第5講 PLC的模擬量控制

1、第第5講講 PLC的模擬量控制的模擬量控制主編：李方園主編：李方園目錄CONTENTS1 FX0N-3A模擬量模塊模擬量模塊 2 FX2N-2AD與與FX2N-2DA模擬量模塊模擬量模塊3 FX2N-4DA模擬量輸出模塊模擬量輸出模塊 5 模擬量入門知識(shí)模擬量入門知識(shí) FX2N-4AD模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊4在生產(chǎn)過程中，存在大量的物理量，如壓力、溫度、速度、旋轉(zhuǎn)速度、pH 值、粘度等。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，這些模擬信號(hào)都需要被PLC來(lái)處理。圖5.1所示為PLC處理模擬量的過程。5.1.1 PLC處理模擬量的過程處理模擬量的過程圖5.1模擬量模塊的作用 圖5.1中，測(cè)量傳感器利用線性膨脹、角

2、度扭轉(zhuǎn)或電導(dǎo)率變化等原理來(lái)測(cè)量物理量的變化；測(cè)量變送器將傳感器檢測(cè)到的變化量轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的模擬信號(hào)，如: 10V, 20mA, 4.20mA，這些標(biāo)準(zhǔn)的模擬信號(hào)將接到模擬輸入模塊上。 由于PLC的CPU只能處理數(shù)字量信號(hào)，因此模擬輸入模塊中的ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）就是用來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換功能。模數(shù)轉(zhuǎn)換是順序執(zhí)行的，也就是說每個(gè)模擬通道上的輸入信號(hào)是輪流被轉(zhuǎn)換的。模數(shù)轉(zhuǎn)換（通過指令“FROM”）的結(jié)果存在結(jié)果存儲(chǔ)器中，并一直保持到被一個(gè)新的轉(zhuǎn)換值所覆蓋。 如果要進(jìn)行模擬量輸出，也可以使用 “TO”指令向模擬輸出模塊中寫模擬量的數(shù)值（由用戶程序計(jì)算所得），該數(shù)值由模塊中的DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器）變換為標(biāo)準(zhǔn)的模擬信

3、號(hào)。5.1.2 FROM與與TO指令指令模擬量擴(kuò)展模塊都是特殊功能模塊，可用特殊功能模塊讀指令FROM（FNC78）和特殊功能模塊寫指令TO（FNC79）進(jìn)行編程。1.FROM指令指令FROM指令用于從特殊單元緩沖存儲(chǔ)器（BFM）中讀入數(shù)據(jù)。格式：含義：將編號(hào)為m1的特殊單元模塊內(nèi)，從緩沖存儲(chǔ)器（BFM）號(hào)為m2開始的n個(gè)數(shù)據(jù)讀入基本單元，并存放在從D.開始的n個(gè)數(shù)據(jù)寄存器中。2. TO指令指令TO指令用于向特殊單元緩沖存儲(chǔ)器（指令用于向特殊單元緩沖存儲(chǔ)器（BFM）中寫入數(shù)據(jù)。格式：）中寫入數(shù)據(jù)。格式：說明： m1：特殊功能模塊的模塊號(hào)碼。模塊號(hào)從基本單元最近的開始按No.0No.1No.2

4、順序連接。模塊號(hào)用于以FROM/TO指令指定哪個(gè)模塊工作。 m2：緩沖存儲(chǔ)器（BFM）號(hào)碼。特殊功能模塊中內(nèi)藏了32點(diǎn)16位RAM存儲(chǔ)器，即緩沖存儲(chǔ)器。緩沖存儲(chǔ)器號(hào)為#0#32766，其內(nèi)容根據(jù)各模塊的控制目的而設(shè)定。 n：待傳送數(shù)據(jù)的字?jǐn)?shù)。5.2.1 FX0N-3A的技術(shù)規(guī)格與接線的技術(shù)規(guī)格與接線1、概述、概述FX0N-3A 是三菱公司的模擬量輸入和輸出模塊（圖5.2所示），它提供8 位分辨率精度和提供2 路模擬量輸入(DC 0 至10V或AC 4 至20mA)通道和1 路模擬量輸出通道（DC 0 至10V 或DC 0 至5V）。A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)間100 S ，D/A 處理速度是T O 指令處

5、理時(shí)間的3倍。正因?yàn)镕X0N-3A 模塊有較好的性價(jià)比，因此廣泛應(yīng)用于各種設(shè)備當(dāng)中。圖5.2 FX0N-3A的外觀與接線端子2、模擬量輸入與輸出接線、模擬量輸入與輸出接線FX0N-3A 包含兩路輸入通道和一路輸出通道。輸入通道將外部輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成內(nèi)部的數(shù)字信號(hào)（A/D 轉(zhuǎn)換），輸出通道將內(nèi)部的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成外部的模擬信號(hào)（D/A 轉(zhuǎn)換）。 根據(jù)接線不同，可以選擇電壓信號(hào)或電流信號(hào)的模擬輸入或模擬輸出，模擬輸入通道或模擬輸出通道的可接受范圍為DC 010V、DC 05V 或DC 420mA。模擬量輸入與輸出接線如圖5.3、圖5.4所示。需要注意的是兩路輸入通道均為同一特性，不可以混合使用電

6、壓輸入和電流輸入。當(dāng)使用電流輸入時(shí)，應(yīng)確保VIN*端子和IIN*端子短路連接（電壓輸入時(shí)不可短接）；當(dāng)電壓輸入或輸出存在波動(dòng)或大量噪聲時(shí)，應(yīng)在相應(yīng)處連接0.10.47uF 25V DC的電容。圖5.3 輸入接線圖5.4輸出接線3、模擬量輸入規(guī)格、模擬量輸入規(guī)格表5.1所示為FX0N-3A的模擬量輸入規(guī)格。表5.1 FX0N-3A的模擬量輸入規(guī)格FX0N-3A的輸入特性即模擬量輸入與對(duì)應(yīng)的數(shù)值如圖5.5所示。根據(jù)圖可以得出：輸入模擬電壓轉(zhuǎn)換數(shù)字值: 2551010.2=250輸入模擬電流轉(zhuǎn)換數(shù)字值: 255(204)(20.324)=250圖5.5模擬量輸入與對(duì)應(yīng)的數(shù)值4、模擬量輸出規(guī)格、模擬量

7、輸出規(guī)格FX0N-3A的模擬量輸出規(guī)格如表5.2所示。FX0N-3A的輸出特性即模擬量輸出與對(duì)應(yīng)的數(shù)值如圖5.6所示。根據(jù)圖可以得出：輸出數(shù)字值轉(zhuǎn)換模擬電壓值: 25510250=10.2輸出數(shù)字值轉(zhuǎn)換模擬電流值: 255(204)250+4=20.32圖5.6 模擬量輸出與對(duì)應(yīng)的數(shù)值4、模擬量輸出規(guī)格、模擬量輸出規(guī)格FX0N-3A的模擬量輸出規(guī)格如表5.2所示。表5.2 FX0N-3A的模擬量輸出規(guī)格FX0N-3A的輸出特性即模擬量輸出與對(duì)應(yīng)的數(shù)值如圖5.6所示。根據(jù)圖可以得出：輸出數(shù)字值轉(zhuǎn)換模擬電壓值: 25510250=10.2輸出數(shù)字值轉(zhuǎn)換模擬電流值: 255(204)250+4=20

8、.32圖5.6 模擬量輸出與對(duì)應(yīng)的數(shù)值5.2.2 程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)1、模塊的編號(hào)、模塊的編號(hào)FX0N-3A 可以連接到FX1N、FX2N、FX1NC 或FX2NC 系列的PLC所有的數(shù)據(jù)傳輸和參數(shù)設(shè)置均通過PLC 程序進(jìn)行控制與調(diào)整。對(duì)基本單元給予被連接的特殊模塊選擇，模塊號(hào)碼由靠近基本單元開始，以NO.0NO.1NO.2NO.7 的順序繼續(xù)下去。模塊號(hào)碼是為指定程序命令對(duì)哪一個(gè)模塊起作用而使用的。2、BFM的分配含義的分配含義緩沖存儲(chǔ)器(BFM)分配如表5.3所示，其中表格留空部分為緩沖存儲(chǔ)器存儲(chǔ)保留區(qū)域。BFM #0表示輸入通道1 (CH1) 與輸入通道2 (CH2) 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)以二進(jìn)制形式

9、交替存儲(chǔ)。BFM #17的含義如表5.4所示，具體含義為：b0=0 選擇輸入通道1；b0=1 選擇輸入通道2；b1=01 啟動(dòng)A/D 轉(zhuǎn)換；b1=10 復(fù)位A/D 轉(zhuǎn)換；b2=01 啟動(dòng)D/A 轉(zhuǎn)換；b2=10 復(fù)位D/A 轉(zhuǎn)換。因此，模擬量連續(xù)輸入輸出條件：010。表5.3 緩沖存儲(chǔ)器(BFM)分配表5.4 BFM#17的含義3、A/D輸入程序輸入程序如圖5.7所示，主機(jī)單元將數(shù)據(jù)讀出或?qū)懭隖X0N-3A 緩沖存儲(chǔ)器（BFM），當(dāng)X1=ON 時(shí)，實(shí)現(xiàn)輸入通道1 的A/D 轉(zhuǎn)換，并將A/D 轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)值存儲(chǔ)于主機(jī)單元D01 中。當(dāng)X2=ON 時(shí)，實(shí)現(xiàn)輸入通道2 的A/D 轉(zhuǎn)換，并將A/D 轉(zhuǎn)換對(duì)

10、應(yīng)值存儲(chǔ)于主機(jī)單元D02 中。圖5.7 A/D輸入程序程序解釋如下：（1）X1，(H00)寫入BFM#17，選擇輸入通道1 且復(fù)位A/D 轉(zhuǎn)換；（2）(H02)寫入BFM#17，保持輸入通道1 的選擇且啟動(dòng)A/D 轉(zhuǎn)換；（3）讀取BFM#0，輸入通道1 當(dāng)前A/D 轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)值存儲(chǔ)于主機(jī)單元(D01)中；（4）X2， (H01)寫入BFM#17，選擇輸入通道2 且復(fù)位A/D 轉(zhuǎn)換；（5）(H03)寫入BFM#17，保持輸入通道2 的選擇且啟動(dòng)A/D 轉(zhuǎn)換；（6）讀取BFM#0，輸入通道2 當(dāng)前A/D 轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)值存儲(chǔ)于主機(jī)單元(D02)中。4、D/A輸出程序輸出程序如圖5.8所示，當(dāng)X0=ON 時(shí)

11、，實(shí)現(xiàn)輸出通道的D/A 轉(zhuǎn)換，D/A 轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)值為主機(jī)單元D00。圖圖5.8 D/A輸出程序輸出程序程序解釋如下：（1）X0， D/A 轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)值(D00)寫入BFM#16；（2） (H04)寫入BFM#17，啟動(dòng)D/A 轉(zhuǎn)換；（3） (H00)寫入BFM#17，復(fù)位D/A 轉(zhuǎn)換。5.2.3 模擬量輸入與輸出校準(zhǔn)模擬量輸入與輸出校準(zhǔn)1、A/D校準(zhǔn)（1）偏置校準(zhǔn)1）接線（如圖5.9所示）方法1：（外部輸入）電壓 電流 圖5.9 外部輸入接線2）輸入校準(zhǔn)程序（圖5.10所示）圖5.10 輸入校準(zhǔn)程序3）校準(zhǔn)過程：選擇對(duì)應(yīng)的接線方法，使輸入的偏置電壓/電流符合表5.5所示。表5.5 模擬輸入范圍與偏

12、置校準(zhǔn)值模擬輸入范圍010VDC05VDC420mADC偏置校準(zhǔn)值0.040V0.020V4.064mA運(yùn)行前面程序，確保X0為ON狀態(tài)；調(diào)節(jié)A/D OFFSET電位器，直到數(shù)字值1讀入D0為止。注：順時(shí)針旋轉(zhuǎn)電位器為數(shù)字值增加，從最小值到最大值需要轉(zhuǎn)18圈。（2）增益校準(zhǔn)校準(zhǔn)過程如下：選擇對(duì)應(yīng)的接線方法，使輸入的增益電壓/電流符合表5.6。表5.6 模擬輸入范圍和增益校準(zhǔn)值 模擬輸入范圍010VDC05VDC420mADC增益校準(zhǔn)值10.000V5.000V20.000mA運(yùn)行前面程序，確保X0為ON狀態(tài)；調(diào)節(jié)A/D GAIN電位器，直到數(shù)字值250讀入D0為止。注：順時(shí)針旋轉(zhuǎn)電位器為數(shù)字值

13、增加，從最小值到最大值需要轉(zhuǎn)18圈。2、D/A校準(zhǔn)（1）偏置校準(zhǔn)1）接線（圖5.11所示）電壓 電流 圖5.11 偏置校準(zhǔn)2）輸入校準(zhǔn)程序（圖5.12所示）圖5.12 輸入校準(zhǔn)程序3）校準(zhǔn)過程運(yùn)行前面程序，確保X0為ON狀態(tài)；調(diào)節(jié)D/A OFFSET電位器，直到儀表顯示到相應(yīng)的偏置電壓/電流為止，如表57.所示。表5.7 模擬輸出范圍與儀表顯示值模擬輸出范圍010VDC05VDC420mADC儀表顯示值0.040V0.020V4.064mA注：順時(shí)針旋轉(zhuǎn)電位器為數(shù)字值增加，從最小值到最大值需要轉(zhuǎn)18圈。（2）增益校準(zhǔn)1）輸入校準(zhǔn)程序（圖5.13所示）圖5.13 輸入校準(zhǔn)程序2）校準(zhǔn)過程運(yùn)行前面

14、程序，確保X0為ON狀態(tài)；調(diào)節(jié)D/A GAIN電位器，直到儀表顯示到相應(yīng)的增益電壓/電流為止，如表5.8所示。表5.8 模擬輸出范圍和儀表顯示值模擬輸出范圍010VDC05VDC420mADC儀表顯示值10.000V5.000V20.000mA注：順時(shí)針旋轉(zhuǎn)電位器為數(shù)字值增加，從最小值到最大值需要轉(zhuǎn)18圈。5.2.4 應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例【實(shí)例17】某壓力變送器（0 3 MPa），其規(guī)格對(duì)應(yīng)4 20 mA，電源為24VDC，請(qǐng)接入PLC中，并讀出實(shí)時(shí)壓力值。（1）接線（以輸入通道1 為例）如圖5.14所示。圖5.14 接線（2）比值計(jì)算，如表5.9所示。（3）寫入PLC 程序PLC程序如圖5.15

15、所示，程序解釋如下：將D01 乘以3 后，值儲(chǔ)存于D03 中（16 位整數(shù)處理）；將D03 轉(zhuǎn)換成32 位二進(jìn)制度浮點(diǎn)數(shù)，值儲(chǔ)存于 D04,D05 中（32 位浮點(diǎn)數(shù)處理）；將 D04,D05 除以250 后，值儲(chǔ)存于 D06,D07 中（32 位浮點(diǎn)數(shù)處理）。圖5.15 實(shí)例17程序【實(shí)例18】某壓力變送器，其技術(shù)規(guī)格如表5.10所示，電源為24VDC，請(qǐng)接入PLC中，并讀出實(shí)時(shí)壓力值。表5.10 壓力變送器技術(shù)規(guī)格（1）接線（以輸入通道2 為例，如圖5.16所示）圖5.16 通道2接線（2）比例計(jì)算（表5.11所示）（3）寫入PLC 程序PLC程序如圖5.17所示，具體解釋如下：將D02

16、乘以36 后，值儲(chǔ)存于D08 中（16 位整數(shù)處理）；將D08 減去250 后，值儲(chǔ)存于D09 中（16 位整數(shù)處理）；將D09 轉(zhuǎn)換成32 位二進(jìn)制度浮點(diǎn)數(shù)，值儲(chǔ)存于 D10,D11 中（32 位浮點(diǎn)數(shù)處理）；將 D10,D11 除以2500 后，值儲(chǔ)存于 D12,D13 中（32 位浮點(diǎn)數(shù)處理）?！緦?shí)例19】有一個(gè)壓力傳感器，感應(yīng)壓力范圍是0-5MPa，輸出電壓是0-5V。利用這個(gè)傳感器去測(cè)量某管道中的油壓，當(dāng)測(cè)到的壓力4.2MPa時(shí)，Y12燈亮，表示壓力過高。請(qǐng)寫出PLC的控制程序。（1）系統(tǒng)分析在該系統(tǒng)中，傳感器輸出的模擬量通過FX0N-3A轉(zhuǎn)換為數(shù)字量放在PLC中，然后通過區(qū)間比較指

17、令進(jìn)行比較判斷，控制PLC的輸出，假設(shè)FX0N-3A接在PLC的0號(hào)位置。（2）根據(jù)數(shù)值比例進(jìn)行畫圖（圖5.18所示）圖5.18數(shù)值比例（3）編寫程序（圖5.19所示）圖5.19 實(shí)例19程序5.3.1 FX2N-2AD主要性能與硬件連接主要性能與硬件連接1、主要性能、主要性能表5.12 FX2N-2AD的性能項(xiàng) 目參 數(shù)備 注電壓輸入電流輸入輸入通道22通道輸入方式必須一致輸入要求DC010V或05VDC420mA輸入極限D(zhuǎn)C-0.5V15VDC-260mA輸入超過極限可能損壞模塊輸入阻抗200K250數(shù)字輸出12位04095分辨率2.5mV(DC010V輸入)1.25mV(DC05V輸入)

18、4A(DC420mA輸入)轉(zhuǎn)換精度1%(全范圍)處理時(shí)間2.5mS/1通道調(diào) 節(jié)偏移調(diào)節(jié)/增益調(diào)節(jié)電位器調(diào)節(jié)輸出隔離光電耦合模擬電路與數(shù)字電路之間占用I/O點(diǎn)數(shù)8點(diǎn)消耗電流24V/50mA,5V/20mA由PLC供給編程指令FROM/TO2、模塊連接（圖5.20所示）圖5.20 模塊連接3、輸出特性FX2N-2AD的輸出特性如圖5.21所示。模塊的轉(zhuǎn)換位數(shù)為12位，對(duì)應(yīng)的最大數(shù)字量輸出為4095，但在實(shí)際使用時(shí)，為了計(jì)算方便，通常情況下都將最大模擬量輸入（DC10V/5V或20mA）所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量輸出設(shè)定為4000。圖5.21 輸出特性 5.3.2 FX2N-2AD的編程與控制的編程與控制1、

19、基本編程思路 用TO指令，在模塊的緩沖存儲(chǔ)器中寫入A/D轉(zhuǎn)換控制指令：指定要轉(zhuǎn)換的通道，啟動(dòng)模塊的A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果將存儲(chǔ)于BFM中。用FROM 把BFM的數(shù)據(jù)讀入PLC中。2、BFM的分配含義緩沖存儲(chǔ)器(BFM)分配如表5.13所示。從表中可以看出，BFM#0是由BFM#17（低8位數(shù)據(jù)）指定的通道的輸入數(shù)據(jù)當(dāng)前值被存儲(chǔ)，當(dāng)前值數(shù)據(jù)是以二進(jìn)制形式存儲(chǔ)；BFM#1輸入數(shù)據(jù)當(dāng)前值（高端4位數(shù)據(jù)）被存儲(chǔ)，當(dāng)前數(shù)據(jù)是以二進(jìn)制形式存儲(chǔ)；BFM#17中，b0指定進(jìn)行模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換的通道即CH1或CH2，b1若0-1則表示A/D轉(zhuǎn)換過程開始。表5.13 BFM分配3、編程【實(shí)例20】PLC為FX2N-3

20、2ER，壓力變送器4-20mA，按照使用手冊(cè)所示連接，壓力變送器也已安裝在壓縮氣源上。通過PLC中的數(shù)據(jù)D200設(shè)定卸載壓力值（壓縮機(jī)停止運(yùn)行），D204設(shè)定加載壓力值（壓縮機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行）。請(qǐng)編程。程序如圖5.22所示，程序解釋如下： TO K0 K17 H0000 K1 選擇輸入通道1； TO K0 K17 H0002 K1 通道1開始A/D轉(zhuǎn)換； FROM K0 K0 K2M100 K2 讀通道1數(shù)字值； MOV K4M100 D100 通道1高端4位移到下面8位位置上，并存儲(chǔ)到D100。第1-3條的第一個(gè)K0是指明指令操作的是NO.0號(hào)模塊，第1-2句指令的K17是指2AD的BFM#17，

21、后面的K1是表示一次只對(duì)一個(gè)BFM進(jìn)行操作。第3句指令的第二個(gè)K0表示BFM#0，后面的K2是告訴2AD一次讀兩個(gè)BFM，也就是把BFM#0，BFM#1兩個(gè)寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)一次讀出。圖5.22 實(shí)例20程序【實(shí)例21】對(duì)FX2N-2AD模塊通道1的數(shù)據(jù)進(jìn)行中位值濾波，計(jì)算后的平均值放在D100中。中位值濾波法就是連續(xù)采樣N次值，把采樣值按大小排列，取中間值為本次有效值。本實(shí)例的程序如圖5.23所示。圖5.23 實(shí)例21程序5.3.3 FX2N-2DA主要性能與硬件連接主要性能與硬件連接FX2N-2DA的作用是將PLC內(nèi)部的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為外部控制用的模擬量（模擬電壓或電流）輸出。 主要性能如表5.1

22、4所示。項(xiàng) 目參 數(shù)備 注電壓輸出電流輸出輸出通道22通道輸出方式可以不一致輸入范圍DC010V或05VDC420mA負(fù)載阻抗2K500數(shù)字輸入12位04095分辨率2.5mV(DC010V輸出)1.25mV(DC05V輸出)4A(DC420mA輸出)轉(zhuǎn)換精度1%(全范圍)處理時(shí)間4mS/1通道調(diào) 節(jié)偏移調(diào)節(jié)/增益調(diào)節(jié)電位器調(diào)節(jié)輸出隔離光電耦合模擬電路與數(shù)字電路之間占用I/O點(diǎn)數(shù)8點(diǎn)消耗電流24V/50mA,5V/20mA由PLC供給編程指令FROM/TO模塊連接（圖5.24所示）圖5.24 模塊連接輸出特性模塊的最大D/A轉(zhuǎn)換位為12位，可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換的最大數(shù)字量為4095，但為了計(jì)算方便，通

23、常情況下都將最大模擬量輸入（DC10V/5V或20mA）所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量輸出設(shè)定為4000（如圖5.25所示）。圖5.25 輸出特性5.3.4 FX2N-2DA編程編程FX2N-2DA編程主要是通過TO指令進(jìn)行轉(zhuǎn)換的控制、以及數(shù)字量的輸出。表5.15所示是FX2N-2DA的BFM含義。從表5.15中可以看出：轉(zhuǎn)換原始數(shù)據(jù)在BFM中的存儲(chǔ)地址BFM#16/bit7bit0：轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的當(dāng)前值（8位）。 注意：在FX2N-2DA模塊中轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)當(dāng)前值只能保持8位數(shù)據(jù)，但在實(shí)際轉(zhuǎn)換時(shí)要進(jìn)行12位轉(zhuǎn)換，為此必須進(jìn)行二次傳送，才能完成。D/A轉(zhuǎn)換的控制信號(hào)在BFM中定義BFM#17：通道的選擇與啟動(dòng)信號(hào)。Bi

24、t0: 通道2選擇與啟動(dòng)；Bit0的下降沿啟動(dòng)通道2的轉(zhuǎn)換。Bit1: 通道1選擇與啟動(dòng)；Bit1的下降沿啟動(dòng)通道1的轉(zhuǎn)換。Bit2: 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)暫存，Bit2的下降沿啟動(dòng)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)暫存?！緦?shí)例22】設(shè)某系統(tǒng)的控制要求為：當(dāng)輸入X0 ON時(shí)，需要將數(shù)據(jù)寄存器D100的12位數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量，并且在通道1中進(jìn)行輸出；當(dāng)輸入X1 ON時(shí)，需要將數(shù)據(jù)寄存器D101的12位數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量，并且在通道2中進(jìn)行輸出。程序如圖5.26所示。圖5.26 實(shí)例22程序5.4.1 模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊FX2N-4AD 的技術(shù)指標(biāo)與接線的技術(shù)指標(biāo)與接線FX2N-4AD 為4 通道12 位A / D 轉(zhuǎn)換模

25、塊，它可以將模擬電壓或電流轉(zhuǎn)換為最大分辨率為12 位的數(shù)字量，并以二進(jìn)制補(bǔ)碼方式存入內(nèi)部16 位緩沖寄存器中，通過擴(kuò)展總線與FX2N 基本單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。FX2N-4AD外觀與接線端子如圖5.27所示。a)外觀 b)接線端子圖5.27 FX2N-4AD外觀與接線端子FX2N-4AD 的技術(shù)指標(biāo)如表5.16 所示。 表5.16 FX2N-4AD 的技術(shù)指標(biāo)從表5.可以看出，F(xiàn)X2N-4AD模塊可選用的模擬值范圍是-10V到10VDC（分辨率：5mV）,或者是4到20mA,-20mA到20mA(分辨率20A) 。FX2N-4AD消耗FX2N主單元或有源擴(kuò)展單元5V電源槽30mA的電流FX2N-4

26、AD模塊的線路連接如圖5.28所示。FX2N-4AD 通過擴(kuò)展總線與FX2N 系列基本單元連接。而4 個(gè)通道的外部連接則需根據(jù)外界輸入的電壓或電流量不同而有所不同，圖5.中標(biāo)注的說明如下。 外部模擬輸入通過雙絞屏蔽電纜輸入至FX2N-4AD 的各個(gè)通道中。 如果輸入有電壓波動(dòng)或有外部電器電磁干擾影響，可以在模塊的輸入口中加入一個(gè)平滑電容（0.10.47F / 25V）。 若外部輸入是電流輸入量，則需把V+ 和I+ 相連接。 若有過多的干擾存在，應(yīng)將機(jī)殼的地FG 端與FX2N-4AD 的電源接地端GND 相連。 可能的話，將FX2N-4AD 與PLC 基本單元的地連接起來(lái)。圖5.28 FX2N-

27、4AD 的線路連接FX2N-4AD 三種預(yù)設(shè)方式下的模擬輸入與數(shù)字輸出關(guān)系如圖5.29所示圖5. 29 FX2N-4AD 三種預(yù)設(shè)方式的模擬輸入與輸出關(guān)系5.4.2 FX2N-4AD 緩沖寄存器（緩沖寄存器（BFM） FX2N-4AD和FX2N主單元之間通過緩沖存儲(chǔ)器交換數(shù)據(jù)，共有32個(gè)緩沖存儲(chǔ)器（每個(gè)是16位數(shù)據(jù)）。FX2N-4AD 占用FX2N 擴(kuò)展總線的8 個(gè)接點(diǎn)，這8 個(gè)接點(diǎn)可以是輸入點(diǎn)或輸出點(diǎn)。FX2N-4AD 的32 個(gè)緩沖寄存器（BFM）的編號(hào)分配及其含義如表5.17 所示。表5.17 FX2N-4AN 的BFM 編號(hào)分配及含義 表5.17中帶*號(hào)的緩沖寄存器（BFM）中的數(shù)據(jù)可

28、用PLC 的TO 指令改寫。改寫帶*號(hào)的BFM 的設(shè)定值可以改變FX2N-4AD 模塊的運(yùn)行參數(shù)，可調(diào)整其輸入方式、輸入增益和偏移量等。不帶*號(hào)的BFM 內(nèi)的數(shù)據(jù)可以使用PLC 的FROM 指令讀出。從指定的模擬量輸入模塊讀出數(shù)據(jù)前應(yīng)先將設(shè)定值寫入，否則按默認(rèn)設(shè)定值讀出和執(zhí)行。（）通道選擇 在BFM # 0 中寫入十六進(jìn)制4 位數(shù)字進(jìn)行/模塊通道初始化，最低位數(shù)字控制CH1，最高位控制CH4，每位寫入的數(shù)字含義如下。 設(shè)定輸入范圍為1010 V； 設(shè)定輸入范圍為420 m； 設(shè)定輸入范圍為2020 m； 關(guān)閉通道。例如BFM 0H3301，則說明CH1 通道設(shè)定輸入電流范圍為420 m，CH2

29、 通道設(shè)定輸入電壓范圍為1010 V，CH3、CH4 兩通道關(guān)閉。（）模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的速度設(shè)置 可在FX2N-4AD 的BFM # 15 號(hào)緩沖器中寫入0 或1 控制AD 轉(zhuǎn)換速度。需注意的是若要求高速轉(zhuǎn)換，應(yīng)盡量少用FROM 和TO指令。（）偏移量與增益值的調(diào)整當(dāng)BFM # 20 被設(shè)置為1 時(shí)，F(xiàn)X2N-4AD 的全部設(shè)定值均恢復(fù)到缺省值，這樣可以快速刪去不希望的偏移量與增益值。設(shè)置每個(gè)通道偏移量與增益值時(shí)，BFM # 21 的（bi,bi-1）必須設(shè)置為（0，1），若（bi,bi-1）設(shè)為（1，0），則偏移量與增益值被保護(hù)，缺省值為（0，1）。BFM # 23 和BFM # 24 為

30、偏移量與增益值設(shè)定緩沖寄存器，用PLC 的TO 指令進(jìn)行設(shè)定，偏移量和增益值的單位是mV 或，最小單位是5 mV 或20。其值由BFM# 22 的GiOi (增益偏移) 位狀態(tài)送到指定的輸入通道偏移和增益寄存器中。例如：BFM # 22 的Gi、Oi 位置為1，則BFM # 23 和BFM # 24 的設(shè)定值送入CH1 的偏移和增益寄存器中。通道可以是初始值，也可以為同一個(gè)偏移量與增益值。（）BFM # 29 的狀態(tài)位信息設(shè)置含義如表5. 18所示。表5. 18 BFM # 29 的狀態(tài)位信息設(shè)置含義注：b 4b 7、b 9、b 13b 15 無(wú)定義（5）BFM # 30 的緩沖器識(shí)別碼 可用

31、FROM 指令讀出特殊功能塊的識(shí)別號(hào)。FX2N-4AD 單元的識(shí)別碼為K2010。（6）增益值與偏移量的意義和設(shè)置范圍 增益與偏移量是FX2N-4AD 需要設(shè)定的兩個(gè)重要參數(shù)，除了可以通過PLC 編程進(jìn)行調(diào)整以外，也可以用PLC 輸入終端上的下壓按鈕開關(guān)來(lái)調(diào)整FX2N-4AD 的增益與偏移。如圖5.30所示為FX2N-4AD 模塊增益與偏移的輸入/輸出示意圖。圖5.30 FX2N_4AD 增益與偏移狀態(tài)示意圖圖 5.30（a）中，增益值決定了校準(zhǔn)線的角度或斜率，大小在數(shù)字輸出 +1000 處，圖中為小增益，讀取數(shù)字值間隔大；為零增益（缺省值），5V 或20 mA；為大增益，讀取數(shù)字值間隔小。圖

32、5.30（b）中，偏移量決定了校準(zhǔn)線的位置，圖中為負(fù)偏移量；為偏移量（缺省值），0 V 或4 mA；為正偏移量。增益與偏移可以分別或一起設(shè)置，合理的偏移范圍是55 V 或2020 mA，合理的增益值是15 V 或432 mA。5.4.3 FX2N-4AD編程及應(yīng)用編程及應(yīng)用1、FX2N-4AD 模塊的基本應(yīng)用編程FX2N-4AD 可以通過FROM 和TO 指令與PLC 基本單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。【實(shí)例23】某系統(tǒng)中，F(xiàn)X2N-4AD模塊連接在特殊功能模塊的0號(hào)位置通道1與通道2用作電壓輸入，平均取樣數(shù)設(shè)為4次，PLC的D0、D1接收平均數(shù)字值。圖5.31為程序示意。圖5.31 實(shí)例23程序程序解讀

33、如下：（1）讀出識(shí)別碼與K2010比較，如果識(shí)別碼是K2010則表示PLC所連模塊是FX2N-4AD，CMP指令將M1閉合（K2010等于D4）。（2）建立模擬輸入通道#1、#2 #0緩沖區(qū)的作用是通道初始化，從低位到高位分別指定通道1-通道4，位的定義為： 0-預(yù)設(shè)范圍（-10V到10V）；1-預(yù)設(shè)范圍（4mA到20mA）； 2-預(yù)設(shè)范圍（-20mA到20mA）；3-通道關(guān)閉 。 本例的H3300是關(guān)閉3、4通道，1、2通道設(shè)為模擬值范圍是-10V到10VDC。（3）將4寫入緩沖區(qū)#1、#2，即將通道1和通道2的平均采樣數(shù)設(shè)為4，含義大概意思就是每讀取4次將這4次的平均值寫入#5、#6。 （

34、4）讀取FX2N-4AD當(dāng)前的狀態(tài)，判斷是否有錯(cuò)誤。如果有錯(cuò)誤M10-M22相應(yīng)的位閉合。 （5）如果沒有錯(cuò)誤，則讀取#5，#6緩沖區(qū)（采樣數(shù)的平均值）的值并保存到PLC寄存器D0、D1中。2、增益和偏移量的編程設(shè)置 采用PLC 的TO 指令編程可以改變FX2N-4AD 的增益和偏移量，其程序如圖5.32所示。FX2N-4AD 特殊功能模塊處在NO0 位置上，一般CH1 通道的偏移和增益分別調(diào)整為0 V 和25 V。圖 5.32 FX2N-4AD 增益與偏移量的編程設(shè)置5.5.1 模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊FX2N-4DA 的技術(shù)指標(biāo)與接線的技術(shù)指標(biāo)與接線FX2N-4DA 有4 個(gè)通道輸出（

35、CH1CH4），每個(gè)通道均可進(jìn)行D/A 轉(zhuǎn)換。數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模塊信號(hào)輸出的最大分辨率為12 位，輸出的模擬電壓范圍為1010V 時(shí)，分辨率為5 mV，電流范圍為020 mA 時(shí)，分辨率為20 A。FX2N-4DA 占用FX2N 擴(kuò)展總路線8 個(gè)接點(diǎn)，這8 個(gè)接點(diǎn)可以是輸入或輸出點(diǎn)。FX2N-4DA 的技術(shù)指標(biāo)如表5.19 所示。表5.19 FX2N-4DA 技術(shù)指標(biāo)FX2N-4DA 三種模式的I / O 特性如圖5.33所示。默認(rèn)模式是模式0。應(yīng)用PLC 指令可改變輸出模式，選擇了電壓/電流模式就決定了所有輸出端子。圖5.33 FX2N-4AD 三種輸出模式的輸入與輸出關(guān)系FX2N-4DA 的外

36、部接線及內(nèi)部電路原理如圖5.34所示。圖中標(biāo)注說明如下： 雙絞線屏蔽電纜，應(yīng)遠(yuǎn)離干擾源。 輸出電纜的負(fù)載端使用單點(diǎn)接地。 若有噪音或干擾可以連接一個(gè)平滑電容，容值在01047F / 25V。 FX2N-4DA 與PLC 基本單元的大地應(yīng)接在一起。 電壓輸出端或電流輸出端，若短接的話，可能會(huì)損壞FX2N-4DA。 24V 電源，電流200 mA 外接或者用PLC 的24 V 電源。 不使用端子，不要在這些端子上連接任何單元。圖5.34 FX2N-4AD 的外部接線及內(nèi)部電路5.5.2 FX2N-4DA 緩沖寄存器（緩沖寄存器（BFM） FX2N-4DA 的內(nèi)部有32 個(gè)緩沖寄存器（BFM），用來(lái)與FX2N 基本單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，每個(gè)緩沖寄存器的位數(shù)為16 位RAM。FX2N-4DA 的32 個(gè)緩沖寄存器（BFM）的編號(hào)分配及含義如表5.20所示。表中帶“W”號(hào)的數(shù)據(jù)緩沖寄存器（BFM）可用TO 指令寫入PLC 中，標(biāo)有“E”的數(shù)據(jù)緩沖寄存器可以寫入EEPROM，當(dāng)電源關(guān)閉后可以保持?jǐn)?shù)據(jù)緩沖寄存器中的數(shù)據(jù)。表5.20 FX2N-4DA 的BFM 編號(hào)分配及含義（1）BFM # 0 為輸出模式選擇緩沖寄存器 BFM # 0 的每一位可根據(jù)需要對(duì)FX2N-4DA 輸出模式進(jìn)行選擇（電壓型或電流型）。BFM # 0 中應(yīng)寫入十六進(jìn)制4 位數(shù)字，進(jìn)行DA 模塊通道初始化。最低位數(shù)字代