《可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)》課件第6章

6.1模擬量輸入模塊FX2N-4AD6.2模擬量輸出模塊FX2N-4DA6.3其他特殊功能模塊簡介習(xí)題

第6章FX2N系列PLC的特殊功能模塊6.1模擬量輸入模塊FX2N-4AD6.1.1FX2N-4AD的特點及性能指標(biāo)

1．FX2N-4AD特點

(1)提供12位高精度分辨率(包括符號)。

(2)?4通道電壓輸入(?10～10?V直流)或電流輸入(4～20?mA或?20～20?mA直流)。

(3)對每個通道可以規(guī)定電壓輸入或電流輸入。

2．FX2N-4AD性能指標(biāo)模擬量輸入模塊FX2N-4AD的外接電源電壓為24±2.4?V，電流為55?mA，其他相關(guān)性能參數(shù)如表6.1所示。

表6.1FX2N-4AD主要性能指標(biāo)

6.1.2FX2N-4AD的接線方式模擬量輸入模塊FX2N-4AD采用擴展電纜與PLC主機相連。四個通道與外界的連接是根據(jù)輸入信號的類型確定的，如圖6.1所示。

圖6.1FX2N-4AD的接線圖

圖中標(biāo)注的說明如下：①外部模擬量輸入通過雙絞屏蔽線與FX2N-4AD的各個通道相連接。②輸入電壓有波動或者有外部電氣電磁干擾影響時，可在模塊的輸入端口加上平滑電容(0.1～0.47?μF/25?V)。③外部輸入信號為電流信號時，必須將V+和I+短接。④如有過多的干擾存在，應(yīng)將機殼的地FG端和FX2N-4AD的接地端相連。⑤

盡可能將FX2N-4AD與主單元PLC的地連接起來。

6.1.3緩沖寄存器(BFM)分配及使用說明

1．FX2N-4AD的BFM分配緩沖寄存器(BFM)由32個16位的寄存器組成，編號為BFM#0～#31，BFM分配如表6.2所示。

表6.2FX2N-4AD的BFM分配表

．BFM各寄存器的使用說明

1)輸入通道選擇在BFM#0中寫入十六進制4位數(shù)字H××××進行A/D模塊通道的初始化，最低位數(shù)字控制CH1，最高位數(shù)字控制CH4，數(shù)字的意義如下：×=0：設(shè)定輸入范圍為?10～10?V；×=1：設(shè)定輸入范圍為4～20?mA；×=2：設(shè)定輸入范圍為?20～20?mA；×=3：關(guān)閉該通道。

2)模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換速度設(shè)置由BFM#15設(shè)定A/D轉(zhuǎn)換速度，如表6.2中所示。當(dāng)設(shè)定為高速轉(zhuǎn)換時，應(yīng)盡量少用FROM和TO指令。

3)調(diào)整偏移值和增益值

(1)當(dāng)BFM#20設(shè)置為1時，F(xiàn)X2N-4AD模塊所有設(shè)置被復(fù)位而變?yōu)槿笔≈怠?/p>

(2)當(dāng)BFM#21的(b1，b0)設(shè)置為(1，0)時，偏移值和增益值被保護。所以要設(shè)定偏移和增益時，必須將(b1，b0)設(shè)置為(1，0)，缺省值為(0，1)。

(3)在BFM#23和BFM#24內(nèi)設(shè)定偏移值和增益值，并被送到指定的輸入通道的偏移和增益寄存器中。需要調(diào)整的輸入通道由BFM#22的G—O(增益—偏移)位的狀態(tài)來設(shè)定。如BFM#22的G1、O1置1，其他置0，則將BFM#23和BFM#24設(shè)定偏移值和增益值送入輸入通道1的偏移和增益寄存器，其他通道按缺省設(shè)定值處理。各通道的偏移和增益值可統(tǒng)一調(diào)整也可單獨調(diào)整。

(4)?BFM#23和BFM#24中設(shè)定偏移值和增益值的單位分別是mV和μA。由表6.1可知，F(xiàn)X2N-4AD電壓輸入和電流輸入的分辨率分別為5?mV和20?μA，因此實際相應(yīng)的最小單位為5?mV或20?μA。

(5)偏移值和增益值的定義：偏移是校正線的位置，由數(shù)字0標(biāo)識；增益決定了校正線的角度(斜率)，由數(shù)字1000標(biāo)識，如圖6.2所示。

偏移和增益可以同時或單獨設(shè)置，偏移的設(shè)置范圍為?5～+5?V或?20～+20?mA；增益的設(shè)置范圍為1～15V或4～32mA。

圖6.2偏移和增益的定義(a)增益；(b)偏移

4)BFM#29狀態(tài)位信息說明

BFM#29中各位的狀態(tài)是FX2N-4AD運行正常與否的信息，見表6.3所示。

表6.3BFM#29各位的狀態(tài)信息

5)識別碼可以使用FROM指令讀出特殊功能模塊的識別號(或ID)。FX2N-4AD的識別號為K2010。

6.1.4FX2N-4AD的I/O特性曲線

FX2N-4AD的I/O特性曲線如圖6.3所示。

圖6.3FX2N-4AD的I/O特性曲線(a)預(yù)設(shè)0(?10～+10V)；(b)預(yù)設(shè)1(+4～+20mA)；(c)預(yù)設(shè)2(?20～+20mA)6.1.5FX2N-4AD應(yīng)用及編程

1．基本編程現(xiàn)有FX2N-4AD模擬量輸入模塊直接與基本單元連接，僅開通CH1和CH2通道作為電壓量輸入通道；計算平均值的取樣次數(shù)為4次；PLC的數(shù)據(jù)寄存器D0和D1分別接收CH1和CH2通道輸入量的平均值數(shù)字量。應(yīng)用程序如圖6.4所示。

圖6.4FX2N-4AD基本應(yīng)用程序

2．偏移/增益值調(diào)整程序采用PLC的軟件程序，改變FX2N-4AD的偏移/增益值，程序如圖6.5所示。

圖6.5偏移值/增益值調(diào)整程序

6.2模擬量輸出模塊FX2N-4DA6.2.1FX2N-4DA的特點及性能指標(biāo)

1．FX2N-4DA的特點

(1)提供12位高精度分辨率(包括符號)。

(2)?4通道電壓輸出(?10～10?V直流)或電流輸出(0～20?mA直流)。

(3)對每個通道可以規(guī)定電壓輸出或電流輸出。

2．FX2N-4DA性能指標(biāo)模擬量輸出模塊FX2N-4DA的外接電源電壓為24±2.4?V，電流為200?mA。其他相關(guān)性能參數(shù)如表6.4所示。

表6.4FX2N-4DA主要性能指標(biāo)

6.2.2FX2N-4DA的接線方式模擬量輸出模塊FX2N-4DA采用擴展電纜與PLC主機相連。四個通道與外界的連接根據(jù)輸出信號的類型來確定，如圖6.6所示。

圖6.6FX2N-4DA的接線圖

圖中標(biāo)注的說明如下：①FX2N-4DA的各個通道通過雙絞線屏蔽電纜與外部設(shè)備相連接，應(yīng)遠離干擾源。②在輸出電纜的負(fù)載端使用單點接地。③如有噪音或干擾影響時，可加上平滑電容(0.1～0.47?μF/25?V)。④FX2N-4DA與PLC主機的地連接起來。⑤電壓輸出端或電流輸出端，若短接的話，可能會損壞FX2N-4DA。⑥24?V電源，電流200?mA，外接或用PLC的24?V電源。⑦

對于不使用的端子，有標(biāo)記的，不要和任何單元相連接。

6.2.3緩沖寄存器(BFM)分配及使用說明可編程序控制器主單元與輸出模塊FX2N-4DA之間的數(shù)據(jù)通信是通過FROM和TO指令來實現(xiàn)的。FROM指令是主單元從FX2N-4DA讀取數(shù)據(jù)的指令，TO指令是主單元將數(shù)據(jù)寫入FX2N-4DA的指令。實際上讀/寫操作都是對FX2N-4DA的緩沖寄存器(BFM)的操作。

1．FX2N-4DA的BFM分配緩沖寄存器(BFM)由32個16位的寄存器組成，編號為BFM#0～#31，BFM分配如表6.5所示。

表6.5FX2N-4DA的BFM分配表

2．BFM的各寄存器使用說明

1)輸出模式選擇在BFM#0中寫入十六進制4位數(shù)字H××××進行D/A模塊通道的初始化，最低位數(shù)字控制CH1，最高位數(shù)字控制CH4，數(shù)字的意義如下：

×=0：設(shè)置電壓輸出模式(?10～+10V)；

×=1：設(shè)置電流輸出模式(+4～+20mA)；

×=2：設(shè)置電流輸出模式(0～+20mA)。

2)輸出數(shù)據(jù)通道

BFM#1～BFM#4存放輸出的數(shù)據(jù)。BFM#1～BFM#4分別對應(yīng)CH1～CH4，初始值均為零。

3)輸出數(shù)據(jù)保持模式

BFM#5決定輸出數(shù)據(jù)保持模式。當(dāng)BFM#5=H0000時，PLC從RUN狀態(tài)變?yōu)镾TOP狀態(tài)時，其運行數(shù)據(jù)被保持；若要復(fù)位并使其成為偏移值，則需在BFM#5中寫入1。

4)偏移/增益設(shè)定命令

BFM#8、BFM#9為偏移/增益設(shè)定命令，改變BFM#8、BFM#9的設(shè)置就可以改變偏移/增益值。

5)偏移值/增益值在BFM#8、BFM#9設(shè)定后，通過BFM#10～BFM#17寫入通道的偏移值和增益值。

BFM#10～BFM#17有關(guān)參數(shù)說明：

(1)偏移值：當(dāng)緩沖器BFM#1～BFM#4為0時，實際模擬量的輸出值。

(2)增益值：當(dāng)緩沖器BFM#1～BFM#4為+1000時，實際模擬量的輸出值。

(3)當(dāng)設(shè)置為模式1(+4～+20?mA)電流輸出時，自動設(shè)置偏移值為+4000，增益值為+2000。

(4)當(dāng)設(shè)置為模式2(0～+20?mA)電流輸出時，自動設(shè)置偏移值為0，增益值為+2000。

6)初始化當(dāng)BFM#20被設(shè)置為1時，所有設(shè)置變?yōu)槿笔≈怠?/p>

7)I/O特性調(diào)整當(dāng)BFM#21被設(shè)置為2時，禁止用戶調(diào)整I/O特性；當(dāng)BFM#20被設(shè)置不為1時，禁止調(diào)整功能一直保持。當(dāng)BFM#20為缺省值1時，允許調(diào)整。

8)BFM#29狀態(tài)位信息說明

BFM#29中各位的狀態(tài)是FX2N-4DA運行正常與否的信息，見表6.6所示。

表6.6BFM#29各位的狀態(tài)信息

9)識別碼可以使用FROM指令讀出特殊功能模塊的識別號(或ID)。FX2N-4DA的識別號為K3020。

6.2.4FX2N-4DA的I/O特性曲線FX2N-4DA的I/O特性曲線如圖6.7所示。

圖6.7FX2N-4DA的I/O特性曲線(a)預(yù)設(shè)0(?10～+10V)；(b)預(yù)設(shè)1(+4～+20mA)；(c)預(yù)設(shè)2(0～+20mA)6.2.5FX2N-4DA應(yīng)用及編程

1．基本編程現(xiàn)有FX2N-4DA模擬量輸出模塊處于NO.1的位置，CH1和CH4為電壓輸出通道(?10～+10V)，CH2通道為電流輸出通道(+4～+20?mA)，CH3通道也為電流輸出通道(0～+20mA)；PLC從RUN狀態(tài)變?yōu)镾TOP狀態(tài)時，其運行數(shù)據(jù)被保持。應(yīng)用程序如圖6.8所示。

圖6.8FX2N-4DA基本應(yīng)用程序

2．偏移/增益值調(diào)整程序采用PLC的軟件程序，可以改變FX2N-4DA的偏移/增益值，對圖6.8中的通道2(CH2)進行調(diào)整，假定偏移值為5?mA，增益值為9mA，CH1、CH3和CH4禁止調(diào)整。程序如圖6.9所示。

圖6.9FX2N-4DA的偏移/增益值調(diào)整程序

6.3其他特殊功能模塊簡介

6.3.1高速計數(shù)模塊FX2N-1HC

1．FX2N-1HC的特點

(1)單相/雙相、50kHz計數(shù)器硬件可以高速輸入。

(2)配有高速一致輸出功能，可通過硬件比較器來實現(xiàn)。

(3)對雙相計數(shù)，可設(shè)置×1、×2、×4乘法模式。

(4)通過PLC或外部輸入進行計數(shù)或復(fù)位。

(5)可以連接線驅(qū)動器輸出型編碼器。

2．性能規(guī)格FX2N-1HC高速計數(shù)器模塊的性能指標(biāo)如表6.7所示。

表6.7FX2N-1HC高速計數(shù)器的主要性能指標(biāo)

6.3.2運動控制模塊1．脈沖輸出模塊FX2N-1PG和FX2N-10PG1)FX2N-1PG的特點(1)配有便于控制的七種操作模式。(2)一個模塊控制一個軸，F(xiàn)X2N系列PLC最多可連接8個模塊。(3)輸出脈沖頻率可達100?kHz。

2)FX2N-10PG的特點(1)輸出脈沖頻率最高可達1?MHz。(2)最小1?ms的啟動時間，縮短了操作時間。(3)采用最優(yōu)速度控制，具有近似S型加速/減速控制的功能。(4)可以接收從外部脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的最高30?kHz的脈沖輸入。(5)安裝表格操作，使得多定位編程更容易。

3)性能規(guī)格

表6.8FX2N-1PG主要性能指標(biāo)

表6.9FX2N-10PG性能規(guī)格

2．定位模塊FX2N-10GM(單軸)和FX2N-20GM(雙軸)

1)FX2N-10GM和FX2N-20GM的特點

(1)?FX2N-10GM不僅可以處理單軸定位和中斷定位，而且能處理復(fù)雜的控制，如多速操作。FX2N-20GM能同時執(zhí)行雙軸控制和線性插補以及圓形插補。

(2)可以獨立操作，不必連接到PLC上。

(3)一個定位單元控制一軸，F(xiàn)X2N系列PLC最多可連接8個定位單元。

(4)最高輸出脈沖頻率為200?kHz?(FX2N-20GM在插補期間最大100?kHz)。

(5)配備有絕對位置檢測器功能和手動脈沖發(fā)生器的連接功能。

(6)具有流程圖的編程軟件，使程序開發(fā)可視化。

2)性能規(guī)格FX2N-10GM和FX2N-20GM的性能規(guī)格如表6.10所示。

表6.10FX2N-10GM和FX2N-20GM的性能規(guī)