第五章 智能模块.ppt

1、 PLC原理及应用,第五章 智能模块,第五章 智能模块,动态I/O模块 模拟量模块 温度传感器模块 高速计数模块 PID模块 位置控制模块 中断输入模块,C系列PLC除具有指令丰富、处理速度快、灵活性高等优点外，还提供了多种智能模块。 智能模块（也称为特殊功能模块）占用IR通道较多，一般占用10个通道，部分模块占用20个通道，所占用IR通道的通道号由模块的机号决定。 利用这些智能模块，可实现多种功能，如模拟量处理、高频信号处理等。智能模块的使用拓宽了C系列PLC在各个领域中的应用范围。 本章着重介绍动态I/O模块、模拟量模块、温度传感器模块、高速计数模块等较常用的智能模块。,第五章 智能模块,

2、简介,5.1 动态I/O模块,5.1.1 动态输入模块,动态I/O模块为开关量输入/输出模块，有三种类型：动态输入模块、动态输出模块和动态输入/输出模块。,动态输入模块有两种：,1、TTL输入模块，电源为5VDC，型号为C200H-ID501,2、24VDC输入模块，型号为C200H-ID215,这两种模块的使用方法相同，输入电平不同,该模块可用作静态输入和动态输入：,用作静态输入时，为32点输入模块，相当于两个16点输入模块。用作动态输入时，为动态128点输入模块。,1工作方式设定,5.1.1 动态输入模块,在模块的后面有六个DIP开关，用于对模块的工作方式进行设置，如图5-1所示。,开关1

3、、5、6不用。 开关2：置ON时，为动态输入方式，128点输入 。置OFF时，为静态输入方式，32点输入，其中有8点为快速响应输入 ，其位号为n1通道的bit08bit15。其中，n=100N10，N为该模块的机号。,开关3为快速响应输入的最小脉冲宽度设定。置OFF时，最小脉冲宽度为1ms；置ON时，最小脉冲宽度为4ms。 开关4为正常输入的输入响应时间设定。置OFF时，最大2.5ms；置ON时，最大15ms。,2通道分配与接线方式,5.1.1 动态输入模块,动态输入模块的面板如图5-2所示。,上部为静态输入时的输入信号显示，中间为机号设定 开关，下部为两个接口，每口24针。机号N的设定范围为

4、09，但不可与其它智能模块的机号重复。动态输入模块分配有10个IR通道，范围为nn9。其中，n100N10。,2通道分配与接线方式,5.1.1 动态输入模块,（1）静态输入方式,静态输入时，动态输入模块仅使用两个通道n和n1，其它8个通道n2n9可用作内部继电器。此时，左面的接口CN1占用通道n，CN2占用通道n1，n1通道的bit8bit15用作快速响应输入 图中，NC表示未用的端子。电源的极性任意，但同一接口的电源极性最好一致。ID501的电源电压为5VDC，ID215的电源电压为24VDC。 模块上同时为ON的输入点数与环境温度有关，环境温度较高时，允许同时为ON的点数减少，以防模块内部

5、元件发热严重。例如ID215模块，输入电压为24VDC，环境温度40以下时允许32点静态输入同时为ON，环境温度55时允许22点输入同时为ON。,2通道分配与接线方式,5.1.1 动态输入模块,（2）动态输入方式,动态输入时，动态输入模块使用8个通道nn+7，另外的两个通道n+8和n+9可用作内部继电器。CN1用作选通信号，CN2作数据信号。其通道分配表见表5-1，S表示选通信号。,工作时，CN1上的16个选通信号S0S15轮流选通。从CN2的数据线D0D15上读取的数据存放在nn+7通道中。CN1、CN2的信号排列方式如图5-4所示。 接线时COM0、COM1接直流电源负极，COM2、COM

6、3、V0、V1接直流电源正极，选通信号S0S15低电平为选通，数据线D0D15的相应通道中的位被置为1。,2通道分配与接线方式,5.1.1 动态输入模块,（2）动态输入方式,图为某键盘利用动态输入模块在动态输入时的接线方式,2.通道分配与接线方式,5.1.1 动态输入模块,（2）动态输入方式,图中的二极管用于消除寄生回路，防止误动作。,S0S7轮流选通，低电平有效。S0选通时，按键A、B、C、D、E键的状态通过数据线D0D7送入通道n的bit00bit04。S7选通时，按键X、Y、Z的状态通过数据线D0D7送入通道n3的bit13bit15。在A键按下时，电流的流向为：CN1的COM0CN2的

7、COM2D0A键S0CN1的COM0。,5.1.2 动态输出模块,动态输出模块有两种： 一种为TTL输出模块，电源为5VDC，型号为C200H-OD501； 另一种为晶体管输出模块，电源为24VDC，型号为C200H-OD215。 这两种模块可用作静态输出和动态输出。 用作静态输出时，为32点输出模块，与普通输出模块的使用方法相同。 用作动态时为128点输出模块。,5.1.2 动态输出模块,1工作方式设定,在模块的后面有六个DIP开关，如图5所示，用于对模块的工作方式进行设定。,开关2、3、4、6不用。 开关1用于动态输出设定。置OFF时，为32点静态输出；置ON时，为128点动态输出。 开关

8、5只有在开关1设定为ON时有效，用于设定动态数据输出逻辑。置OFF时，负逻辑输出；置ON时，正逻辑输出。 当设定为正逻辑输出时。端子上的信号与输出位号的状态相同。当设定为负逻辑时，端子上的信号与输出位号的状态相反。,5.1.2 动态输出模块,2通道分配与接线方式,动态输出模块的面板如图5-2所示。动态输出模块也分配有10个通道，即nn+9，其中n100+N10，N是机号。,5.1.2 动态输出模块,2.通道分配与接线方式,（1）静态输出方式,静态输出时，动态输出模块仅占用两个通道n和n1，其它8个通道n+2n+9可用作内部继电器。CN1占用通道n，CN2占用通道n1。其通道分配与接线方式见图。

9、,每个接口为16点输出，每个接口上的电源有两个，也可以使用同一个电源，但需将A10和B10相连、A9和B9相连。对于OD501，电源为5VDC；对于OD215，电源为524VDC。,5.1.2 动态输出模块,2.通道分配与接线方式,（2）动态输出方式,动态输出时，动态输出模块占用通道nn7共8个通道，通道n8和通道n9可用作内部继电器。其通道分配方式见表5-2，S表示选通信号，D表示数据信号。,5.1.2 动态输出模块,2.通道分配与接线方式,（2）动态输出方式,工作时，选通信号S0S15轮流为低电平选通，nn7通道中的数据通过数据线D0D15输出。CN1、CN2的信号排列见图。图中，V接电源

10、正极，COM接电源负极。 对于OD501，模块内部已有4.7k的上拉电阻，不需要外加电阻，电源为5VDC。对于OD215模块内部没有上拉电阻，需在每条数据线和电源正极间外加4.7k的上拉电阻，否则，数据线上无法产生高电平。,5.1.2 动态输出模块,2.通道分配与接线方式,（2）动态输出方式,图5-10为OD215驱动CZ9806显示器时的接线图,S0有效时,数据线D0D3的数据送至显示器,数据线D4D7的数据送至显示器.该显示器为BCD码输入式显示器。若显示器为七段码输入式，则需在显示器和OD215数据线间加有译码电路。,S0S7轮流选通，低电平有效。,5.1.3 动态输入/输出模块,动态输

11、入/输出模块有两种： 一种为TTL电路，电源为5VDC，型号为C200H-MD501； 另一种为晶体管电路，电源为24VDC，型号为C200H-MD215。 这两种模块既可用于静态，也可用于动态。用于静态时，为16点输入、16点输出；用于动态时，为128点输入。,5.1.3 动态输入/输出模块,1工作方式设定,在模块的后面有六个DIP开关，如图所示，用于对模块的工作方式进行设定。开关5、6不用。,开关1用于动态工作方式设定。置OFF时，为静态工作方式，16点输入、16点输出；置ON时，为动态工作方式，128点动态输入。 开关2仅适用于静态工作方式。置OFF时，为正常输入，无快速响应输入；置ON

12、时，为有快速响应输入，n1通道的bit08bit15为快速响应输入。 开关3用于快速响应输入的最小脉冲宽度设定。置OFF时，最小脉冲宽度为1ms；置ON时，最小脉冲宽度为4ms。 开关4用于正常输入的输入响应时间设定。置OFF时，最大2.5ms；置ON时，最大15ms。,5.1.3 动态输入/输出模块,2通道分配与接线方式,动态输入/输出模块的面板如图5-2所示。动态输入/输出模块也分配有10个通道，即nn9，其中n100N10，N是模块的机号。,5.1.3 动态输入/输出模块,2通道分配与接线方式,（1）静态方式,在静态方式下，该模块占用两个通道n和n1，其它8个通道n2n9均可作内部继电器

13、。 CN1占用通道n，为16点输出，其通道分配与接线方式见图a；CN2占用通道n1，为16点输入，其中bit08bit15为快速响应输入，其通道分配与接线方式见图b。,5.1.3 动态输入/输出模块,2通道分配与接线方式,（2）动态方式,动态方式：在动态方式下，该模块占用8个通道nn7，通道n+8和n+9可用作内部继电器。此时，该模块与动态输入模块工作在动态输入方式时的使用方法相同。,C200H具有两种模拟量模块：模拟量输入模块和模拟量输出模块。 模拟量输入模块即A/D模块，将输入模拟量转换成数字量后输入PLC内部。 模拟量输出模块即D/A模块，将PLC内部的数字量转换成模拟量后输出。,5.2

14、 模拟量模块,5.2.1 模拟量输入模块,5.2 模拟量模块,模拟量输入模块C200H-AD001为4路A/D模块其性能：,(1) 输入模拟量路数：最多4路/单元，用户可选择使用其中1路、2路或4路。 (2) 输入信号范围：电压输入可选择为15 V或010 V；电流输入为420 mA。 (3) 分辨率：输入为电压或电流时均为满量程的1/4000(含线性误差)。 (4) 温度影响：25 时为0.5%满量程；055时为1.0%满量程。 (5) 转换时间：最大2.5ms(1路)。 (6) 输出代码：12位二进制数码(000HFA0H)。,5.2.1 模拟量输入模块,5.2 模拟量模块,模拟量输入模块

15、C200H-AD001为4路A/D模块，输入路数及输入信号范围可通过模块后面的DIP开关设定。,开关4不用。开关1、2用于选择输入信号路数，开关3用于设定输入信号类型。置OFF时，电压输入15V，电流输入420mA；置ON时，只能为电压输入010V,1输入设定,5.2.1 模拟量输入模块,2通道分配与接线方式,（1）接线方式,模拟量输入模块的面板如图所示。模块的机号开关在面板的左上方，机号设定范围为09，但不可与其它智能模块重复。 面板的右上方为状态显示，模块正常工作时，“RUN”指示灯亮，出现输入信号断线时“BROKEN WIRE”指示灯亮。,模块的下方为接线端子，使用电压输入时，电压输入信

16、号接在V+和V-端子上；使用电流输入时，V+和I+端子短接后接电流信号的正端，V-接电流信号的负端。,5.2.1 模拟量输入模块,2通道分配与接线方式,（1）接线方式,接线时，为防止噪声进入模拟量输入模块，应注意以下几点： 1）连接线采用双绞屏蔽电缆。 2）屏蔽线接到COM端子上。 3）外部输入信号电缆应与交流电源线分开，以避免交流电源线造成对信号线的干扰。 4）模拟量输入模块电缆不应与主回路电缆、高压电缆、非PLC负载电缆捆扎在一起，并应远离之。,5.2.1 模拟量输入模块,2通道分配与接线方式,（2）通道分配,模拟量输入模块占用6个IR通道、12个DM通道。若模块的机号设定为N，则占用IR

17、通道nn+5(其中n100N10)、DM通道mm+11(其中m1000N100),1）IR通道的分配,IR通道n1为输出通道，用于对模块功能进行控制，用户可改变其内容。IR通道n+1n+5 为输入通道，用户只能利用其内容而不能由用户程序改变其内容。, 通道n (输出) bit00为禁止A/D转换标志位。bit00=1时，禁止A/D转换。 bit01为偏差控制标志位。bit01=1时，执行偏差/增益控制。初始上电时，由于冲击，输入电压可能超过规定的信号范围。系统在初始上电时自动使该位为1，调整增益，以避免损坏单元。 bit02、bit03、bit04、bit05分别为输入1、2、3、4的刻度功能

18、有效标志位。 bit06不用。 bit07、bit08、bit09、bit10分别为输入1、2、3、4的平均功能有效标志位。 bit11为峰值保持功能有效标志位。 bit12为平方根功能有效标志位。 Bit13、bit14、bit15不用。,（2）通道分配, 通道n+1、n+2、n+3、n+4 (输入)。分别存入输入1、2、3、4经转换后的数字量，PLC可以直接读取。 对于求平均值、峰值保持和平方根功能来说，转换结果为12位二进制数，因此只有bit0011数字有效； 对于刻度功能，结果为4位十进制(16位BCD码)，此时bit0015的16位数字全部有效。 如果没有设置上述四种功能，则上电后，

19、四个通道的bit0011都将是对应输入信号经A/D转换后的二进制数据。,（2）通道分配,5.2.1 模拟量输入模块,2通道分配与接线方式, 通道n+5 (输入) bit00在DM通道mm+11中的数据设定不正确时为1。 bit01、bit02、bit03、bit04分别为输入1、2、3、4的断线标志位。当输入信号设定为010 V时，这些位不用。当输入信号设定为15 V或420 mA时，若输入信号低于0.5 V或2 mA时，这些位为1，表示已断线。 bit05为底部DIP开关3设定标志位，其状态与开关3的状态相同。 bit06为底部DIP开关1设定标志位，其状态与开关1的状态相同。 bit07为

20、底部DIP开关2设定标志位，其状态与开关2的状态相同。 bit08为初始上电禁止转换标志位。初始上电时，数据不稳定，系统自动将该位置为1，禁止转换，100 ms后该位被置为0。 bit09bit15不用。,（2）通道分配,5.2.1 模拟量输入模块,2通道分配与接线方式,2) DM通道的分配,表 DM通道分配,3模拟量输入模块功能 1) 二进制功能 当输出通道n的刻度功能标志为0时，二进制功能有效。此时二进制转换结果为12位二进制数据，模拟量输入1、2、3、4的转换结果分别存放于IR通道n+1、n+2、n+3、n+4中，转换后满刻度值为FA0H，即BCD码4000，余下的5F用于初始上电时的偏差/增益控制。,2) 刻度值功能 当输出通道n的刻度功能标志为1时，刻度值功能有效。首先转换为12位二进制数字量，然后根据DM通道mm+7中所设置的上下限值进行刻度转换，最终转换结果为4位BCD数，存放于n+1n+4通道中。 用y表示A/D转换的12位二进制数，x表示模拟输入量，y1表示最终转