課題六-PLC模擬量擴(kuò)展模塊的使用

任務(wù)一用數(shù)碼管顯示輸入的模擬電壓值任務(wù)二應(yīng)用PLC輸出模擬可調(diào)電壓任務(wù)三實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模擬電壓大小比較*課題六PLC模擬量擴(kuò)展模塊的使用在如圖6.1所示的恒溫控制系統(tǒng)中，溫度傳感器將現(xiàn)場(chǎng)溫度變換為模擬信號(hào)，模擬量輸入模塊將該模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)（稱為A/D轉(zhuǎn)換），送入PLC的基本單元去處理。PLC基本單元輸出的數(shù)字信號(hào)通過(guò)模擬量輸出模塊轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)（稱為D/A轉(zhuǎn)換），去控制加熱器的電壓幅度高低，以達(dá)到恒溫控制的目的。圖6.1恒溫控制系統(tǒng)框圖任務(wù)一用數(shù)碼管顯示輸入的模擬電壓值任務(wù)引入

如圖6.2所示模擬電壓數(shù)碼顯示與報(bào)警電路由PLC基本單元和模擬量輸入/輸出混合模塊FX0N-3A組成，輸入模擬電壓范圍為0～10V，用數(shù)碼管顯示（最大顯示9V），當(dāng)輸入模擬電壓小于2V或大于8V時(shí)，下限或上限指示燈閃爍報(bào)警。圖6.2模擬電壓值數(shù)碼顯示與報(bào)警電路相關(guān)知識(shí)一、模擬量擴(kuò)展模塊的規(guī)格二、擴(kuò)展模塊的連接與編號(hào)特殊模塊根據(jù)靠近PLC基本單元的位置，依次從0到7編號(hào)，最多可以連接8個(gè)特殊模塊。PLC基本單元和特殊模塊之間的通信由光電耦合器實(shí)現(xiàn)。圖6.3基本單元與特殊模塊的連接與編號(hào)三、模擬量輸入/輸出混合模塊FX0N-3A

FX0N-3A有2個(gè)模擬輸入通道和1個(gè)模擬輸出通道，輸入/輸出接線端如圖6.4所示。圖6.4

FX0N-3A的輸入/輸出接線端三、模擬量輸入/輸出混合模塊FX0N-3A三、模擬量輸入/輸出混合模塊FX0N-3AFX0N-3A直流電壓0～10V輸入特性如圖6.5所示。

圖6.5

0～10V模擬電壓輸入特性四、緩沖存儲(chǔ)器（BFM）FX0N-3A內(nèi)部共有32個(gè)緩沖存儲(chǔ)器（BFM），每個(gè)BFM均為16位，其高8位全部保留，BFM的分配見(jiàn)表6.4。（1）BFM0的低8位b7～b0存儲(chǔ)A/D通道輸入數(shù)據(jù)的當(dāng)前值。（2）BFM16的低8位b7～b0位存儲(chǔ)D/A通道輸出數(shù)據(jù)的當(dāng)前值。（3）BFM17的低3位：b0

=

0，選擇模擬輸入通道1；b0

=

1，選擇模擬輸入通道2。b1

=

1，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換處理。b2

=

1，啟動(dòng)D/A轉(zhuǎn)換處理。五、特殊模塊讀取、寫(xiě)入指令特殊模塊讀取指令的說(shuō)明如下。（1）FROM指令執(zhí)行時(shí)，讀取m1指定的模塊號(hào)中第m2個(gè)BFM開(kāi)始連續(xù)n個(gè)數(shù)據(jù)到目標(biāo)操作數(shù)D指定開(kāi)始地址連續(xù)n個(gè)字中。（2）m1：0～7特殊模塊編號(hào)，m2：0～32767BFM號(hào)，n：1～32767傳送點(diǎn)數(shù)。五、特殊模塊讀取、寫(xiě)入指令特殊模塊寫(xiě)入指令的說(shuō)明如下。（1）TO指令執(zhí)行時(shí)，寫(xiě)源操作數(shù)S指定開(kāi)始連續(xù)地址n個(gè)字?jǐn)?shù)據(jù)到m1指定的模塊號(hào)中第m2個(gè)BFM開(kāi)始連續(xù)n個(gè)字中。（2）m1：0～7特殊模塊編號(hào)，m2：0～32767BFM號(hào)，n：1～32767傳送點(diǎn)數(shù)。任務(wù)實(shí)施一、連接模擬電壓值數(shù)碼顯示與報(bào)警電路FX2N系列PLC基本單元通過(guò)擴(kuò)展電纜連接一個(gè)FX0N-3A模擬量擴(kuò)展模塊，F(xiàn)X0N-3A模擬量擴(kuò)展模塊的輸入通道電壓端VIN1連接0～+10V直流可調(diào)電源。數(shù)碼管a～g段連接PLC輸出端Y0～Y6，顯示輸入模擬電壓值，數(shù)碼管各段限流電阻已內(nèi)部連接；下限報(bào)警指示燈連接Y10，上限報(bào)警指示燈連接Y11。二、編寫(xiě)模擬電壓值數(shù)碼顯示與報(bào)警程序圖6.6模擬電壓數(shù)碼顯示與報(bào)警程序三、操作步驟（1）使用擴(kuò)展電纜連接PLC和FX0N-3A。（2）將數(shù)碼管a～g段連接Y0～Y6。（3）將下限、上限報(bào)警指示燈連接Y10、Y11。（4）接通PLC電源，使PLC處于編程狀態(tài)，將圖6.6所示的程序下載PLC。（5）模擬量模塊FX0N-3A電源指示燈POWER亮。（6）接通直流電源開(kāi)關(guān)，當(dāng)直流電壓小于10V時(shí)，將直流電源的正極與FX0N-3A的VIN1連接，負(fù)極與FX0N-3A的COM1連接。（7）使PLC處于程序運(yùn)行狀態(tài)，并進(jìn)入程序監(jiān)控狀態(tài)。（8）在電壓表的監(jiān)測(cè)下調(diào)節(jié)直流電源的輸出電壓，數(shù)碼顯示隨之變化。當(dāng)電壓表讀數(shù)為0時(shí)，數(shù)碼管顯示0，下限指示燈閃爍；當(dāng)數(shù)碼管顯示2～7時(shí)，下限指示燈停止閃爍；當(dāng)數(shù)碼管顯示8、9時(shí)，上限指示燈閃爍。（9）數(shù)碼管顯示數(shù)字應(yīng)與電壓表監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)一致，如果差別較大，請(qǐng)檢查FX0N-3A的接線和程序是否正確。任務(wù)二應(yīng)用PLC輸出模擬可調(diào)電壓任務(wù)引入

如圖6.7所示電路的功能是：輸出模擬電壓0～10V，由電壓表監(jiān)測(cè)，按下增大按鈕SB2，輸出模擬電壓逐級(jí)增加，最大可達(dá)到10V；按下減小按鈕SB3，輸出模擬電壓逐級(jí)減小，最小為0V；按下停止按鈕SB1，停止輸出模擬電壓。圖6.7輸出模擬可調(diào)電壓的電路模擬量輸入/輸出混合模塊相關(guān)知識(shí)

模擬量輸入/輸出混合模塊FX0N-3A模擬電壓輸出特性如圖6.8所示，橫坐標(biāo)表示數(shù)字值，縱坐標(biāo)表示經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后的模擬電壓。FX0N-3A出廠時(shí)，已為0～10V直流電壓輸出選擇了0～250范圍。圖6.8模擬電壓輸出特性任務(wù)實(shí)施一、連接模擬電壓輸出電路模擬電壓輸出電路如圖6.7所示，F(xiàn)X2N系列PLC基本單元通過(guò)擴(kuò)展電纜連接一個(gè)FX0N-3A模擬量模塊，F(xiàn)X0N-3A輸出電壓端VOUT－COM連接直流電壓表。輸出電壓停止按鈕、增大按鈕和減小按鈕分別連接PLC輸入端X0、X1和X2。二、編寫(xiě)輸出模擬可調(diào)電壓的程序圖6.9數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬電壓的程序三、操作步驟（1）通過(guò)擴(kuò)展電纜連接PLC和FX0N-3A。（2）將數(shù)字電壓表的正極與FX0N-3A的VOUT連接，負(fù)極與FX0N-3A的COM連接，用數(shù)字電壓表20VDC檔位測(cè)試FX0N-3A的輸出電壓。（3）接通PLC電源，使PLC處于編程狀態(tài)。（4）將圖6.9所示的程序下載PLC。（5）使PLC處于程序運(yùn)行狀態(tài)，并進(jìn)入程序監(jiān)控狀態(tài)。（6）當(dāng)D0數(shù)據(jù)為0時(shí)，輸出電壓為0V，將數(shù)據(jù)記錄在表6.8中。（7）反復(fù)按下輸出電壓增加按鈕X1、減小按鈕X2或停止按鈕X0，將電壓表數(shù)據(jù)記錄在表6.8中。（8）測(cè)試數(shù)據(jù)與圖6.8所示輸出特性一致，說(shuō)明數(shù)字值與輸出模擬電壓成線性正比關(guān)系。如果測(cè)試數(shù)據(jù)與輸出特性差別較大，請(qǐng)檢查FX0N-3A的接線和程序是否正確。任務(wù)三實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模擬電壓大小比較任務(wù)引入

圖6.10所示是兩個(gè)模擬電壓值大小比較電路，兩路模擬電壓u1、u2分別送入模擬量模塊FX0N-3A的輸入通道1和輸入通道2。當(dāng)u1=u2時(shí)，輸出指示燈HL1亮；當(dāng)u1>u2時(shí)，輸出指示燈HL2亮；當(dāng)u1<u2時(shí)，輸出指示燈HL3亮。PLC基本單元輸入/輸出端口分配見(jiàn)表6.9。圖6.10模擬電壓大小比較電路任務(wù)實(shí)施一、編寫(xiě)模擬電壓大小比較程序圖6.11模擬電壓大小比較程序二、操作步驟（1）通過(guò)擴(kuò)展電纜連接PLC和FX0N-3A。（2）接通PLC電源，使PLC處于編程狀態(tài)。（3）將圖6.11所示的程序下載PLC。（4）使PLC處于程序運(yùn)行狀態(tài)，并進(jìn)入程序監(jiān)控狀態(tài)。（5）將雙路直流電源的兩個(gè)正