、及时更换电池C、拆下电池不管正确答案：B17、十六进制的1F,转变为十进制是多少?A、3118、工业级模拟量,哪一种更容易受干扰、A、uA级B、mA级C、A级D、10A级正确答案：A19、一般而言,FX系列PLC的AC输入电源电压范围是多少?A、DC24VB、86-264VACB、220－380VAC D、24VAC－220VAC正确答案：B20、三菱FX型PLC一个晶体管输出点输出电压是多少A、DC12VB、AC110VC、AC220VD、DC24V正确答案：D21、三菱FX型PLC一个晶体管输出点输出电流是多少A、1AB、200 m AC、300 m AD、2A正确答案：C22、三菱FX型PLC输出点中，继电器一个点最大的通过电流是多少A、1AB、200 m AC、300 m AD、2A正确答案：D23、PLC的RS485专用通讯板的通讯距离呢?A、1300MB、200MC、500MD、50M正确答案：D24、在PLC自控系统中,对于压力输入,可用什么扩展模块A、FX2N－4ADB、FX2N－4DAC、FX2N-4AD-TCD、FX2N－232BD正确答案：A25、一般公认的PLC发明时间为A、1945B、1968C、1969D、1970正确答案：C26、十六进制的F,转变为十进制是多少?A、31B、32C、15D、29正确答案：C27、三菱PLC中,16位的内部计数器,计数数值最大可设定为A、32768B、32767C、10000D、100000正确答案：B28、FX主机,读取特殊扩展模块数据,应采用哪种指令A、FROMB、TOC、RSD、PID正确答案：A29、FX主机,写入特殊扩展模块数据,应采用哪种指令A、FROMB、TOC、RSD、PID正确答案：B30、F X系列PLC中LDP,表示什么指令A、下降沿B、上升沿C、输入有效D、输出有效正确答案：B31、F X系列PLC,主控指令应采用A、C JB、MCC、GO T OD、S UB正确答案：B32、F X系列PLC中PLF,表示什么指令A、下降沿B、上升沿C、输入有效D、输出有效正确答案：A33、F X系列PLC中SET,表示什么指令A、下降沿B、上升沿C、输入有效D、置位正确答案：D34、F X系列PLC中RST,表示什么指令A、下降沿B、上升沿C、复位D、输出有效正确答案：C35、F X系列PLC中OUT,表示什么指令A、下降沿B、输出C、输入有效D、输出有效正确答案：B36、STL步进是顺控图中,S10—S19的功能是什么A、初始化B、回原点C、基本动作D、通用型正确答案：B37、S TL步进是顺控图中, S0—S9的功能是什么A、初始化B、回原点C、基本动作D、通用型正确答案：A38、F X系列PLC中,16位加法指令应用A、DADDB、ADDC、SUBD、MUL正确答案：B39、F X系列PLC中,16位减法指令应用A、DADDB、ADDC、SUBD、MUL正确答案：C40、F X系列PLC中,32位加法指令应用A、DADDB、ADDC、SUBD、MUL正确答案：A41、F X系列PLC中,32位减法指令应用A、DADDB、ADDC、DSUBD、MUL正确答案：C42、M0—M15中,M0,M3数值都为1,其它都为0,那么,K4M0数值等于多少？A、10B、9C、11D、12正确答案：B43、M0—M15中,M0,M2数值都为1,其它都为0,那么,K4M0数值等于多少？A、10B、9C、11D、5正确答案：D44、M0—M15中,M0,M1数值都为1,其它都为0,那么,K4M0数值等于多少？A、1B、2C、3D、5正确答案：C45、M0—M15中,M0数值都为1,其它都为0,那么,K4M0数值等于多少？A、4B、3C、2D、1正确答案：D46、M8013是归类于A、普通继电器B、计数器C、特殊辅助继电器D、高速计数器正确答案：C47、M8002有什么功能A、置位功能B、复位功能C、常数D、初始化功能正确答案：D48、FX系列PLC中,读取内部时钟,用什么指令A、TDB、TMC、TRDD、TRDW正确答案：C49、FX系列PLC中,比较两个数值的大小,用什么指令A、TDB、TMC、TRDD、CMP正确答案：D50、F X系列PLC中,16位的数值传送指令A、DMOVB、MOVC、MEAND、RS正确答案：B51、F X系列PLC中,32位的数值传送指令A、DMOVB、MOVC、MEAND、RS正确答案：A52、F X系列PLC中,32位乘法指令应用A、DADDB、ADDC、DSUBD、DMUL正确答案：D53、F X系列PLC中,16位乘法指令应用A、DADDB、ADDC、MULD、DMUL正确答案：C54、F X系列PLC中,16位除法指令应用A、DADDB、DDIVC、DIVD、DMUL正确答案：C55、F X系列PLC中,32位除法指令应用A、DADDB、DDIVC、DIVD、DMUL正确答案：B56、F X系列PLC中,位右移指令应用A、DADDB、DDIVC、SFTRD、SFTL正确答案：C57、F X系列PLC中,位左移指令应用A、DADDB、DDIVC、SFTRD、SFTL正确答案：D58、F X系列PLC中,求平均值指令A、DADDB、DDIVC、SFTRD、MEAN正确答案：D59、F X系列PLC中,遇到单按钮起动开关,可以选用哪个指令？A、ADDB、SFTRC、ALTD、MEAN正确答案：C60、F X系列PLC中,当PLC要去外部仪表进行通讯时,可以采用哪种指令？A、ALTB、PIDC、RSD、TO正确答案：C61、热继电器在电路中做电动机的什么保护？A、短路B、过载C、过流D、过压正确答案：B62、PLC的输出方式为晶体管型时，它适用于哪种负载？A、感性B、交流C、直流D、交直流正确答案：C63、二进制数1011101等于十进制数的（）A、92B、93C、94D、95正确答案：B64、步进电机的控制脉冲的电压一般是多少？A、DC24VB、DC12VC、DC5VD、AC220V正确答案：C65、步进电机的加减速是通过改变哪个参数实现的？A、脉冲数量B、脉冲频率C、电压D、脉冲占空比正确答案：B66、步进电机旋转角度与哪个参数有关？A、脉冲数量B、脉冲频率C、电压D、脉冲占空比正确答案：A67、FX2N系列PLC,晶体管输出类型的PLC主机,能输出脉冲频率是多少？A、20KB、100KC、200KD、500K正确答案：A68、F X1N系列PLC,晶体管输出类型的PLC主机,能输出脉冲频率是多少？A、20KB、100KC、200KD、500K正确答案：B69、F X1S系列PLC,晶体管输出类型的PLC主机,能输出脉冲频率是多少？A、20KB、100KC、200KD、500K正确答案：B70、PLC程序中,手动程序和自动程序需要A、自锁B、互锁C、保持D、联动正确答案：B71、步进电机方向控制靠什么信号？A、开关量信号B、模拟量信号C、继电器换向D、接触器换向正确答案：A72、步进电机的细分数代表什么含义？A、转一圈的频率B、转一圈的脉冲C、速度D、电机电流正确答案：B73、在一定的步进电机细分下,旋转角度和哪个参数有关？A、频率B、脉冲数C、脉冲电压D、脉冲占空比正确答案：B74、如果PLC发出的脉冲的频率超过步进电机接收的最高脉冲频率,会发生A、电机仍然精确运行B、丢失脉冲,不能精确运行C、电机方向会变化D、电机方向不变正确答案：B75、步进电机在超过其额定转速时,扭矩会A、增大B、减小C、不变D、都有可能正确答案：B76、步进电机如果用的是DC5V的脉冲输入信号,目前PLC有DC24V的脉冲输出,应怎么办？A、并联一个电阻,2K欧,2WB、并联一个电阻,1K欧,1WC、串联一个电阻,2K欧,1WD、串联一个电阻,2K欧,2KW正确答案：C77、触摸屏通过哪种方式与PLC交流信息？A、通讯B、I/O信号控制C、继电连接D、电气连接正确答案：A78、触摸屏实现数值输入时,要对应PLC内部的A、输入点XB、输出点YC、数据存贮器DD、定时器正确答案：C79、触摸屏实现按钮输入时,要对应PLC内部的A、输入点XB、内部辅助继电器MC、数据存贮器DD、定时器正确答案：B79、触摸屏实现数值显示时,要对应PLC内部的A、输入点XB、输出点YC、数据存贮器DD、定时器正确答案：C80、触摸屏实现换画面时,必须指定A、当前画面编号B、目标画面编号C、无所谓D、视情况而定正确答案：B81、触摸屏不能替代统操作面板的哪个功能A、手动输入的常开按钮B、数值指拔开关C、急停开关D、LED信号灯正确答案：C82、触摸屏是用于实现替代哪些设备的功能A、传统继电控制系统B、PLC控制系统C、工控机系统D、传统开关按钮型操作面板正确答案：D83、触摸屏密码画面设计,主要运用了触摸屏的哪个功能A、数值输入B、数值显示C、使用者等级D、按钮开关正确答案：C84、触摸屏的尺寸是5、7寸,指的是A、长度B、宽度C、对角线D、厚度正确答案：C二、多项选择（30分）1、P LC型号选择的两个重要原则:A、经济性原则,B安全性原则,C隨意性原则，D地区性原则正确答案：A，B2、PLC输入点类型的有哪些A、NPN类型，B、P NP类型C、APN类型D、NAN类型正确答案：A，B3、现代工业自动化的三大支柱、A、PLCB、机器人C、CAD/CAMD、继电控制系统正确答案：A，B，C4、PLC输出点类型的有主要有哪些A、继电器B，可控硅C，晶体管D、IC驱动电路正确答案：A，B，C5、三菱FX系列PLC支持哪种编程方式、A梯形图,B继电接线图, C步进流程图(SFC) D、指令表正确答案：A，C，D6、温度输入传感器有哪两种类型?A、热电阻,B、热敏传感器C热电偶D、热电丝正确答案：A，B7、三菱FX系列PLC内部定时器,定时的时间单位有哪3种?A、0、1S,B、0、01s,C、0、0001D、0、001正确答案：A，B，D8、FX系列三菱plc内部计数器,有哪两种位数的?A16位,B、8位C、32位D、64位正确答案：A，C9、步进电机控制程序设计三要素A速度B、方向C、时间D、加速度正确答案：A，B，D10、PLC温控模块在选取时要考虑什么、A温度范围,B精度，C广度、D使用时间正确答案：A，B11、请写出工厂自动化控制的种典型实现方式A、单片机，B、继电控制系统，C、PLCD、工控机正确答案：A，B，C，D12、通常的工业现场的模拟量信号有哪些A，温度B，压力C，湿度D，亮度正确答案：A，B，C，D13、通常的PLC特殊扩展功能模块有哪些类型A、I/O量扩展输出B、模拟量模块C、高速计数模块D、扩展单元模块正确答案：B，C14、PLC用户数据结构主要有A、位数据B，字数据C、浮点数D、位与字的混合格式正确答案：A，B，D15、S FC步进顺控图中,按流程类型分,主要有A、简单流程B、选择性分支C、并行性分支D、混合式分支正确答案：A，B，C、D16、PLC与PLC之间可以通过哪些方式进行通讯A、RS232通讯模块B、RS485通讯模块C、现场总线D、不能通讯正确答案：A，B，C、17、目前PLC编程主要采用哪种工具进行编程A、电脑B、磁带C、手持编程器D、纸条正确答案：A，C、18、PLC机的主要特点是（）A、可靠性高B、编程方便C、运算速度快D、环境要求低E、与其它装置连接方便正确答案：A、B、C、D、E19、基本逻辑门电路有（），利用此几种基本逻辑门电路的不同组合，可以构成各种复杂的逻辑门电路、A、“与”门B、“与非”门C、“或”门D、“或非”门E、“非门”正确答案：A、B、C、D、E20、步进电机程序控制,主要控制参数是A、方向B、角度C、速度D、加速度正确答案：A、B、C、D21、触摸屏的主要尺寸有A、4、7寸B、5、7寸C、10、4寸D、12、1寸正确答案：A、B、C、D22、触摸屏与PLC通讯速度一般有哪些？A、9600bpsB、19200bpsC、38400bpsD、9000bps正确答案：A、B、C23、PLC除了用逻辑控制功能外,现代的PLC还增加了A、运算功能B、数据传送功能C、数据处理功能D、通讯功能正确答案：A、B、C,D24、串行通信根据要求,可分为A、单工B、半双工C、3/4双工D、全双工正确答案：A、B、D25、异步串行通讯接口有A、RS232B、RS485C、RS422D、。
PLC的组成与工作原理
5.
编程器
编程器是PLC很重要的外部设备，它主要由键盘、显
示器组成。编程器分简易型和智能型两类。小型PLC常用
简易编程器，大、中型PLC多用智能编程器。编程器的作
用是编制用户程序并送入PLC程序存储器。利用编程器可 检查、修改、调试用户程序和在线监视PLC工作状况。现 在许多PLC采用和计算机联接，并利用专用的工具软件进 行编程或监控。
4. 电源单元
• PLC配有开关式稳压电源，以提供内部电路使用。 • 与普通电源相比，PLC电源的稳定性好、抗干扰能力强。因
此，对于电网提供的电源稳定度要求不高，一般允许电源电
压在其额定值±15%的范围内波动。 • 许多PLC还向外提供直流24V稳压电源，用于对外部传感器供 电。 • 为防止在外部电源发生故障的情况下，PLC内部程序和数据 等重要信息的丢失，PLC还带有锂电池作为后备电源。
编程器一般分为简易编程器和图形编程器两类。 简易编程器功能较少，一般只能用语句表形式进 行编程，通常需要联机工作。简易编程器直接与PLC的 专用插座相连接，由PLC提供电源。它体积小，重量轻， 便于携带，适合小型PLC使用。 图形编程器既可以用指令语句进行编程，又可以 用梯形图编程；既可联机编程，又可脱机编程，操作 方便，功能强，有液晶显示的便携式和阴极射线式两 种。图形编程器还可与打印机、绘图仪等设备连接， 但价格相对较高。通常大中型PLC多采用图形编程器。
两种梯形图的继电器符号图对照
物理继电器
线 圈 常开 常闭
PLC继电器
触 点
• (4) 利用梯形图编制控制程序
注意： 这些接点或线圈并不是真实的物理继电器 接点或线圈，而是在软件编程中使用的编程元件，每 个编程元件与存储器中的一个存储单元相对应，该存 储单元为 “1” 则表示梯形图中常开闭合 , 常闭断 开，线圈通电。
第章三菱PLC的特殊模块
端口 (地址)
数字信号 0～4095 0～1023 ……
工程化反变换
工程量 0～100％ ……
CPU
软件实现
4．模拟量输出模块FX-2DA
FX-2DA为2通道12位D/A转换模块，每个通道可 独立设置电压或电流输出。FX-2DA是一种与F2-6A相 比具有高精确度的输出模块。
C O M X 0 X 1 X 2 X 3 X 4 X 5 X 6 C O M 2 Y 2 Y 3 C O M 1 Y 0 Y 1 C O M 1 Y 0 C O M 2 Y 1 C O M 3 Y 2 C O M 4 Y 3
第10章
三菱PLC的特殊模块
一、模拟量控制
模拟量输入/输出单元 A/D转换、D/A转换
二、位置控制
脉冲输出单元 运动控制模块
一、模拟量输入/输出单元
入输出单元模块的有关性能： F2-6A是三菱公司F1、F2系列PLC的扩展单元， 为8位4通道输入、2通道输出的模拟量输入输出单元 模块。 F2-6A模块与F1、F2系列PLC连接示意图如 下： B C D B I N
输入信号1 多路 转换 前置放大 采样保持 内、外 补偿 ADC 光电 隔离 数据 驱动 锁存 数据 总线
输入信号n
控制 总线 控制单元
A/D转换通常有二种方式：① 逐次比较型 ② 双积分型
1．模拟量输入模块FX-4AD
FX-4AD为4通道12位A/D转换模块，根据外部连 接方法及PLC指令，可选择电压输入或电流输入，是 一种与F2-6A相比具有高精确度的输入模块。
F2-30GM应用系统方框图
2．脉冲输出模块FX-1PG（FX2、FX2C用）
FX-1PG 脉冲输出模块是一种根据 FROM/TO 指令 进行与FX2、FX2C系列PLC数据交换的特殊功能模块。 用一台FX-1PG独立进行一轴定位控制，而一台PLC则 最多可连8台FX-1PG。
FX-2N课后习题参考答案
PLC应用基础（三菱FX2N）习题参考答案第1章1.1987年国际电工委员会(International Electrical Committee，IEC)颁布的PLC标准草案中对PLC作了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。
”2.PLC采用串行的工作方式，继电器控制采用并行的工作方式。
3.（1）．早期的PLC(60年代末～70年代中期)早期的PLC的性能要优于继电器控制装置，其优点是简单易懂、便于安装、体积小、能耗低、有故障指示和能重复使用等。
2．中期的PLC(70年代中期～80年代中、后期)PLC的功能大大增强。
在软件方面，除了保持其原有的逻辑运算、计时、计数等功能外，还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。
在硬件方面，除了保持其原有的开关模块外，还增加了模拟量模块、远程I/O模块及各种特殊功能模块。
并扩大了存储器的容量，使各种逻辑线圈的数量增加，还提供了一定数量的数据寄存器。
3．近期的PLC(80年代中、后期～至今)超大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器的价格大幅度下跌，使得各种类型的PLC 所采用的微处理器的性能普遍提高。
而且，为了进一步提高PLC的处理速度，各制造厂商还纷纷研制开发了专用逻辑处理芯片。
这样使得PLC软硬件功能发生了巨大变化。
4.（1）．可靠性高，抗干扰能力强（2）硬件配套齐全，功能完善，适用性强（3）．编程语言易学易用（4）．系统操作简单，维护方便，容易改造（5）．体积小，重量轻，能耗低5.（1）. 开关量的逻辑控制（2）. 模拟量控制（3）. 运动控制（4）. 过程控制（5）. 数据处理（6）. 通信及联网6.（1）．中央处理单元中央处理单元是PLC的核心部分，是系统的控制中枢，起着总指挥的作用。
PLC原理与应用技术ppt课件
7. 模拟量输出模块（D/A、AO）
D/A作用：将计算机内部的数字信号转化为现场仪表可以接收的标准信号4~20mA等
如： 12位数字量（0～4095） → 4~20mA 2047 对应的转换结果： 12mA
调节阀 变频器
……
执行器控制信号
4～20mA 0～10mA 1～5VDC 0～10VDC
0～4095 0～1023
……
工程化转换
工程量
0～100℃ ?～??kPa
……
CPU
软件实现
硬件滤波 如：RC滤波
软件滤波 如：中值滤波
软件RC滤波 ……
25
A/D组成：一般是由多路转换开关、前置放大器、采样保持器、ADC（Analog to
Digital Converter）等组成
输入信号1
多路 转换
11
存储器、存储空间的分配－－系统程序存储区
系统程序存储区中存放着相当于计算机操作系统 的系统程序。它包括监控程序、管理程序、命令解 释程序、功能子程序、系统诊断程序等。由制造厂 商将其固化在EPROM中，用户不能够直接存取。它 和硬件一起决定了该PLC的各项性能。
12
存储器、存储空间的分配－－系统RAM存储区
直流、交流负载（隔离、功率放大）
2) 晶体管集电极输出：高速小功率
直流负载
3) 双向可控硅输出：高速大功率
交流负载
23
以继电器形式为例
继电器输出
PLC
内
内
部
部
电
电J
路
路
输出接口电路
Y
COM +-
交流电源或 直流电源
24
6. 模拟量输入模块（A/D、AI）
三菱PLCFX2N功能运用
表8-8项 目来自FX2N-2DA的技术指标
输 出 电 压 0～10V直流，0～5V直流 12位 输 出 电 流 4～20mA
模拟量输出范围 数字输出 分辨率 总体精度 转换速度
2.5mV（10V/4000） 1.25mV（5V/4000）
满量程1% 4ms/通道
4mA（20mA/4000）
电源规格
占用I/O点数 适用的PLC
−100～+600℃ −1000～+6000 −148～+1112℉ −1480～+11120
12转换（11个数据位+1个符号位）
最小分辨率
整体精度 转换速度 电源 占用I/O点数 适用PLC
0.2～0.3℃
满量程的±1% 15ms
0.36～0.54℉
主单元提供5V/30mA直流，外部提供24V/50mA直流 占用8个点，可分配为输入或输出 FX1N，FX2N，FX2NC
*#23 *#24
#25～#19 #29 #30 #31
图8-2 增益示意图 增益决定了校正线的角度或者斜率，由数字值1000标识。 （a）小增益 读取数字值间隔大； （b）零增益 默认：5V或20mA； （c）大增益 读取数字值间隔小。
图8-3
偏移示意图
偏移是校正线的“位置”，由数字值0标识。 （d）负偏移 数字值为0时模拟值为负； （e）零偏移 数字值等于0时模拟值等于0； （f）正偏移 数字值为0时模拟值为正。
通道初始化，默认值=H0000 通道1 通道2 通道3 通道4 通道1 通道2 这些缓冲区为输入的平均值 通道3 通道4 通道1 通道2 这些缓冲区为输入的当前值 通道3 通道4 平均值采样次数（1～4096），用于得到平均结果，默认值为8（正常速度，高速操作可选 择1）
PLC的特殊功能输入输出模块
输入输出占有点 程序上为8点（计输入或输出点均可），由PLC供电的消耗功率为 数 gcxywjp@126.c5oVm30mA
（2）模块的编号与外部连线
特殊功能模块通过软电缆接在FX2主机右侧的I/O扩展总线上 ，从最近主机的那个特殊功能模块开始顺序编号为0～7号。 同一模拟量输入模块既可连接电压信号也可连接电流信号。 接线方式如图4-2。
根据电流输入还是电压输出，使用不同端子
模拟量输出范围 DC-10～+10V (外部负载电阻1KΩ～1MΩ)
DC=4～+20mA (外部负载电阻500Ω以下 )
数字输入
带符号位的16位二进制，但有效数值为11位（-2048～+2047） 电流输出（0～＋1024）
分辨力
5mV(10V×1/2000)
20μA(20mA×1/1000)
综合精确度
±1%(相对于最大值)
转换速度
9ms×2通道（高速转换方式时，版本为V2.00以下时：3.5ms×2通 道）
隔离方式
光电隔离及采用DC/DC转换器供输出和PLC电源间隔离（但各输出 通道间不隔离）
模拟量用电源 DC24V（1±10％）130mA
输 数入gc输xy出w占jp@有1点26.co程 5mV序30上mA为8点（计输入或输出点均可）由PLC供电的消耗功率为
A/D硬件正常 在READY位置 转换值在范围内 平均数在范围内
b1b0为01B
gcxywjp@
例4-1： 要求FX2N-4AD的CH1 ～CH4均设置成电 压输入方式，CH1 通道设置成零偏置 ，增益值为2.5V。 试设计其初始化设 置程序。
gcxywjp@
2、模拟量D/A转换输出模块FX2N-2DA
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第11章PLC的特殊功能模块本章要点● 模拟量输入输出模块的基本功能及其应用● 数据链接与通信功能模块的基本功能及其应用本章难点● 数据链接与通信功能模块的基本功能及其应用PLC的特殊功能模块种类繁多，功能齐全，是构成模拟量控制、位置控制、通信控制等系统的重要扩展设备。
本章重点介绍FX系列PLC的A/D和D/A模块、通信板的基本功能及其应用。
11.1 扩展设备的类型及使用FX系列PLC的扩展设备有扩展单元(Extension Unit)、扩展模块(Extension Block)、特殊功能模块(Special Function Block)、功能扩展板(Extension Function Board)。
扩展单元和扩展模块用来增加I/O点数，在第6章已做介绍。
特殊功能模块主要用来完成一些特殊的功能，如A/D转换、D/A转换、高速计数、定位控制等，其硬件电路完善，有的自带CPU。
它们都安装在主机之外。
功能扩展板安装在主机内，不占用主机外的空间，扩展主机的某些功能，如各种通信板、输入/输出扩展板、模拟量输入/输出扩展板等。
FX系列PLC的特殊功能模块大致可分为：①模拟量输入/输出模块；②高速计数器模块；③定位控制模块；④旋转角度检测模块；⑤通信接口模块；⑥人机界面等类型1．硬件系统配置主机扩展就是在主机上安装功能扩展板、存储器卡盒等，或在主机上增加硬件单元或模块。
主机扩展时，首先要解决配置问题。
配置FX2N系列PLC硬件系统时，应满足如下条件。
(1) 系统的开关量I/O点数不超过256点。
(2) 当系统中有特殊功能模块时，系统的开关量I/O点数n应满足：n≤256– k，式中，k为系统中所有特殊功能模块的等效I/O点数之和。
(3) 每台主机连接的特殊功能模块不超过8块。
(4) 系统中所有扩展设备消耗的内部DC 5 V电源电流总量不超过主机或扩展单元内部DC 5 V电源提供的电流总量；系统中所有扩展设备消耗的外部DC 24 V电源电流总量不超过主机或扩展单元外部DC 24 V电源提供的电流总量。
第11章PLC的特殊功能模块261 2．模块的连接与编号系统配置完成后，就可把主机和各扩展设备用扩展设备自带的扩展电缆或专用电缆按硬件手册的说明进行连接、安装。
当PLC与特殊功能模块连接时，数据通信是通过特殊模块的读/写指令FROM/TO来实现的。
为了使PLC能够准确地查找到指定的功能模块，每个特殊功能模块都有一个确定的地址编号，编号的方法是从离主机最近的特殊功能模块开始，顺序编成0~7号，编号不能超过7，如图11.1所示。
注意PLC的扩展单元不记录在内。
图11.1 FX2N系列PLC的硬件系统3．FX系列PLC对特殊功能模块的读写操作FX系列PLC与其特殊功能模块之间的通信是通过FROM/TO指令执行的。
TO指令用于PLC基本单元将数据写到特殊功能模块中，读、写操作都是针对特殊功能模块的缓冲寄存器BFM进行的。
1) BFM读出指令该类指令的助记符、指令代码、操作数、程序步如表11.1所示。
表11.1 BFM读出指令的要素表指令名称助记符指令代码(位数)操作数范围程序步m1m2[D•] nBFM 读出FROMFROM(P)FNC78(16/32)K、Hm+=0~7K、Hm1=0~31KnY、KnM、KnST、C、D、V、ZK、Hn=1~32FROM…9步DFROM…17步FROM指令，是将特殊功能模块缓冲寄存器BFM的数据读到PLC基本单元的指令。
如图11.2所示，X3=ON时，FROM指令执行。
从特殊功能模块#2的缓冲寄存器#20、#21、#22中读出16位数据传至PLC基本单元的D0、D1、D2三个单元中。
X3=OFF时，FROM 指令不执行，传送地点D0、D1、D2中的数据不变。
图11.2 FROM指令应用2) BFM写入指令该类指令的助记符、指令代码、操作数、程序步如表11.2所示。
TO指令，是由PLC基本单元对特殊功能模块缓冲寄存器BFM写入数据的指令。
如图11.3所示，X1=ON时，TO指令执行。
将PLC基本单元D0、D1的数据写入特殊功能模块#1的缓冲寄存器#10、#11中。
X1=OFF时，FROM指令不执行，BFM#10、#11中的数据不变。
电气与PLC控制技术262表11.2 BFM读出指令的要素表指令名称助记符指令代码(位数)操作数范围程序步m1m2[S•] nBFM 写入TOTO(P)FNC79(16/32)K、Hm1=0~7K、Hm1=0~31KnX、KnY、KnM、KnST、C、D、V、ZK、Hn=1~32FROM…9步DFROM…17步图11.3 TO指令应用M8028=OFF时，FROM/TO指令执行过程中，禁止中断，FROM/TO指令可在中断程序中使用；M8028=ON时，FROM/TO指令执行过程中，允许中断，FROM/TO指令不能在中断程序中使用。
11.2 模拟量输入/输出模块可以通过使用模拟量输入/输出模块来进行模拟量(电压、电流等)的输入和输出，从而使PLC实现工业自动化(FA)控制中不可或缺的模拟量控制功能。
如模拟量输入/输出模块与PID过程控制模块或PID回路运算功能指令配合使用，即可实现温度、压力、流量等过程量的PID控制；用户可充分利用PLC的算术运算功能和数据处理能力，编制模糊控制算法等程序，实施模拟量的模糊控制，达到智能控制的目的。
11.2.1 模拟量输入模块FX2N-2AD1．性能指标FX2N -2AD是一个2通道12位高精度模拟量输入模块，能够将DC 0~10 V、0~5 V，或DC 4~20 mA的模拟量输入转换成一个数字量并传送到PLC中。
其性能如表11.3所示。
表11.3 FX2N -2AD模拟量输入模块的性能指标项目电压输入电流输入模拟输入范围出厂时该单元调整为数DC 0~10 V对应。
当使输入或DC 0~5 V输入时和增益值。
字量：0~4 000与模拟量：用FX2N-2AD作为电流时，必须重新调整零点。
DC 0~10 V，DC 0~5 V (输入电阻200 kΩ)。
警告：输入电压超过DC -0.5 V~+15 V范围，可能造成模块损坏4~20 mA(输入电阻250 KΩ)警告：输入范围超过-2mA，+60 mA范围，可能造成模块损坏数字输出12位分辨力 2.5 mV(10 V/4 000) 1.25 mV(5 V/4 000) 4 A{(20~4)/4 000}综合精度±1%(满刻度0~10 V) ±1%(满刻度4~20 mA)第11章PLC的特殊功能模块263续表项目电压输入电流输入转换速度每通道2.5 ms (顺控程序或同步)电源规格模拟电路：DC 24 V±10% 50 mA；数字电路：DC 5 V 20 mA(由主机单元提供)隔离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转换器进行隔离；模拟通道之间不进行隔离。
占用I/O点数模块占用8个输入或输出点(可为输入或输出) 消耗电流50 mA(每只DC 24 V的消耗电流)绝缘承受电压AC 500 V 1 min(在所有的端子和外壳之间)适用PLC FX0N/FX2N/FX2NC系列PLC输出特性每个通道的输入特性都是相同的2．接线FX2N-2AD的接线如图11.4所示。
图11.4 FX2N-2AD的接线图电气与PLC控制技术264图11.4中，①*1 FX2N-2AD不能一个通道作为模拟电压输入，另一通道作为电流输入，因为两个通道使用相同的偏移和增益值。
对于电流输入请按图示将VIN和IIN外接。
②*2当电压输入点有波动或干扰时，请连一个0.1~0.47 F/25V电容在*2处。
3．缓冲寄存器(BFM)的分配表FX2N -2AD的缓冲寄存器(BFM)的分配表见表11.4。
表11.4 FX2N -2AD的BFM分配表BFM号b15～b8 b7～b4 b3 b2 b1 b0#0 不能使用输入数据的当前值(低8位数据)#1 不能使用输入数据为当前值(高4位数据)#17 不能使用A/D转换开始A/D转换通道#18~31 不能使用BFM#0：存储由BFM#17指定通道的输入数据的当前值(低8位数据)，当前值以二进制数据形式保存。
BFM#1：保存输入数据的当前值(高4位数据)，当前值以二进制数据形式保存。
BFM#17：b0…指定A/D转换的通道号(CH1，CH2)b0=0指定A/D转换的通道号CH1b0=1指定A/D转换的通道号CH2b1=0→1时，D/A转换过程开始4．应用举例下面的编程举例是FX2N-2AD与FX2N系列PLC连接时的梯形图标准形式，只有带下划线的元件号能够在编程时修改。
【例11-1】模拟量输入编程如图11.5所示。
图11.5 模拟量输入编程第11章PLC的特殊功能模块265图中，①CH1的A/D转换执行输入条件：X0。
②CH2的A/D转换执行输入条件：X1。
③CH1的A/D转换输入数据：D100(用辅助继电器M100~M115代替，一次指定这些数字)。
④转换速度：从X000和X001接通到A/D转换数据在主机单元数据寄存器中的保存所需时间为：2.5 ms/通道。
⑤*1 当你使用FX0N系列PLC时，把“*1”的电路改为如图11.6所示的电路。
图11.6 针对FX0N编程的修改电路【例11-2】使用平均值编程。
当不能读取一个稳定的数字值时，可以在图11.7后面增加下述编程，使用平均值。
图11.7 模拟量输入求平均值编程图中，①通道1的A/D转换输入数据：D100。
②通道2的A/D转换输入数据：D102。
③采样次数：D118。
④采样频率和平均频率一致性标志：M133。
电气与PLC控制技术266⑤通道1的平均值：D111，D110。
⑥通道2的平均值：D113，D112。
⑦上述编程举例中采取次数平均值取20次，可取平均次数范围为1~262144。
11.2.2 模拟量输出模块FX2N-2DA1．性能指标FX2N-2DA是一个2通道12位高精度模拟量输出模块，用于将12位的数字值转换成2路模拟输出(电压输出和电流输出)。
其性能如表11.5所示。
表11.5 FX2N -2DA模拟量输出模块的性能指标项目电压输出电流输出模拟输出范围DC 0~10 V，DC 0~5 V(外部负载阻抗为2 KΩ~1 MΩ)4~20 mA(外部负载阻抗为500Ω或更小)在装运时，对于DC 0~10 V的模拟电压输出，此单元调整的数字是0~4 000。
当使用FX2N-2DA并通过电流输入或通过DC 0~5 V输出时，就有必要通过偏置和增益调节器进行再调节。
数字输入12位分辨率 2.5 mV(10 V/4 000)、1.25 mV(5 V/4 000) 4 μA{(20~4)/4 000}综合精度± 1%(全范围0~10 V) ± 1%(全范围4~20 mA)转换速度 4 ms/ 通道(顺序程序和同步)电源规格模拟电路：24 V DC ±10% 50 mA；数字电路：5 V DC 20 mA(由主机单元提供)隔离在模拟电路和数字电路之间用光电耦合器进行隔离。