第5章模拟量控制与编程.ppt

5 1模拟量的基本概念 模拟量 在时间上 数值上都连续变化的物理量 1 初始性模拟量大部分是自然界中的初始变量 对非电量进行测量 处理 控制时 要把非电量转化成模拟电信号 标准的模拟电压信号 0 10V 标准的模拟电流信号 4 20mA或0 20mA模拟电信号的产生过程 见图5 1 5 1模拟量的基本概念 5 1模拟量的基本概念 2 连续性模拟量随时间的变化曲线是光滑而连续的 没有间断点 变化曲线见图5 23 转换性A D转换 D A转换 4 过程性模拟量控制系统 过程控制系统 输入信号和输出信号都是模拟量的控制系统 模拟量控制系统框图 图5 4 5 2模拟量模块及其编程 FX2系列PLC的模拟量控制模块主要有 4路输入 2路输出模块F2 6A E 4路输入模块FX 4AD 2路输出模块FX 2DA等 常用的模拟量模块外形图见图5 5 5 2 1模拟量输入 输出单元F2 6A E F2 6A E模拟量输入输出单元功能模块既可用于Fl F2系列PLC 也适用于FX2和FX2C系列PLC F2 6A E是8位4通道输入 2通道输出的模拟量输人输出模块 F2 6A E输入输出特性如表5 1所示 5 2 1模拟量输入 输出单元F2 6A E 1 输入通道4路模拟量输入通道分别记为0 1 2 3 每个通道都可以用开关设置成电压或电流输入状态 量程可设定成DC0 5V DC0 10V DC4 20mA DC0 20mA 2 输出通道2路模拟量输出通道分别记为0 1 每个通道都可以用开关设置成电压或电流输出状态 量程可设定成DC0 5V DC0 10V DC4 20mA DC0 20mA 5 2 1模拟量输入 输出单元F2 6A E 3 通道编号与F1 F2系列PLC配合F1 F2系列PLC中有3个扩展接口 分别编号为000 400 500 F2 6A E直接与相应接口相连即可 电气连接时的通道编号 见图5 6 输入 输出的通道号由3位数字组成 5 2 1模拟量输入 输出单元F2 6A E 与F1 F2系列PLC配合输入通道编号12种表示法CH010 CH013CH410 CH413CH510 CH513输出通道编号6种表示法CH000 CH001CH400 CH401CH500 CH501 5 2 1模拟量输入 输出单元F2 6A E 与F1 F2系列PLC配合编写指令时的通道编号输入通道编号12种表示法K010 K013K410 K413K510 K513输出通道编号6种表示法K000 K001K400 K401K500 K501 5 2 1模拟量输入 输出单元F2 6A E 与FX2系列PLC配合与FX2系列PLC配合时 它们之间必须加一个FX2 24EI接口单元 每个FX2系列PLC最多可接3个FX2 24EI 每个FX2 24EI可提供16个输入点 8个输出点 FX2 24EI与FX2基本单元相接时 由近到远依次编号为NO 1 NO 2 NO 3 地址用输入输出的首元件号表示 X40 Y30 实际地址X40 X57 Y30 Y37 X60 Y40 实际地址X60 X77 Y40 Y47 X100 Y50 实际地址X100 X117 Y50 Y57 见图5 8 5 2 1模拟量输入 输出单元F2 6A E 与FX2系列PLC配合电气连接时的通道编号 见图5 9 输入通道编号表示法X Y 010 X Y 013输出通道编号表示法X Y 000 X Y 001 5 2 1模拟量输入 输出单元F2 6A E 与FX2系列PLC配合编写指令时的通道编号输入通道编号表示法X Y K010 X Y K013输出通道编号表示法X Y K000 X Y K001 5 2 1模拟量输入 输出单元F2 6A E 4 数据传输F1 F2系列PLC与F2 6A E之间进行数据传输时 是PLC的D000 D777数据寄存器与F2 6A E的锁存器之间进行 3位BCD码 FX2系列PLC与F2 6A E之间进行数据传输时 是PLC的D000 D512 D1000 D2999数据寄存器与F2 6A E的锁存器之间进行 4位BCD码 数据传输及处理关系见图5 10 5 2 1模拟量输入 输出单元F2 6A E 5 编程方法F1 F2系列PLC 从F2 6A E读数据用功能指令F670K85 此时数据源为F2 6A E的输入通道 数据目标为PLC的数据寄存器D700 D777 在图5 11中 F671为设定线圈 用于指明数据来源 F672为设定线圈 用于指明数据传送目标 F670为功能线圈 K85指明模拟量读操作 程序段含义 当X400得电时 PLC将连接400扩展口的F2 6A E的输入第2号通道中的模拟量 转换成8位二进制数后读入PLC 被处理为3位BCD码存入PLC的D730中 5 2 1模拟量输入 输出单元F2 6A E 5 编程方法F1 F2系列PLC 向F2 6A E写数据用功能指令F670K86 此时数据源为PLC的数据寄存器D700 D777 数据目标为F2 6A E的输出通道 在图5 12中 F671为设定线圈 用于指明数据源 F672为设定线圈 用于指明数据传送目标 F670为功能线圈 K86指明模拟量写操作 程序段含义 当X400得电时 PLC将D740中的3位BCD码处理为8位二进制数后转换成模拟量写到连接000扩展口的F2 6A E的输出第1号通道中 5 2 1模拟量输入 输出单元F2 6A E 5 编程方法FX2系列PLC 从F2 6A E读数据用功能指令ANRD 此时数据源为F2 6A E的输入通道 数据目标为PLC的数据寄存器D000 D512 D1000 D2999 在图5 13中 X40 Y30为扩展口号 K10为数据来源 D300为数据传送目标 ANRD指明模拟量读操作 程序段含义 当X0得电时 PLC将连接X40 Y30扩展口的F2 6A E的输入第0号通道中的模拟量 转换成8位二进制数后读入PLC 被处理为4位BCD码存入PLC的D300中 在图5 13中 X40 Y30为扩展口号 K10为数据来源 D300为数据传送目标 ANRD指明模拟量读操作 程序段含义 当X0得电时 PLC将连接X40 Y30扩展口的F2 6A E的输入第0号通道中的模拟量 转换成8位二进制数后读入PLC 被处理为4位BCD码存入PLC的D300中 5 2 1模拟量输入 输出单元F2 6A E 5 编程方法FX2系列PLC 向F2 6A E写数据用功能指令ANWR 此时数据源为PLC的数据寄存器D000 D512 D1000 D2999 数据目标为F2 6A E的输出通道 在图5 14中 X40 Y30为扩展口号 D310为数据源 K00为数据传送目标 ANWR指明模拟量写操作 程序段含义 当X0得电时 PLC将D310中的4位BCD码处理为8位二进制数后写到连接X40 Y30扩展口的F2 6A E中 转换成模拟量后从输出第0号通道输出 在图5 14中 X40 Y30为扩展口号 D310为数据源 K00为数据传送目标 ANWR指明模拟量写操作 程序段含义 当X0得电时 PLC将D310中的4位BCD码处理为8位二进制数后写到连接X40 Y30扩展口的F2 6A E中 转换成模拟量后从输出第0号通道输出 5 2 1模拟量输入 输出单元F2 6A E 综合编程方法 P129图5 15 图5 16 读 读入 加 加 加 求和 求平均值F 除 平均值F输出 求平均值F 除 写 求绝对值 减 乘 K78 求绝对值 减 乘 K78 f F1 F求压力差 压力差2f输出 压力差2f保存 5 2 2FX 4AD与FX 2DA模拟量模块 1 FX 4AD模拟量输入模块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 是一种具有高精确度的输入模块 通过简易的调整或根据PLC的指令可改变模拟量输入的范围 瞬时值和设定值等数据的读出和写入用FROM TO指令进行 FX 4AD的技术指标如表5 2所示 5 2 2FX 4AD与FX 2DA模拟量模块 缓冲寄存器 BFM 分配 FX系列PLC基本单元与FX 4AD FX 2DA等之间的数据通信是由FROM指令和TO指令来执行的 FROM是基本单元从FX 4AD FX 2DA读数据的指令 TO是从基本单元将数据写到FX 4AD FX 2DA的指令 实际上读 写操作都是对FX 4AD FX 2DA的缓冲寄存器BFM进行的 这一缓冲寄存器区由32个l6位的寄存器组成 编号为BFM 0 31 FX 4AD模块BFM的分配表详见表5 2 5 2 2FX 4AD与FX 2DA模拟量模块 表中带 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的设定值即可改变FX 4AD模块的运行参数 调整其输入方式 输入增益和零点等 从指定的模拟量输入模块读人数据前应先将设定值写人 否则按缺省设定值执行 PLC用FROM指令可将不带 号的BFM内的数据读入 5 2 2FX 4AD与FX 2DA模拟量模块 在BFM 0中写入十六进制4位数字H 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 各位数字的意义如下 0 设定输入范围 1OV l0V 1 设定输入范围 4mA 20mA 2 设定输入范围 20mA 20mA 3 关闭该通道例如BFM 0 H3310时 则CH1 设定输入范围 10V 10VCH2 设定输入范围 4mA 20mACH3 CH4 关闭该通道 5 2 2FX 4AD与FX 2DA模拟量模块 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次处理 当BFM 20被置1时 整个FX 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办法 5 2 2FX 4AD与FX 2DA模拟量模块 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 l 零点 数字量输出为0时的输入值 增益 数字输出为 l000时的输入值 5 2 2FX 4AD与FX 2DA模拟量模块 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 0 增益 零点 位的状态来指定 例如 若BFM 22的G1 01位置1 则BFM 23和24的设定值即可送入通道l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 5 2 2FX 4AD与FX 2DA模拟量模块 BFM 23和 24中设定值以mV或 A为单位 但受FX 4AD的分辨力的影响 其实际响应以5mV 20 A为步距 BFM 30中存的是特殊功能模块的识别码 PLC可用FROM指令读入 FX 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传送数据前先确认该特殊功能模块 BFM 29中各位的状态是FX 4AD运行正常与否的信息 例如 b2为OFF时 表示DC24V电源正常 b2为哦ON时 则电源有故障 用FROM指令将其读入 即可作相应处理 BFM 3l不能使用 5 2 2FX 4AD与FX 2DA模拟量模块 指令格式 FROM是基本单元从FX 4AD FX 2DA读数据的指令 TO是从基本单元将数据写到FX 4AD FX 2DA的指令 实际上读 写操作都是对FX 4AD FX 2DA的缓冲寄存器BFM进行的 图5 17中 程序含义为 将编号为2的特殊功能模块中缓冲存储器BFM编号从10开始的6个单元数据内容读入基本单元 并保存于D10开始的6个数据寄存器中 m1 FROM m2 D n K2 X4 K10 D10 K6 5 2 2FX 4AD与FX 2DA模拟量模块 图5 18中 程序含义为 将基本单元中D20开始的1个数据寄存器的内容写入编号为2的特殊功能模块 并保存于编号从10开始的1个单元缓冲存储器BFM中 m1 TO m2 S n H2 X4 K10 D20 K1 2 FX 2DA模拟量输出模块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是一种具有高精确度的输出模块 通过简易的调整或根据PLC的指令可改变模拟量输出的范围 瞬时值和设定值等数据的读出和写入用FROM TO指令进行 FX 2DA的技术指标如表5 3 5 2 2FX 4AD与FX 2DA模拟量模块 5 2 2FX 4AD与FX 2DA模拟量模块 缓冲寄存器 BFM 分配 FX 2DABFM分配如表5 3所示 在表5 3中 带 号的BFM缓冲寄存器可用TO指令将数据写入 通常在PLC由STOP转为RUN状态时将数据写入这些BFM中 当FX 2DA上电时 BFM的值被复位 恢复到其缺省设定值 5 2 2FX 4AD与FX 2DA模拟量模块 BFM 0中的两位十六进制数是分别用来控制两通道的输出模式的 最低位控制CH1 最高位控制CH2 H00中 0 0时 电压输出 10V 10V 0 1时 电流输出 4mA 20mA 例如 H1O表示CH1为电压输出 CH2为电流输出 5 2 2FX 4AD与FX 2DA模拟量模块 输出数据写在BFM 1和BFM 2BFM 1为CH1数据 缺省值 0 BFM 2为CH2数据 缺省值 0 PLC由RUN转为STOP状态后 FX 2DA的输出是保持最后的输出值还是回零点 则取决于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 5 2 2FX 4AD与FX 2DA模拟量模块 当BFM拄20被置l时 整个FX 2DA的设定值均恢复到缺省设定值 这是快速地探除零点和增益的非缺省设定值的办法 若BFM 21的b1 b0置1 0 则增益和零点的调整值禁止改动 要改动零点和增益的设定值时 必须令b1 b0的值为0 1 零点 数字量输人为0时的输出值增益 数字输入为 1000时的输出值 5 2 2FX 4AD与FX 2DA模拟量模块 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真22的G 0 增益 零点 位的状态来指定 例如 当BFM 22的G1 O1位置l 则BFM 23和BFM 24的设定值即可送人通道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以独立调整 5 2 2FX 4AD与FX 2DA模拟量模块 BFM 23和 24中设定值以mV或 A为单位 但受FX 2DA的分辨力的影响 其实际响应以5mV 20 A为步距 FX 20DA的识别码为K3010 存于BFM 30中 BFM 29中各位的状态是FX 20DA运行正常与否的信息 5 2 2FX 4AD与FX 2DA模拟量模块 3 模块编号接在FX2基本单元右边扩展总线上的特殊功能模块 例如FX 4AD FX 2DA FX