第八章PLC模拟控制技术

第八章PLC模拟控制技术第一页，共25页。液位自动控制系统出水进水

PLCLT模入模块模出模块可编程控制器在过程控制领域中的应用。第二页，共25页。

可编程控制器的在过程控制中应用逻辑控制领域过程控制领域80年代初期数字技术和模拟量技术的统一。高速模拟量输入模块专用独立PID控制器热电偶等直接输入模块多路转换器等对PLC的容量、速度要求高第三页，共25页。日本横河DCS的现场控制单元MAC2PX1MF1LCSRL通信CPU

存储器电源电源NE5信号变换器PLC

TB08YS80YS80……现场控制单元NE5现场控制单元NE5……××…NE总线8台远程I/O最多可插3块LSC第四页，共25页。DCSPLC第五页，共25页。+-ev(t)sv(t)pv(t)c(t)

模拟量闭环控制系统方框图uv(t)测量元件mv(t)被控对象执行机构

PID调节器pv(t)mv(t)c(t)

计算机闭环控制系统方框图+-uv(t)Uv(n)sv(n)ev(n)

A/Dpv(n)测量元件被控对象执行机构

D/A

PID调节器第六页，共25页。

二、模拟量输入输出单元

1．模拟量输入输出单元的性能指标

1）FX-4AD：4通道12位模拟量输入模块各通道可以指定为电压输入（-10V～+10V或-20mA～+20mA）；输入阻抗为200Ω分辨率:5mV(10V×1/2000),20uA(20mA×1/1000)；综合精度为±1%；数字输出范围为-2048～+2047；转换速度每通道15mS(高速转换方式时为6ms)；在软件上占8个I/O点(即占基本单元映像表的8点）;

相关指令与缓冲寄存器：32个16bit的寄存器组成，编号为BFM#0～#31。第七页，共25页。BFM内容*#0通道初始化缺省设定值=H0000*#1通道1

取样平均次数缺省值=8*#2通道2*#3通道3*#4通道4#5通道1

平均值#6通道2#7通道3#8通道4#9通道1

当前值#10通道2#11通道3#12通道4FX-4AD的BMF分配表第八页，共25页。BFM内容#13~*#19不能使用*#20重置为缺省设定值*#21禁止零点和增益调整缺省设定值=0，1（允许）*#22零点和增益调整*#23零点值缺省设定值=0*#24增益值缺省设定值=5000#25~*#28空置#29出错信息#30识别码K2010#31不能使用FX-4AD的BMF分配表第九页，共25页。通道初始化说明:在BFM#0中写入16进制4位数字H△△△△△=0:设定输入范围-10V~+10V△=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:BFM#0=3310CH1:设定输入范围-10V~+10VCH2:设定输入范围+4mA~+20mACH3:关闭该通道

CH4:关闭该通道CH1CH2CH3CH4第十页，共25页。输入输出01000零点量程第十一页，共25页。2）FX-2AD：2通道12位模拟量输出模块各通道可以分别指定为-10V～+10V的电压输出（负载阻抗1K～1MΩ）或4mA～+20mA的电流输出（负载阻抗<500Ω）；电压输出时的数字量输入范围分辨率为为-2048～+2047，电流输出时的数字输入范围为0～1000；综合精度为满量程10V的±1%；转换速度为18mS/2通道；在软件上占8个I/O点;

（即占基本单元映像表的8点）。零点:数字量输入为0时的输出值;量程:数字量输入为1000时的输出值.第十二页，共25页。当前值

FX2

FX-4ADFX-2DA

输出值模拟量输入模拟炼输出模拟I/O模块连接

1）编号：接在FX2基本单元右边的扩展总线上的特殊功能模块，从最靠近基本单元的那一个开始顺次编为0～7号。

2）相关指令与缓冲寄存器：FX-4AD和FX-2AD都有一缓冲寄存器区，有32个16bit的寄存器组成，编号为BFM#0～#31。2．模拟量输入输出的有关编程操作第十三页，共25页。1）读特殊功能模块K、HKnXKnYKnMKnS

T

C

D

V、Z[D.]FROMFNC78（P）（16/32）读特殊功能模块程序步数：FROM和FROM(P)——9步

(D)FROM和(D)FROM(P)——17步m1m2nm1：0~7，m2：0~31，n：0~323、模入模出的功能指令第十四页，共25页。模入模出的功能指令

nm1m2K0FROMK10D10K1[D·]特殊功能模块编号BFM编号将0号特殊功能模块内10号缓冲器(BFM#10)开始的1个数据读到基本单元,并存于D10中.字节数第十五页，共25页。FX32M模入模出模出FX-8EX#1#2#3特殊功能模块模拟量n个字节[D.]特殊单元的BFMPLC的字元件编号为#1的特殊单元第十六页，共25页。2）写特殊功能模块K、HKnXKnYKnMKnS

T

C

D

V、Z[S.]TOFNC79（P）（16/32）写特殊功能模块程序步数：TO和TO(P)——9步

(D)TO和(D)TO(P)——17步m1m2nm1：0~7，m2：0~31，n：0~32nm1m2H2TOK10D20K2[S·]特殊功能模块编号BFM编号将D20、D21的内容写入2号特殊功能模块的10、11号缓冲器(BFM#10、BFM#11)中.第十七页，共25页。FX32M模入模出模出FX-8EX#1#2#3特殊功能模块模拟量n个字节[D.]特殊单元的BFMPLC的字元件编号为#2的特殊单元X0-X17X20-X27第十八页，共25页。例子从特殊功能模块读入K2010CMPD4M0若识别码为2010(即为FX-4AD),则M1为ON模块NO.0中,BFM#30中的识别码送到D4.M8000K0FROMK30D4K1M1K0TO(P)K0H3300H3300→BFM#0,CH1,CH2置为电压输入,CH3,CH4关闭K1通道初始化K0TO(P)K1K4K2在BFM#1,BFM#2中设定计算平均值的取样为4次CH1CH2K0FROMK29K4M10K1BFM#29中的状态信息分别写到M25~M10中K0FROMK5D0K2若没有出错,则BFM#5和#6的内容将传送到D0,D1无出错READYM10M18第十九页，共25页。M1K0TO(P)K0H3331H3331→BFM#0,CH1置为电流输入,CH2~CH4关闭K1通道初始化K0TO(P)K1K4K2在BFM#1中设定计算平均值的取样为4次K0FROMK29K4M10K1BFM#29中的状态信息分别写到M25~M10中K0FROMK5D0K2若没有出错,则BFM#5和#6的内容将传送到D0,D1无出错READYM10M18在BFM#21的b1,b0设定为(0,1),可改动零点增益值在BFM#24中设定增益值为10000(10mA)第二十页，共25页。例子写入特殊功能模块K3010CMPD2M50若识别码为3010(即为FX-2DA),则M51为ON模块NO.1中,BFM#30中的识别码送到D2.M8000K1FROMK30D2K1M51K1TOK0H10

H10→BFM#0,CH1:电压输出,CH2:电流输出K1K1TOK1D0K2在(D0)→BFM#1(CH1),(D1)→BFM#2(CH2)K1FROMK29K4M10K1BFM#29中的状态信息分别写到M25~M10中M20若没有出错,则BFM#5和#6的内容将传送到D0,D1无出错READYM10M18M3输出范围正常将要输出的数据写入D0,D1第二十一页，共25页。六、FX2N的PID功能指令（FNC88）K0MOV(P)D107X0D0PIDD1D100D150[S1][S2][S3][D]2、PID指令所用参数

[S1]:给定值(SV);[S2]:反馈值(PV)[S3]:参数([S3]+6)

*[S3]:采样周期TS;[S4]:动作方向;[S5]:输入滤波常数L(0~99%);

*[S6]:比例增益KP;*[S7]:积分时间TI;

[S7]:微分增益αDL(0~100%);

*[S8]:微分时间TD

1、指令正反作用第二十二页，共25页。[S3]+7~[S3]+19:PID指令占用;[S3]+20~[S3]+23:输入/输出量增加/减少的报警设置;[S3]+24的0~3位用于报警输出.3、PID指令的应用范围：定时中断子程序步进梯形指令区转移指令中注意：在执行PID指令之前，将[S3]+7清零；

PID指令可多次使用，但用于运算的数据寄存器的元件编号不