可編程控制器應用技術第10章

1、1目錄目錄n 特殊功能模塊的類型及使用特殊功能模塊的類型及使用n 模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊FXFX2N2N-4AD-4ADn 模擬量輸出模塊模擬量輸出模塊FXFX2N2N-4DA-4DAn 可編程凸輪控制器可編程凸輪控制器FXFX2N2N-1RM-SET-1RM-SET1內容提要內容提要2 FXFX2N2N系列可編程控制器的特殊功能模塊種類繁多，系列可編程控制器的特殊功能模塊種類繁多，功能齊全，是組成閉環(huán)控制系統(tǒng)及專用控制環(huán)節(jié)的重功能齊全，是組成閉環(huán)控制系統(tǒng)及專用控制環(huán)節(jié)的重要單元。本章著重介紹模擬量輸入模塊要單元。本章著重介紹模擬量輸入模塊 FXFX2N2N-4AD-4AD、模、模擬量輸

2、出模塊擬量輸出模塊 FXFX2N2N-4DA-4DA和可編程凸輪控制器和可編程凸輪控制器 FXFX2N2N- -1RM-SET1RM-SET的基本功能，主要技術指標和應用實例。力的基本功能，主要技術指標和應用實例。力求說明特殊功能模塊的使用模式。求說明特殊功能模塊的使用模式。第一節(jié)第一節(jié) 特殊功能模塊的類型及使用特殊功能模塊的類型及使用n 一、一、FXFX2N2N系列系列PLCPLC特殊功能模塊的類型及用途特殊功能模塊的類型及用途n 模擬量輸入模塊n 模擬量輸出模塊n 脈沖輸出模塊n 高速計數(shù)模塊n 可編程凸輪控制器3第一節(jié)第一節(jié) 特殊功能模塊的類型及使用特殊功能模塊的類型及使用n 二、二、F

3、XFX2N2N系列系列PLCPLC特殊功能模塊的安裝及應用特殊功能模塊的安裝及應用 當PLC與特殊功能模塊連接時，數(shù)據(jù)通訊是通過FROM/TO指令實現(xiàn)的。 每個特殊功能模塊都有一個確定的地址編號。FX2N-48MRFX2N-4ADFX2N-16EXFX2N-4DAFX2N-32ERFX2N-4AD-PT0號2號1號圖10-1 FX2N-48 MR與特殊功能模塊連接示意圖4第一節(jié)第一節(jié) 特殊功能模塊的類型及使用特殊功能模塊的類型及使用n FX2N系列可編程控制器與特殊功能模塊之間的通訊通過 FROM/TO指令執(zhí)行。n FROM指令用于PLC基本單元讀取特殊功能模塊中的數(shù)據(jù), TO指令用于PLC基

4、本單元將數(shù)據(jù)寫到特殊功能模塊中。n 讀、寫操作都是針對特殊功能模塊的緩沖寄存器BFM進行的。5第一節(jié)第一節(jié) 特殊功能模塊的類型及使用特殊功能模塊的類型及使用指令名稱助記符指令代碼操作數(shù)程序步m1m2Dn讀指令FROMFNC78K、Hm1=07K、Hm2=031KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZK、Hn=132FROM 9步(D) FROM 17步表10-1 特殊功能模塊讀指令要素6第一節(jié)第一節(jié) 特殊功能模塊的類型及使用特殊功能模塊的類型及使用K2 K10 D10 K6FNC78FROMXOO1m1m2mD圖10-2 FROM指令格式7第一節(jié)第一節(jié) 特殊功能模塊的類型及使用特殊功能模塊的

5、類型及使用指令名稱助記符指令代碼操作數(shù)程序步m1m2Sn寫指令TOFNC79K、Hm1=07K、Hm2=031KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z、K、HK、Hn=132FROM 9步(D) FROM 17步表10-2 特殊功能模塊寫指令要素8第一節(jié)第一節(jié) 特殊功能模塊的類型及使用特殊功能模塊的類型及使用H2 K10 D20 K2FNC79TOXOO1m1m2mS圖10-3 TO 指令格式9第二節(jié)第二節(jié) 模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊FX2N-4ADn 一、技術指標及端子連接一、技術指標及端子連接圖10-4 模擬量輸入模塊 FX2N-4AD外觀10第二節(jié)第二節(jié) 模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊

6、FX2N-4AD項目電壓輸入電流輸入4通道模擬量輸入。通過輸入端子變換可選電壓或電流輸入模擬量輸入范圍DC-10+10V(輸入電阻 200k)絕對最大輸15VDC-20+20mA(輸入電阻250)絕對最大輸入32mA數(shù)字量輸出范圍帶符號位的16位二進制(有效數(shù)值11位)。數(shù)值范圍-2048+2047分辨率5mV(10V1/2000)20A(20mA1/1000)綜合精確度1%(在-10+10V范圍) 1%(在-20+20mA范圍)表10-3 FX2N-4AD技術指標11第二節(jié)第二節(jié) 模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊FX2N-4AD項目電壓輸入電流輸入4通道模擬量輸入。通過輸入端子變換可選電壓或電流

7、輸入轉換速度每通道15mS(高速轉換方式時為每通道6mS)隔離方式模擬量與數(shù)字量間用光電隔離。從基本單元來的電源經DC/DC轉換器隔離。各輸入端子間不隔離模擬量用電源DC24V10% 55mAI/O占有點數(shù)程序上為8點(作輸入或輸出點計算),由PLC供電的消耗功率為5V30mA續(xù)表12第二節(jié)第二節(jié) 模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊FX2N-4AD圖10-5 FX2N-4AD接線圖注意：當采用電流注意：當采用電流輸入信號或電壓輸輸入信號或電壓輸入信號時，端子的入信號時，端子的連接方法不一樣。連接方法不一樣。13第二節(jié)第二節(jié) 模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊FX2N-4ADn 二、緩沖寄存器及設置二、緩沖

8、寄存器及設置n緩沖寄存器BFM，是特殊功能模塊工作設定及與主機通訊用的數(shù)據(jù)中介單元，是FROM/TO指令讀和寫操作目標。n該緩沖寄存器區(qū)由32個16位的寄存器組成，編號為BFM#0#31。14第二節(jié)第二節(jié) 模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊FX2N-4ADBFM內容*#0通道初始化 缺省設定值=H0000*#1CH1平均值取樣次數(shù)(取值范圍14096)默認值=8*#2CH2*#3CH3*#4CH4#5CH1分別存放4個通道的平均值#6CH2#7CH3#8CH4表10-4 FX2N-4AD模塊 BFM分配表15第二節(jié)第二節(jié) 模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊FX2N-4ADBFM內容#9CH1分別存放4個通

9、道的當前值#10CH2#11CH3#12CH4#13#14#16#19保留#15 A/D轉換速度的設置當設置為0時,A/D轉換速度為15ms/ch,為默認值當設置為1時,A/D轉換速度為6ms/ch,為高速值*#20 * #20恢復到默認值或調整值 默認值=0*#21 * #21禁止零點和增益調整 缺省設定值=0,1(允許)16第二節(jié)第二節(jié) 模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊FX2N-4AD BFM內容*#22零點(Offset)、增益(Gain)調整b7b6b5b4b3b2b1G4O4G3O3G2O2G1*#23零點值 缺省設定值=0*#24增益值 缺省設定值=5000#25#28保留#29出錯信

10、息#30識別碼 K2010#31不能使用17第二節(jié)第二節(jié) 模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊FX2N-4AD 1.帶*號的緩沖寄存器中的數(shù)據(jù)可由PLC通過TO指令改寫。改寫帶*號的BFM的設定值就可以改變FX2N-4AD模塊的運行參數(shù),調整其輸入方式、輸入增益和零點等。 2.從指定的模擬量輸入模塊讀入數(shù)據(jù)前應先將設定值寫入,否則按缺省設定值執(zhí)行。 3.PLC用FROM指令可將不*號的BFM內的數(shù)據(jù)讀入。18第二節(jié)第二節(jié) 模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊FX2N-4ADn在BFM#0中寫入十六進制4位數(shù)字H0000使各通道初始化,最低位數(shù)字控制通道CH1，最高位控制通道CH4。 H0000H0000中每位

11、數(shù)值表示的含義如下：中每位數(shù)值表示的含義如下：位 (bit) = 0：設定輸入范圍- 10+ 10V ；位 (bit) = 1：設定輸入范圍+ 4+ 20mA ；位 (bit) = 2：設定輸入范圍- 20+ 20mA ；位 (bit) = 3 ：關閉該通道。19第二節(jié)第二節(jié) 模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊FX2N-4ADn輸入當前值送到BFM#9#12,輸入平均值送到BFM#5#8。n各通道平均值取樣次數(shù)由BFM#1#4來指定。取樣次數(shù)范圍14096,若設定值超過該數(shù)值范圍,按缺省設定值8處理。n當BFM#20被置1時,整個FX2N-4AD的設定值均恢復到缺省設定值。這是快速地擦除零點和增益的

12、非缺省設定值的方法。n若BFM#21的b1、b0分別置為1、0,則增益和零點的設定值禁止改動。要改動零點和增益的設定值時必須令b1、b0的值分別為0、1。缺省設定為0、1。20第二節(jié)第二節(jié) 模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊FX2N-4ADn在BFM#23和 BFM#24內的增益和零點設定值會被送到指定的輸入通道的增益和零點寄存器中。需要調整的輸入通道由 BFM#22的G、O(增益零點)位的狀態(tài)來指定。nBFM#23和#24中設定值以mV或A為單位,但受FX2N-4AD的分辨率影響,其實際影響應以5mV/20A為步距。nBFM#30中存的是特殊功能模塊的識別碼, PLC可用FROM指令讀入。nBFM

13、#29中各位的狀態(tài)是FX2N-4AD運行正常與否的信息。21第二節(jié)第二節(jié) 模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊FX2N-4ADBFM#29的位ONOFFb0當b1b3任意為ON時無錯誤b1表示零點和增益發(fā)生錯誤零點和增益正常b2DC24V電源故障電源正常b3A/D模塊或其他硬件故障硬件正常b4b9未定義b10數(shù)值超出范圍-2048+2047數(shù)值在規(guī)定范圍b11平均值采用次數(shù)超出范圍14096平均值采用次數(shù)正常b12零點和增益調整禁止零點和增益調整允許b13b15未定義表10-5 BFM#29中各位的狀態(tài)信息22第二節(jié)第二節(jié) 模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊FX2N-4ADn 三、應用舉例三、應用舉例【例1

14、】FX2N-4AD模擬量輸入模塊連接在最靠近基本單元 FX2N-48MR的地方。現(xiàn)要求僅開通CH1和CH2兩個通道作為電壓量輸入通道，計算4次取樣的平均值，結果存入FX2N-48MR的數(shù)據(jù)寄存器D0和D1中。由特殊功能模塊的地址編號原則可知FX2N-4AD模擬量輸入模塊編號為0號。按照控制要求設計的梯形圖如圖10-6所示。23第二節(jié)第二節(jié) 模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊FX2N-4AD圖10-6 例1的梯形圖24第二節(jié)第二節(jié) 模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊FX2N-4AD【例2】 試通過程序對模擬量輸入模塊FX2N-4AD的通道 CH1進行零點和增益的調整，要求通道CH1為電壓量輸入通道，通道CH

15、1的零點值調整為0V，增益值調整為2.5V。由特殊功能模塊的地址編號原則可知，F(xiàn)X2N-4AD模擬量輸入模塊編號為0號。模擬量模塊的零點和增益的調整可以通過手動或程序進行。在工業(yè)自動控制系統(tǒng)的應用中，采用程序控制調整是非常有效的方法。相關的程序及說明見圖10-7所示。25第二節(jié)第二節(jié) 模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊FX2N-4AD圖10-7 例2的梯形圖26第三節(jié)第三節(jié) 模擬量輸出模塊模擬量輸出模塊FX2N-4DAn 一、技術指標及端子連接一、技術指標及端子連接模擬量輸出模塊模擬量輸出模塊 FXFX2N2N-4DA-4DA27項目電壓輸出電流輸出4通道模擬量輸出。根據(jù)電流輸出還是電壓輸出,對端子

16、進行設置模擬量輸出范圍DC-10+10V(外部負載電阻1k1M) DC+4+20mA(外部負載電阻500以下)數(shù)字輸入電壓=-2048+2047電流=0+1024分辨率5mV(10V1/2000)20A(20mA1/1000)綜合精確度滿量程10V的1%滿量程20mA的1%轉換速度 2.1mS(4通道)隔離方式模擬電路與數(shù)字電路間有光電隔離。與基本單元間是 DC/DC轉換器隔離。通道間沒有隔離模擬量用電源DC24V10% 130mAI/O占有點數(shù) 程序上為8點(作輸入或輸出點計算),由PLC供電的消耗功率為 5V 30mA表10-6 FX2N-4DA技術指標28第三節(jié)第三節(jié) 模擬量輸出模塊模擬

17、量輸出模塊FX2N-4DAV+ I+ VI- V+ I+ VI-CH1 CH4 FX2N-4DA電壓輸出信號電流輸出信號圖10-9 FX2N-4DA接線圖29第三節(jié)第三節(jié) 模擬量輸出模塊模擬量輸出模塊FX2N-4DAn 二、緩沖寄存器及設置二、緩沖寄存器及設置n模擬量功能模塊 FX2N-4DA的緩沖寄存器BFM由32個16位的寄存器組成，編號為BFM#0#31。30 BFM內容*#0(E)模擬量輸出模式選擇 缺省值= H0000*#1CH1輸出數(shù)據(jù)*#2CH2輸出數(shù)據(jù)*#3CH3輸出數(shù)據(jù)*#4CH4輸出數(shù)據(jù)*#5(E)輸出保持或回零 缺省值=H0000#6、#7保留*#8(E)CH1、CH2的

18、零點和增益設置命令，初值為H0000*#9(E)CH3、CH4的零點和增益設置命令，初值為H0000表10-7 FX2N-4DA模塊 BFM分配表31BFM 內容*#10 CH1的零點值單位:mV或mA例:采用輸出模式3時各通道的初值:零點值=0增益值=5000*#11CH1的增益值*#12CH2的零點值*#13CH2的增益值*#14CH3的零點值*#15CH3的增益值*#16CH4的零點值*#17CH4的增益值#18、#19保留32BFM內容*#20(E)初始化 初值=0*#21(E)I/O特性調整禁止,初值=1#22#28保留#29出錯信息#30識別碼K3010#31保留注注:1.:1.帶

19、帶* *號的號的BFMBFM緩沖寄存器可用緩沖寄存器可用TOTO指令將數(shù)據(jù)寫入。指令將數(shù)據(jù)寫入。 2.2.帶帶E E表示數(shù)據(jù)寫入到表示數(shù)據(jù)寫入到EEPROMEEPROM中，具有斷電記憶。中，具有斷電記憶。33第三節(jié)第三節(jié) 模擬量輸出模塊模擬量輸出模塊FX2N-4DAn BFM#0中的4位十六進制數(shù) H0000分別用來控制4個通道的輸出模式，由低位到最高位分別控制CH1、CH2、CH3和 CH4。在 H0000中:位(bit)=0時,電壓輸出(-10+10V)；位(bit)=1時,電流輸出(+4+20mA)；位(bit)=2時,電流輸出(0+20mA)。34第三節(jié)第三節(jié) 模擬量輸出模塊模擬量輸出

20、模塊FX2N-4DAn 輸出數(shù)據(jù)寫在BFM#1到BFM#4。其中： BFM#1為 CH1輸出數(shù)據(jù) (缺省值= 0) ；BFM# 2為 CH2輸出數(shù)據(jù) (缺省值= 0) ；BFM# 3為 CH3輸出數(shù)據(jù) (缺省值= 0) ；BFM# 4為 CH4輸出數(shù)據(jù) (缺省值= 0)。35第三節(jié)第三節(jié) 模擬量輸出模塊模擬量輸出模塊FX2N-4DAn PLC由 RUN轉為STOP狀態(tài)后, FX2N-4DA的輸出是保持最后的輸出值還是回零點，則取決于 BFM#5中的4位十六進制數(shù)值,其中0表示保持輸出值, 1表示恢復到0。36第三節(jié)第三節(jié) 模擬量輸出模塊模擬量輸出模塊FX2N-4DAn BFM#8和#9為零點和

21、增益調整的設置命令,通過#8和#9中的4位十六進制數(shù)指定是否允許改變零點和增益值。b3b2b1b0G2O2G1O1其中:b3b2b1b0G4O4G3O3(a)(b)圖10-10 BFM#8和#9為零點和增益調整的設置對應值37第三節(jié)第三節(jié) 模擬量輸出模塊模擬量輸出模塊FX2N-4DAn BFM#10#17為零點和增益數(shù)據(jù)。n BFM#20為復位命令。n BFM#21為I/O狀態(tài)禁止調整的控制。n BFM#29中各位的狀態(tài)是FX2N-4DA運行正常與否的信息。n FX2N-4DA的識別碼為K3010，存于BFM#30中。38第三節(jié)第三節(jié) 模擬量輸出模塊模擬量輸出模塊FX2N-4DAn 三、應用舉

22、例三、應用舉例【例3】 FX2N-4DA模擬量輸出模塊的編號為1號?，F(xiàn)要將 FX2N-48MR中數(shù)據(jù)寄存器D10、D11、D12、D13中的數(shù)據(jù)通過 FX2N-4DA的四個通道輸出，并要求CH1、CH2設定為電壓輸出 (-10+10V), CH3、CH4通道設定為電流輸出(0+20mA),并且 FX2N-48MR從 RUN轉為 STOP狀態(tài)后, CH1、CH2的輸出值保持不變, CH3、CH4的輸出值回零。試編寫程序。39第三節(jié)第三節(jié) 模擬量輸出模塊模擬量輸出模塊FX2N-4DA滿足以上要求的梯形圖下圖所示。為通道CH1、CH2傳送數(shù)據(jù)的寄存器D10、D11的取值范圍為-2000+2000 ;

23、為通道CH3、CH4傳送數(shù)據(jù)的寄存器D12、D13的取值范圍為0+1000。40第四節(jié)第四節(jié) 可編程凸輪控制器可編程凸輪控制器FX2N-1RM-SETn 一、一、FX2N-1RM-SETFX2N-1RM-SET的特點的特點FX2N-1RM-SETFX2N-1RM-SET外形外形41第四節(jié)第四節(jié) 可編程凸輪控制器可編程凸輪控制器FX2N-1RM-SET 可編程凸輪控制器 FX2N-1RM-SET在此種檢測中，控制分辨率為1(或0.5)，響應速度為830rpm/1(或415rpm/0.5)。42第四節(jié)第四節(jié) 可編程凸輪控制器可編程凸輪控制器FX2N-1RM-SETn 聯(lián)機時必須放置在 FX2N的最

24、后部，且最多可連接3臺 FX2N-1RM-SET。n PLC通過 FROM/TO指令對 FX2N-1RM-SET進行監(jiān)視和控制，利用PLC的輸出端實現(xiàn)48點的輸出。n 可以使用計算機安裝的PLC專用編程軟件或編程器對可編程凸輪控制器進行程序的安裝和下載。n FX2N-1RM-SET的程序存儲在EEPROM中，當與FX2N聯(lián)機時可設置8個程序庫。43第四節(jié)第四節(jié) 可編程凸輪控制器可編程凸輪控制器FX2N-1RM-SETn 通過操作面板進行監(jiān)視和控制,可連接 FX2N晶體管輸出擴展單元,通過該擴展單元實現(xiàn)48點的輸出。n FX2N-1RM-SET的程序存儲在EEPROM中。44第四節(jié)第四節(jié) 可編程

25、凸輪控制器可編程凸輪控制器FX2N-1RM-SET45第四節(jié)第四節(jié) 可編程凸輪控制器可編程凸輪控制器FX2N-1RM-SETn 二、緩沖寄存器及設置二、緩沖寄存器及設置46 BFM號名稱初始值說明R:讀, W:寫,K:保持文本寄存器號#0初值設置0W、KD7144#1參考角度0機械參考角度的設置W、KD7145#2、#8002、#9002程序庫號(0007)0當與PLC連接時有效W#3 #8003、#9003命令0W#4輸出禁止(Y000Y017)0b=0允許,b =1禁止輸出W表10-8 FX2N-1RM-SET緩沖寄存器BFM分配表 (部分)47 FXFX2N2N-1RM-SET-1RM-

26、SET緩沖寄存器使用時要注意。緩沖寄存器使用時要注意。 1.當PLC同時連接兩個或三個FX2N-1RM-SET時, PLC通過讀/寫最近一臺FX2N-1RM-SET的緩沖寄存器編號:BFM#8000#8999(對應第二臺FX2N-1RM-SET)、BFM#9000#9999(對應第三臺FX2N-1RM-SET)的相關數(shù)據(jù)，實現(xiàn)與第二和第三臺 FX2N-1RM-SET的通訊。 2.FX2N-1RM-SET緩沖寄存器內的數(shù)據(jù)均為16位2進制數(shù)。 3.當角度采用單倍值表示時，分辨率為1度；當采用2倍值表示時，分辨率為0.5度。48第四節(jié)第四節(jié) 可編程凸輪控制器可編程凸輪控制器FX2N-1RM-SET

27、b15b7b6b5b4b3b2b1b0未使用禁止鍵盤RUN到PRG操作局部自動角校正自動角校正程序庫規(guī)格EEPROM寫保護旋轉方向分辨率0:允許 1:不允許 0:不使用 1:Y000Y003使用0:不使用 1:Y000Y017使用0:外部輸入 1:與PLC連接0:允許寫入 1:不允許0:時鐘方向 1:計數(shù)器方向0:0.5度 1:1度表10-9 初始設置緩沖寄存器 (BFM#0)49第四節(jié)第四節(jié) 可編程凸輪控制器可編程凸輪控制器FX2N-1RM-SETb15b7b6b5b4b3b2b1b0未使用 在BFM的保持區(qū)域寫指令初始化BFM的保持區(qū)域RUN方式下寫指令復位選擇參考角PRG方式RUN方式0:允許 1:不允許 0:不使用