PLC的特殊功能模塊

會計學(xué)1PLC的特殊功能模塊7.1模擬量輸入模塊FX2n-4AD的使用7.1.1概述

FX2n-4AD是FX2n系列PLC的模擬量輸入模塊，有CH1~CH4四個通道，每個通道都可進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，分辯率為12位，采集信號電壓為-10V~+10V，分辯率5mV。電流輸入時，為4~20mA或-20~20mA，分辯率20uA。

FX2n-4AD內(nèi)部有32個16位的緩沖寄存器(BMF)，用于與主機(jī)交換數(shù)據(jù)。FX2n-4AD占用FX2n擴(kuò)展總線的8個點，耗電為5V，30mA。

第7章第2頁第1頁/共36頁7.1.2FX2n-4AD的電路接線

FX2n-4AD通過擴(kuò)展電纜與PLC主機(jī)相連，四個通道的外部連接則根據(jù)外部輸入電壓或電流量的不同而不同。應(yīng)注意以下幾點：1.外部輸入為電壓量信號,則將信號的+、-極分別與模塊V+和VI-相連。2.若外部輸入為電流量信號,則需要把V+和I+相連。3.如有過多的干擾信號，應(yīng)將系統(tǒng)機(jī)殼的FG端與FX2n-4AD的接地端相連。第7章第3頁第2頁/共36頁圖1FX2n-4AD與外部信號接線圖

電流信號電壓信號第7章第4頁7.1.2FX2n-4AD的電路接線第3頁/共36頁7.1.3FX2n-4AD的性能指標(biāo)

2.轉(zhuǎn)換特性電壓量轉(zhuǎn)換電流量轉(zhuǎn)換1.電源

FX2n-4AD的外接電源為24V，上下波動不得超過2.4V,電流為55mA。圖2圖模擬量與數(shù)字量對應(yīng)曲線第7章第5頁第4頁/共36頁（１）4個輸入點可同時使用。（２）輸入電壓為-10V~+10V,如果絕對值超過15V，則可對單元造成損壞。（３）12位轉(zhuǎn)換結(jié)果以二進(jìn)制補碼形式存放。最大值2047，最小值-2048。（４）分辨率電壓為1/2000，5mV，電流為1/1000，20uA。（５）總體精度1%。（６）轉(zhuǎn)換速度6~15ms。３．模擬量模塊的性能說明:第7章第6頁第5頁/共36頁４．BFM內(nèi)容含義0#通道初始化，缺省值為H0000#1~#4存放通道#1~#4的采樣值，用于求平均值#5~#8存放四個通道的平均輸入采樣值#9~#12每個輸入通道當(dāng)前值存放#13~#14保留#15用于選擇AD轉(zhuǎn)換速度：0為正常速度，15ms；如為1，則選擇高速，6ms。第7章第7頁第6頁/共36頁#16~#19保留#20復(fù)位到缺省值預(yù)設(shè)，缺省值為0。#21禁止調(diào)整偏移量、增益值，缺省值為0。#22偏移、增益調(diào)整：G4O4G3O3G2O2G1O1#23偏移值，缺省值為0。#24增益值，缺省值為5000。#25~#28保留#29錯誤狀態(tài)#30識別碼：K2010#31不能使用第7章第8頁第7頁/共36頁1、表中咖啡色的緩沖寄存器（BFM）中的數(shù)據(jù)可通過TO指令改寫。其它BFM內(nèi)的數(shù)據(jù)可以使用PLC的FROM指令讀寫。

對BFM表的說明

2、在BFM#0中寫入十六進(jìn)制4位數(shù)字H××××進(jìn)行A/D模塊通道初始化，最低位數(shù)字控制CH1，最高位控制CH4。3、×=0時設(shè)定輸入范圍為-10~10V，×=1時，設(shè)定輸入范圍為4mA~20mA,×=2時，設(shè)定輸入范圍為-20~20mA，×=3時關(guān)斷通道。例如BFM#0=H3310則說明CH1設(shè)定輸入范圍為-10V~+10V，CH2設(shè)定輸入范圍為4~20mA，CH3、CH4兩通道關(guān)閉。

第7章第9頁第8頁/共36頁●當(dāng)BFM#20

被設(shè)置為1時，F(xiàn)X2n-4AD模塊所有的設(shè)置將復(fù)位為缺省值。

●如果BFM#21的（b1,b0）被設(shè)置為（1，0），則偏移量與增益值被保護(hù)，為了設(shè)置偏移量與增益值，（b1,b0）必須設(shè)為（1，0），缺省值為（0，1）?！馚FM#23和BFM#24的偏移量與增益值送入指定單元，用于指定通道。輸入通道的偏移量與增益值由BFM#22適當(dāng)?shù)腉-O（增益-偏移）位確定?！馚FM#23和BFM#24中的增益值和偏移量的單位是mV（或μA）。FX2n-4AD分辨率為5mV（或20μA）,為最小刻度。５、調(diào)整偏移量與增益值第7章第10頁第9頁/共36頁６、BFM#29的狀態(tài)信息設(shè)置含義

#29緩沖器位ONOFFb0：錯誤當(dāng)b1~b4為ON時，b0=ON，如果b2~b4任意一位為ON，通道停止無錯誤b1：偏移量與增益值錯誤偏移量與增益值修正錯誤偏移量與增益值正常b2：電源不正常24VDC錯誤電源正常b3：硬件錯誤A/D或其它硬件錯誤硬件正常b10：數(shù)字范圍錯誤數(shù)字輸出值小于-2048或大于+2047數(shù)字輸出正常b11：平均值錯誤數(shù)字平均采樣值大于4096或小于0平均值正常b12：偏移量與增益修正禁止#21緩沖器的禁止位（b1，b0）設(shè)置為（1，0）#21的（b1,b0）（0，1）第7章第11頁第10頁/共36頁6、BFM#30為緩沖器確認(rèn)碼，可用FROM指令讀出特殊功能塊的認(rèn)別號。FX2n-4AD單元的確認(rèn)碼為K2010。7、增益值與偏移量

增益與偏移是使用FX2n-4AD要設(shè)定的兩個重要參數(shù)，可使用輸入終端上的下壓按鈕開關(guān)來調(diào)整FX2n-4AD的增益與偏移，也可通過PLC的軟件進(jìn)行調(diào)整。小大零1000模擬量數(shù)字量正偏移負(fù)偏移0偏移模擬量數(shù)字量FX2n-4AD增益與偏移狀態(tài)示意圖第7章第12頁第11頁/共36頁7.1．4編程及應(yīng)用第7章第13頁第12頁/共36頁FX2n-4AD的設(shè)置步驟校對BFM30中的識別碼K2010設(shè)置通道工作方式設(shè)置平均值次數(shù)判斷轉(zhuǎn)換是否出錯輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果第7章第14頁第13頁/共36頁

串行通信中，數(shù)據(jù)在兩個站之間是雙向傳送的，A站可作為發(fā)送端，B站作為接收端，也可以A站作為接受端，而B站作為發(fā)送端，串行通信可根據(jù)要求分為單工(Simplex)、半雙工(HalfDuplex)和全雙工(FullDupIeX)三種傳送方式。7.2.1串行通信的數(shù)據(jù)傳送方式7.2通信模塊及應(yīng)用單工:數(shù)據(jù)只按一個固定的方向傳送。半雙工:每次只能有一個站發(fā)送，即只能是由A發(fā)送到

B，或是由B發(fā)送到A，不能A和B同時發(fā)送。全雙工:兩個站同時都能發(fā)送。第14頁/共36頁

在串行通信中經(jīng)常采用非同步通信方式，即異步通信方式。所謂異步是指相鄰兩個字符數(shù)據(jù)之間的停頓時間是長短不一的，在異步串行通信中，收發(fā)的每一個字符數(shù)據(jù)是由四個部分按順序組成的，如圖所示。7.2.1串行通信的數(shù)據(jù)傳送方式起始位：標(biāo)志著一個新字節(jié)的開始。當(dāng)發(fā)送設(shè)備要發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先發(fā)送一個低電平信號，起始位通過通信線傳向接收設(shè)備，接收設(shè)備檢測到這個邏輯低電平后就開始準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)位信號。

MARK

MARK

數(shù)據(jù)

停止位

停止位

起始位

校驗位

停止位

校驗位

起始位

數(shù)據(jù)

異步串行通信方式的信息格式第15頁/共36頁

數(shù)據(jù)位：起始位之后就是5、6、7或8位數(shù)據(jù)位，IBMPC機(jī)中經(jīng)常采用7位或8位數(shù)據(jù)傳送。當(dāng)數(shù)據(jù)位為0時，收發(fā)線為低電平，反之為高電平。7.2.1串行通信的數(shù)據(jù)傳送方式

奇偶校驗位:用于檢查在傳送過程中是否發(fā)生錯誤。若選擇偶校驗，則各位數(shù)據(jù)位加上校驗位使字符數(shù)據(jù)中為“1”的位為偶數(shù)；若選擇奇校驗，其和將是奇數(shù)。奇偶校驗位可有可無，可奇可偶。

停止位:停止位是低電平，表示一個字符數(shù)據(jù)傳送的結(jié)束。停止位可以是一位、一位半或兩位。第16頁/共36頁

在異步數(shù)據(jù)傳送中，CPU與外設(shè)之間必須有兩項規(guī)定：字符數(shù)據(jù)格式：即前述的字符信息編碼形式。

例如起始位占用一位，數(shù)據(jù)位為7位，一個奇偶校驗位，加上停止位，于是一個字符數(shù)據(jù)就由10個位構(gòu)成；也可以采用數(shù)據(jù)位為8位，無奇偶校驗位等格式。

波特率：即在異步數(shù)據(jù)傳送中單位時間內(nèi)傳送二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)。假如數(shù)據(jù)傳送的格式是7位字符，加上奇校驗位、一個起始位以及一個停止位，共10個數(shù)據(jù)位，而數(shù)據(jù)傳送的速率是960字符／s，則傳送的波特率為：l0×960=9600位/s=9600bps每一位的傳送時間即為波特率的倒數(shù)：Td=l/9600bps≈O.104ms要想通信雙方能夠正常收發(fā)數(shù)據(jù)，則必須有一致的數(shù)據(jù)收發(fā)規(guī)定。7.2.1串行通信的數(shù)據(jù)傳送方式第17頁/共36頁7.2.2異步串行通信接口

RS232C是電子工業(yè)協(xié)會EIA(ElectronicsIndustriesAssociation)l962年公布的一種標(biāo)準(zhǔn)化接口。它采用按位串行的方式，傳遞的波特率規(guī)定為19200、9600、4800、2400、1200、600、300等。在通信距離較近，波特率要求不高的場合可以直接采用，既簡單又方便。但是，由于RS232C接口采用單端發(fā)送、單端接收，所以，在使用中有數(shù)據(jù)通信速率低、通信距離近(15m)、抗共模干擾能力差等缺點。第18頁/共36頁

RS422接口采用差動發(fā)送、差動接收的工作方式，發(fā)送器、接收器僅使用＋5V電源，因此，在通信速率、通信距離、抗共模干擾能力等方面，較RS232C接口都有了很大提高。

使用RS422接口，最大數(shù)據(jù)通信速率可達(dá)l0Mbps(對應(yīng)通信距離為12m)，最大通信距離1200m(對應(yīng)通信速率為l0Kbps)。

RS485通信接口的信號傳送是用兩根導(dǎo)線之間的電位差來表示邏輯1和邏輯0的，這樣，RS485接口僅需兩根傳輸線就可完成信號的接收和發(fā)送任務(wù)。傳輸線也采用差動接收、差動發(fā)送的工作方式，而且輸出阻抗低、無接地回路問題，所以它的干擾抑制性很好，傳輸距離可達(dá)1200m，傳輸速率達(dá)l0Mbps。7.2.2異步串行通信接口第19頁/共36頁7.2.3FX2N與其他設(shè)備的通訊

PLC與計算機(jī)聯(lián)接,構(gòu)成PLC和計算機(jī)的綜合系統(tǒng)，可使PLC與計算機(jī)互補功能上的不足。許多小型PLC都設(shè)有通訊模塊用于與其它PLC或計算機(jī)的通訊。如FX系列中有FX－232ADP、FX－232AW，A系列中有AJ71C24、AD51E、AOJ2－C214可用于此種通訊功能。

FX2系列PLC與通訊設(shè)備間的數(shù)據(jù)交換，由特殊寄存器D8120的內(nèi)容指定，交換數(shù)據(jù)的點數(shù)、地址用RS指令設(shè)置，并通過PLC的數(shù)據(jù)寄存器和文件寄存器實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。第20頁/共36頁1、通訊參數(shù)的設(shè)置

在兩個串行通訊設(shè)備進(jìn)行任意通訊前，必須設(shè)置相互可以辨認(rèn)的參數(shù)，這些參數(shù)是指如前所述的傳送數(shù)據(jù)的信息格式，包括起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位、停止位和波特率等。只有通訊雙方設(shè)置一致，才可進(jìn)行可靠通訊。在FX2N系列PLC中通過D8120的位組合方式選擇，其具體規(guī)定如表所示。第21頁/共36頁通訊模式設(shè)置位

狀

態(tài)

D8102的位

含

義

0（OFF）

1（ON）

b0

數(shù)據(jù)長度

7位

8位

b1

b2

校驗位

（b2b1）

(00)：

無校驗

(01)：

奇校驗

(11)：

偶校驗

b3

停止位

1位

2位

b4

b5

b6

b7

波特率（b7b6b5b4）

(0011):300bps

(0100):600bps

(0101):1200bps

(0110):2400bps

(0111):4800bps

(1000):9600bps

(1001):19200bps

b8

起始字符

無

D8124

b9

結(jié)束字符

無

D8125

b10

對接信號類型1

無

H/W1

b11

模式（控制線）

常規(guī)

單控

b12

對接信號類型2

無

H/W2

b13～b15

可取代b8～b12用于FX—458網(wǎng)絡(luò)

第22頁/共36頁例如：D8120=0F9EH，其中0F9E是數(shù)據(jù)，H表示是16進(jìn)制的數(shù)。則對應(yīng)的參數(shù)選擇如下。E=1110，即選擇7位數(shù)據(jù)、偶校驗、2位停止9=1001，即選擇波特率為19200bpsF=1110,即選擇起始字符、結(jié)束字符、硬件1型（H/W1）對接信號、單線模式控制0表示b12為0，即硬件2型（H/W2）對接信號為OFF在通訊參數(shù)設(shè)定時，起始字符和結(jié)束字符可以根據(jù)用戶的需要自行設(shè)定，但必須注意的是將接受緩沖區(qū)的長度與所要接受的最長數(shù)據(jù)的長度設(shè)定一致。有關(guān)使用說明如下：第23頁/共36頁2、串行通訊指令

串行通訊指令是利用RS(FUN80)與PLC的通訊適配器FX-232ADP進(jìn)行通訊控制的，實現(xiàn)PLC與外圍設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送與接受。指令形式如圖所示。其中[S]和[D]的操作數(shù)為D，m的操作數(shù)為K、H、D, n的操作數(shù)為K、H。使用本指令時注意：在信息接收時不能發(fā)送信息，此時如果執(zhí)行發(fā)送，發(fā)送將被推遲（M8121為ON）。傳送和接受緩沖區(qū)的大小決定每傳送一次信息所允許的最大數(shù)據(jù)量，緩沖區(qū)的大小可在下列情況下修改。第24頁/共36頁發(fā)送緩沖區(qū)---——在發(fā)送之前，既M8122置1之前。接受緩沖區(qū)---------在信息接受完之后，既M8123置復(fù)位之后。另外，RS指令中自動定義的軟元件如下：D8120——存放通訊參數(shù)。D8122——存放當(dāng)前發(fā)送信息中尚未發(fā)出的字節(jié)。D8123——存放接收信息中已接受的字節(jié)數(shù)。D8124——存放表示一條信息的起始字符串的ASCⅡ碼，缺省值為“STX”，（02）16D8125——存放表示一條信息的結(jié)束字符串的ASCⅡ碼，缺省值為“ETX”，（03）162、串行通訊指令第25頁/共36頁M8121——傳送延時標(biāo)志。為ON時表示傳送被延時，直到目前的數(shù)據(jù)接收操作完成。M8122——數(shù)據(jù)傳送觸發(fā)標(biāo)志。該標(biāo)志為ON時開始傳送數(shù)據(jù)。M8123——信息接收完畢標(biāo)志。該標(biāo)志為ON時表示一條信息接收完畢。M8124——載波檢測標(biāo)志。主要用于調(diào)制解調(diào)器通訊。M8161——8位操作或16位操作模式標(biāo)志。ON時8位操作，在各操作源或目標(biāo)元件中只有低8位有效，OFF是16位操作。2、串行通訊指令第26頁/共36頁

假如要將數(shù)據(jù)寄存器D100～D109中的數(shù)據(jù)按16位通訊傳送出去；并將接受的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到D000～D008中。編制的梯形圖如圖所示。2、串行通訊指令第27頁/共36頁

要想完全實現(xiàn)PLC與計算機(jī)之間的通訊，還必須在計算機(jī)中有（或者編制）相應(yīng)的支持該PLC通訊的驅(qū)動程序，在計算機(jī)中做好相應(yīng)的設(shè)置才行。包括，端口設(shè)置、通訊模式設(shè)置、程序傳送、數(shù)據(jù)傳送、系統(tǒng)監(jiān)控等。計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)不同，設(shè)置方式也不同。只有熟悉相應(yīng)的計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)才能做好相應(yīng)的設(shè)置。2、串行通訊指令第28頁/共36頁

在較大規(guī)模的控制系統(tǒng)中，有時需要兩臺或兩臺以上的PLC進(jìn)行控制。于是就需要PLC之間的相互配合，步調(diào)一致才能完成任務(wù)。如何實現(xiàn)它們的一致性工作，就需要PLC之間的通訊。

在FX2N系列中，可利用光纖并行通訊適配器FX2N—40AP／AW和雙絞線并行通訊適配器FX2N—40AW，可實現(xiàn)兩臺FX2N系列PLC間的自動數(shù)據(jù)傳送，達(dá)到兩臺PLC并聯(lián)運行的目的。其原理圖如圖所示。3、PLC-PLC的通訊第29頁/共36頁

主站與從站之間可以是100／100點的ON/OFF的狀態(tài)信號和10字／10字的16位數(shù)據(jù)通訊。用于通訊的輔助繼電器為M800～M999，數(shù)據(jù)寄存器為D490～D509。當(dāng)主站的標(biāo)志M8070和從站的M8071都為ON時才能執(zhí)行數(shù)據(jù)的自動通訊，而且須在PLC處于STOP狀態(tài)時進(jìn)行。3、PLC-PLC的通訊

并行數(shù)據(jù)通訊

X

M800~M899

M900~M999

M8070

M800~M899

M900~M999

D500~D509

D490~D499

D490~D499

D500~D509

X

M8000

PRUN指令

M8071

M8000PRUN指令主站

從站自動通訊

自動通訊

第30頁/共36頁

數(shù)據(jù)傳送使用PRUN（并行通訊指令），可把源數(shù)據(jù)傳送到指定的位元件區(qū)域，用專用的標(biāo)志M8070和M8071來控制其傳送。例如將主站X00～X17的狀態(tài)通過M800～M817傳送到從站。從站接收到信號后，如果M800和M810同時為ON時，