三菱FX系列PLC原理及應(yīng)用 課件 第6章AD、DA轉(zhuǎn)換及變頻器的應(yīng)用

PLC控制技術(shù)A/D、D/A轉(zhuǎn)換及變頻器的應(yīng)用?#?回顧和測試在狀態(tài)步進程序中指令MC、ANB、MPP分別可以用在哪些環(huán)節(jié)。答案：MC不能使用ANB不能用于轉(zhuǎn)移條件MPP不能用于轉(zhuǎn)移條件，在輸出驅(qū)動中也需要前面加觸點回顧和測試在狀態(tài)步進程序中輸出驅(qū)動中相鄰狀態(tài)不能使用同一個

。A.Y000B.C0C.T0D.M0答案：在狀態(tài)步進程序中輸出驅(qū)動中相鄰狀態(tài)不能使用同一個定時器，因此不能使用T0回顧和測試在狀態(tài)步進程序中這些元件分別可以做什么狀態(tài)。A.S1B.S599C.S10D.S21答案：在狀態(tài)步進程序中S1是初始狀態(tài)S599是停電保持的工作狀態(tài)S10是可以用于IST指令的原點回歸S21是非停電保持的工作狀態(tài)本章內(nèi)容：模擬量輸入（A/D）模擬量輸出（D/A）變頻器的結(jié)構(gòu)及原理變頻器的端口變頻器的工作模式模擬量輸入（A/D）當(dāng)輸入輸出信號為模擬量，比如電壓、電流、溫度和壓力等信號時，可以使用模擬量輸入輸出模塊(A/D)實現(xiàn)模擬量與數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。FX3U系列PLC配套可以使用FX3U系列的模擬量輸入輸出模塊FX3U-4AD\FX3UC-4AD\FX3U-4DA\FX3U-4AD-ADP；也可以使用FX2N系列的模擬量輸入輸出模塊FX2N-2AD\FX2N-4AD\FX2NC-4AD\FX2N-8AD模擬量輸入（A/D）在實現(xiàn)模擬量輸入輸出信號轉(zhuǎn)換中，需要完成以下幾個步驟：（1）設(shè)備的選擇，根據(jù)模擬量的個數(shù)和量程選擇輸入輸出模塊；（2）輸入輸出接線，將AD和DA模塊與PLC連接，并將外部信號與AD和DA模塊連接；（3）在梯形圖中對輸入輸出模式進行設(shè)置，主要設(shè)置通道數(shù)、電流電壓方式和量程等；（4）在梯形圖中對輸入或輸出信號進行緩沖存儲器的讀寫；（5）輸入輸出特性的調(diào)整，根據(jù)AD和DA模塊的測量量程，進行必要的量程換算。模擬量輸入（A/D）1.FX3U-4AD轉(zhuǎn)換模塊FX3U-4AD模塊可以實現(xiàn)4通道電流/電壓信號的模擬量轉(zhuǎn)換，是PLC配套的特殊功能模塊，F(xiàn)X3U系列PLC最多能連接8臺。FX3U-4AD的模擬量輸入模式可分為電壓（-10V～+10V）和電流（4～20mA、-20～+20mA）模式，根據(jù)需要可選擇不同的模擬量輸入模式。模擬量輸入（A/D）FX3U-4DA轉(zhuǎn)換模塊FX3U-4DA轉(zhuǎn)換模塊是將來自PLC的四個通道的數(shù)值轉(zhuǎn)換為模擬量（電壓/電流）信號輸出。FX3U系列PLC上最多可以連接8臺。FX3U-4DA模塊輸出模擬信號有電壓輸出和電流輸出兩類。D/A模塊A/D、D/A模塊對象數(shù)字量模擬量FX3U-4AD的電壓輸入模式有0、1、2三種，輸入模擬電壓范圍均為-10V～+10V，電流輸入在4～20mA范圍內(nèi)的模式有3、4、5三種，電流輸入在-20mA～+20mA范圍內(nèi)的模式有6、7、8三種。模擬量輸入（A/D）2．外部模擬量與FX3U-4AD輸入的接線FX3U-4AD有四個模擬量輸入通道，每個通道可以根據(jù)需要選擇使用電壓輸入或電流輸入。模擬信號輸入接V+和VI-，電流輸入還需要將V+與I+端子短接。模擬量輸入（A/D）3．AD模塊中的輸入模式設(shè)定與緩沖存儲區(qū)（1）輸入模式的設(shè)定例如，通道1為電流輸入，模擬量輸入范圍是-20mA~20mA，可以選擇6、7、8；通道2為電壓輸入，模擬量輸入范圍是-10V~10V，可以選擇1、2、3；通道3和通道4不用，用F代替，則BFM#0內(nèi)可以寫入HFF17。（2）緩沖存儲區(qū)編號及功能意義模擬量輸入（A/D）（3）緩沖存儲區(qū)數(shù)據(jù)的讀出和寫入FX3U-4AD緩沖存儲區(qū)數(shù)據(jù)的讀出和寫入，可以用U□\G□直接指定某個模塊中BFM編號，也可以使用FROM/T0指令分別進行讀寫。模擬量輸入（A/D）【例】使用FX3U-4AD模塊將電流源和電壓源的信號經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換送到PLC。FX3U-48MR單元使用FX3U-4AD模塊進行連接，要求4個通道中通道1為-20mA～+20mA電流輸入，通道2為-10V～+10V電壓輸入，A/D模塊位置編號（也稱單元號）為0。通道1為電流輸入外接電流源，1V+和1V-分別接電流源兩端，1V+與1I+短接；通道2為電壓輸入外接電壓源，2V+和2V-分別接電壓源兩端，通道3、4不用。模擬量輸入（A/D）設(shè)通道1為電流輸入，選擇模式7，輸入電流范圍-20mA～20mA,輸出數(shù)字范圍-4000～4000，通道2為電壓輸入，選擇模式1，輸入電壓范圍-10V～10V，輸出電壓范圍-4000～4000，通道3、4不使用，用“F”代替，則#0BFM中應(yīng)寫入HFF17。通過梯形圖設(shè)置輸入模式，并將模擬電壓和電流值送到D0～D3中。G10-G13是四個通道的平均值數(shù)據(jù)模擬量輸入（A/D）1.FX3U-4DA轉(zhuǎn)換模塊的輸入模式FX3U-4DA轉(zhuǎn)換模塊是將來自PLC的四個通道的數(shù)值轉(zhuǎn)換為模擬量（電壓/電流）信號輸出。FX3U系列PLC上最多可以連接8臺。FX3U-4DA模塊輸出模擬信號有電壓輸出（輸出范圍-10V～+10V）和電流輸出（輸出范圍4～20mA、0～20mA兩種）兩類，可根據(jù)輸入的數(shù)字量范圍，選擇輸出的0～4共五種模式。模擬量輸出（D/A）FX3U-4DA電壓輸出范圍為-10V～+10V，可根據(jù)數(shù)字量輸入范圍選擇輸出模式0或模式1。電流輸出范圍為0～+20mA時，可根據(jù)數(shù)字量輸入范圍選擇模式2或4。電流輸出范圍為4～+20mA時，可選擇模式3。模擬量輸出（D/A）2．FX3U-4DA外部模擬量輸出的接線FX3U-4DA有四個模擬量輸出通道，可以根據(jù)需要選擇電壓輸出或電流輸出的形式接線。電壓輸出采用V+與VI-連接，電流輸出采用I+與VI-連接。模擬量輸出（D/A）3．D/A模塊中的輸出模式設(shè)定與緩沖存儲區(qū)（1）輸出模式的設(shè)定例如，PLC對模塊的輸入數(shù)字范圍為0～32000，要求DA模塊通道1輸出電流范圍為0～20mA，查表6-3，選擇模式2，其它通道不用可設(shè)為F，則#0BFM設(shè)置為HFFF2。模擬量輸出（D/A）【例】使用FX3U-4DA模塊實現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換的模擬量電流和電壓通過電流表和電壓表進行測量顯示。FX3U-48MR與FX3U-4DA模塊連接，F(xiàn)X3U-4DA模塊單元號為0，PLC轉(zhuǎn)換為模擬量的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)送入D0～D3中，經(jīng)DA轉(zhuǎn)換后的模擬量指定由4個通道中的通道1為電流輸出模式，通道2為電壓輸出模式，其它通道不使用。模塊由DC24V供電，F(xiàn)X3U-4DA模塊的通道1為電流輸出模式，1I+和1VI-與電流表連接，將模擬信號用電流表測量；通道2為電壓輸出模式，2V+和2VI-與電壓表連接，將模擬信號用電壓表測量。模擬量輸出（D/A）DA轉(zhuǎn)換程序主要包括寫FX3U-4DA通道輸出模式字。根據(jù)表6-3，通道1為電流輸出，輸出電流范圍為0mA～20mA，選擇PLC輸入數(shù)字范圍為0～32000，則通道1設(shè)定模式為2；通道2為電壓輸出，輸出電壓范圍為-10V～10V，選擇PLC輸入數(shù)字量為-10000～+10000，則通道2設(shè)定模式為1。通道3和通道4不用，用F代替，則#0BFM的模式字為HFF12。模擬量輸出（D/A）由FX3U-48M及FX3U-4AD模塊、FX3U-4DA模塊、觸摸屏構(gòu)成系統(tǒng)，通過觸摸屏輸入模擬量和數(shù)字量轉(zhuǎn)換模擬量系統(tǒng)。A/D、D/A轉(zhuǎn)換電壓源和電流源輸入模擬信號FX3U-4ADFX3U-48MFX3U-4DA電壓表和電流表變頻器是利用功率型半導(dǎo)體器件的通斷作用將固定頻率的交流電轉(zhuǎn)換為可變頻率的交流電，變頻調(diào)速是目前交流電機最理想的調(diào)速方案。方便控制電機正反轉(zhuǎn)，進行高頻度的啟停；調(diào)節(jié)電機加減速的時間，使變速運行更加平滑，實現(xiàn)連續(xù)調(diào)速；通過內(nèi)部的制動回路可以進行電氣制動；低速時可保持恒轉(zhuǎn)矩輸出，有顯著的節(jié)能功能；具有完善的故障診斷和保護功能。FR-E740型變頻器高精度、快響應(yīng)、大范圍及遠程調(diào)速變頻器的基本構(gòu)成通用變頻器主要由主電路和控制電路組成，主電路由整流、濾波和逆變部分組成?？刂齐娐穭t完成運算、檢測、保護和隔離等功能。主電路將固定頻率的三相電源整流成直流電，再逆變成不同頻率的交流電，從而通過改變頻率控制三相交流電機，使轉(zhuǎn)速能自由地改變。變頻器的結(jié)構(gòu)及原理變頻器的調(diào)速原理三相異步電動機的轉(zhuǎn)速公式為：在基頻（額定頻率）以下調(diào)速時，需要調(diào)節(jié)電源電壓。較多使用PWM脈寬調(diào)制，以調(diào)節(jié)脈沖列的寬度來實現(xiàn)調(diào)節(jié)輸出波形。在基頻以上調(diào)速，也按比例升高電壓比較困難，只能保持電壓不變。變頻器的結(jié)構(gòu)及原理變頻器的端口變頻器的外部接口主要由主電路端口、控制電路端口和通信接口組成。1.主電路端口FR-E700型變頻器的主接線一般有6個端子，其中輸入端子R/L1、S/L2、T/L3接三相交流電源；輸出端子U、V、W接三相電動機。變頻器的端口變頻器的結(jié)構(gòu)及原理變頻器的工作模式根據(jù)控制信號來源的不同，變頻器的運行模式分為三種，即PU控制模式、外部（EXT）控制和網(wǎng)絡(luò)控制。（變頻器的工作模式）PU控制模式PU控制模式是直接在變頻器的面板上操作，可以直接實現(xiàn)對電機的控制。1.面板設(shè)定頻率控制速度PU控制模式頻率的設(shè)定是當(dāng)使用面板中“PU/EXT”按鍵，切換到PU運行模式。（變頻器的工作模式）2.高、中、低速度端口控制速度變頻器的輸入端口RH、RM、RL三個端口分別表示高速、中速和低速。通過面板上的“RUN”按鍵啟動，RH默認(rèn)為50Hz、RM為30Hz、RL為10Hz，通過Pr.4、Pr.5、Pr.6進行頻率改變。（變頻器的工作模式）3.模擬信號控制速度變頻器的速度也可以由外部模擬電壓/電流控制。（變頻器的工作模式）外部控制模式外部控制模式（EXT）是指在外部端口上實現(xiàn)對變頻器的啟停控制，控制信號通過輸入端口連接。通過STF/STR端口與SD連接設(shè)置正反轉(zhuǎn)啟動，不需要用面板上的“RUN”按鈕。（變頻器的工作模式）【例】采