扩展设备及应用模拟量处理

本次课程主要内容：,FX2N可编程控制器的扩展设备简介,第七章可编程控制器的扩展设备,【内容提要】本章介绍可编程控制器的扩展设备。主要介绍模拟量输入输出模块、通信模块、人机界面的种类、参数、及使用方法。,模拟量输入模块的使用方法,模拟量输出模块的使用方法,FX2N可编程控制器的扩展设备简介,FX2N可编程控制器的扩展设备的种类,1、扩展单元：由内部电源、内部输入输出组成，需要与基本单元一起使用，主要为基本单元扩展开关量的输入和输出接口。,2、扩展模块：由内部输入输出组成，需要基本单元或扩展单元提供电源，主要为基本单元扩展开关量的输入和输出接口。,3、特殊扩展设备特殊功能板：用于通信、连接和模拟量设定特殊单元：用于定位脉冲输出特殊模块：用于模拟量输入输出、高速计数、脉冲输出、人机接口等,1、扩展单元：由内部电源、内部输入输出组成，需要与基本单元一起使用，主要为基本单元扩展开关量的输入和输出接口。,扩展单元外形图,FX2N-32ER,部分扩展单元列表,2、扩展模块：,由内部输入输出组成，需要基本单元或扩展单元提供电源，主要为基本单元扩展开关量的输入和输出接口。,FX2N-16EX,部分扩展模块列表,3、特殊扩展设备：,FX2N有特殊功能板、特殊模块及特殊单元等特殊扩展设备可供选用，需由基本单元或扩展单元供5V电源。,特殊功能板：,用于通信连网，参数设定，内置在基本单元，不占输入输出点，但只能内置1台,特殊单元：用于定位脉冲输出等,特殊模块：,用于模拟量的输入输出、通信接口、人机界面等控制,FX2N-485-BD,F940GOT,部分特殊扩展设备列表,FX2N可编程控制器的扩展规则,通过基本单元左侧的接线口扩展，从基本单元获得电源。,扩展方式,扩展单元扩展模块特殊单元和特殊模块,通过基本单元右侧的接线口进行扩展。其中，扩展单元由自己单独供电，其它从基本单元获得电源。基本单元可以最多扩展8个特殊单元或特殊模块，实际扩展数还受电源容量限制。,特殊适配器,功能扩展板存储盒,内置于基本单元上。,可扩展单元和扩展模块分为A、B两组，A组扩展设备为FX2N用扩展单元与扩展模块、FX0N用扩展模块和特殊模块（不能接FX0N用的扩展单元）；B组扩展设备为FX1与FX2用扩展单元、扩展模块、特殊单元及特殊模块。FX2N基本单元右侧可接A组与B组扩展设备，接B组扩展设备时必须采用FX2N-CNV-IF型转换电缆。但在B组扩展设备的右侧不能再接A组扩展设备,设备类型,占用PLC的输入输出口；按距离基本单元远近，依次编为0#模块、1#模块等。,编址方式,扩展单元和扩展模块：,占用PLC的输入输出口；按靠近基本单元的远近，依次编址；从八进制整数倍开始编址。,特殊模块：,功能扩展板和适配器：,不占用PLC的输入输出口，无需编址。,基本单元FX2N-48MR连接了扩展模块FX2N-16EYR，其输入继电器与输出继电器编址号为：基本模块FX2N-48MR有24个I接口，24个O接口，其编址号为：X0X7、X10X17、X20X27；Y0Y7、Y10Y17、Y20Y27。扩展模块FX2N-16EYR有8个I接口、8个O接口，其编址号为：X30X37；Y30Y37。,例：,扩展模块和特殊模块没有自带电源，在扩展的过程中需要计算基本单元供电是否能够负荷。如果超过负荷，则需连接扩展单元以提高供电能力。部分单元的供耗电能力见下表：,供耗电匹配,例：,基本单元FX2N-48MR如要连接扩展模块FX0N-8EX、FX2N-16EX、FX0N-8EYR，请计算供给电流总容量是否足够。,由表知：基本单元FX2N-48MR的DC24V供给电流容量为460mA，扩展模块FX0N-8EX、FX2N-16EX、FX0N-8EYR各自的DC24V耗电量为50mA、502mA、75mA。供电电流剩余容量：I=460mA-(50mA+502mA+75mA)=325mA0供电电流总容量足够,答：,电源接线,FX2N的模拟量处理模块,概述,FX系列PLC常用的模拟量控制设备有：模拟量扩展板（FX1N-2AD-BD、FX1N-1DA-BD）普通模拟量输入模块（FX2N-2AD、FX2N-4AD、FX2NC-4AD、FX2N-8AD）模拟量输出模块（FX2N-2DA、FX2N-4DA、FX2NC-4DA）模拟量输入输出混合模块（FX0N-3A）温度传感器用输入模块（FX2N-4AD-PT、FX2N-4AD-TC、FX2N-8AD）温度调节模块（FX2N-2LC）等。,模块框图,功能,提供12位精度，两通道电压（0-10V、0-5V）或电流（4-20mA）输入。具体参数如下：,模拟量输入模块FX2N-2AD,接线,缓冲内存的分配,读出指令（FROMFNC78）,功能：用于将特殊功能模块中缓冲存储器的数据读入PLC的基本单元中。注意：1、特殊功能模块按与基本单元距离远近分别编号为0#、1#等；2、m1=0-7，表示特殊功能模块编号；3、m2=0-32767，指特殊功能模块中缓冲存储器的编号；4、n=1-32767，指一次读入多少个数据进(D.)指示的存储器中。,例：,写入指令（TOFNC79）,功能：用于向特殊功能模块的缓冲存储器中写入数据。注意：1、特殊功能模块按与基本单元距离远近分别编号为0#、1#等；2、m1=0-7，表示特殊功能模块编号；3、m2=0-32767，指特殊功能模块中缓冲存储器的编号；4、n=1-32767，指一次将由(S.)指示n个数据写入缓冲存储器中。,例：,举例,功能,提供12位精度，4通道电压（-10-10V）或电流（-20-20mA）直流输入。每个通道可以单独规定电压或电流输入。具体参数如下表：,模拟量输入模块FX2N-4AD,FX2N-4AD接线图,接线,1、FX2N-4AD通过双绞屏蔽电缆来连接。电缆应远离电源线或其他可能产生电气干扰的电线。2、如果输入有电压波动，或在外部接线中有电气干扰，可以接一个平滑电容器（0.1F0.47F/25V）。3、如果使用电流输入，则须连接V+和I+端子。4、如果存在过多的电气干扰，需将电缆屏蔽层与FG端连接，并连接到FX2N4AD的接地端。5、连接FX2N-4AD的接地端与主单元的接地端。可行的话，在主单元使用3级接地。,注意事项,模拟量输入与输出的关系,缓冲内存的分配,#29号出错码,例：FX2N-4AD模块连接在特殊功能模块的0号位置，通道CH1和CH2用作电压输入。平均采样次数设为4，并且用PLC的数据寄存器D0和D1接收输入的数字值。程序如下：,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。1、小增益读取数字值间隔大；2、零增益默认：5V或20mA；3、大增益读取数字值间隔小。,增益和偏移的校正,偏移示意图,偏移是校正线的“位置”，由数字值0标识。1、负偏移数字值为0时模拟值为负；2、零偏移缺省：0或4mA；3、正偏移数字值为0时模拟值为正。,偏移和增益可以独立或一起设置。合理的偏移范围是5+5V或2020mA。而合理的增益值是115V或432mA。增益和偏移都可以用PLC的程序调整。,调整增益/偏移时，应该将增益/偏移BFM#21的位b1，b0设置为0、1，以允许调整。一旦调整完毕，这些位元件应该设为1，0，以防止进一步的变化。,例：通过软件设置调整偏移/增益量，程序如下：,温度A/D输入模块FX2N-4AD-PT,功能,与白金测温电阻（PT100-3线型）温度传感器匹配，提供12位精度，4通道模拟量输入。具体参数如下表：,接线,注意事项,1、FX2N-4AD-PT应使用PT100传感器的电缆或双绞屏蔽电缆作为模拟输入电缆，并且和电源线或其他可能产生电气干扰的电线隔开。2、可以采用压降补偿的方式来提高传感器的精度。如果存在电气干扰，将电缆屏蔽层与外壳地线端子（FG）连接到FX2N-4AD-PT的接地端和主单元的接地端。如可行的话，可在主单元使用3级接地。3、FX2N-4AD-PT可以使用可编程控制器的外部或内部的24V电源。,缓冲内存的使用,注：1、“低”表示当测量温度下降，并低于最低可测量温度极限时，对应位为ON；2、“高”表示当测量温度升高，并高于最高可测量温度极限或者热电偶断开时，对应位为ON；3、如果出现错误，则在错误出现之前的温度数据被锁存。如果测量值返回到有效范围内，则温度数据返回正常运行，但错误状态仍然被锁存在BFM#28中；4、当错误消除后，可用TO指令向BFM#28写入K0或者关闭电源，以清除错误锁存。,#28号出错码,#29号工作状态信息码,例：FX2N-4AD-PT模块占用特殊模块0的位置（即紧靠可编程控制器），平均采样次数是4，输入通道CH1CH4以表示的平均温度值分别保存在数据寄存器D0D