三菱-模拟量控制与编程

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,5,章 可编程控制器的模拟量控制与编程,5.1,模拟量的基本概念,5.2,模拟量模块及其编程,5.3,模拟量控制的应用,5.1,模拟量的基本概念,模拟量：在时间上、数值上都连续变化的物理量。,1,、初始性,模拟量大部分是自然界中的初始变量。,对非电量进行测量、处理、控制时，要把非电量转化成模拟电信号。,标准的模拟电压信号：,010V,。,标准的模拟电流信号：,420mA,或,020mA,模拟电信号的产生过程：见图,5-1,5.1,模拟量的基本概念,5.1,模拟量的基本概念,2,、连续性,模拟量随时间的变化曲线是光滑而连续的，没有间断点。,变化曲线见图,5-2,3,、转换性,A/D,转换；,D/A,转换。,4,、过程性,模拟量控制系统,=,过程控制系统：输入信号和输出信号都是模拟量的控制系统。,模拟量控制系统框图：图,5-4,5.2,模拟量模块及其编程,FX2,系列,PLC,的模拟量控制模块主要有：,4,路输入、,2,路输出模块,F2-6A-E,；,4,路输入模块,FX-4AD,；,2,路输出模块,FX-2DA,等。,常用的模拟量模块外形图见图,5-5,5.2.1,模拟量输入输出单元,F2-6A-E,F2-6A-E,模拟量输入输出单元功能模块既可用于,Fl、F2,系列,PLC，,也适用于,FX,2,和,FX,2C,系列,PLC。,F2-6A-E,是8位,4,通道输入、,2,通道输出的模拟量输人输出模块。,F2-6A-E,输入输出特性如表,5-1,所示。,5.2.1,模拟量输入输出单元,F2-6A-E,1,、输入通道,4,路模拟量输入通道分别记为,0,、,1,、,2,、,3,。,每个通道都可以用开关设置成电压或电流输入状态。,量程可设定成,DC,05V,、,DC,010V,、,DC420mA,、,DC020mA,。,2,、输出通道,2,路模拟量输出通道分别记为,0,、,1,。,每个通道都可以用开关设置成电压或电流输出状态。,量程可设定成,DC,05V,、,DC,010V,、,DC420mA,、,DC020mA,。,5.2.1,模拟量输入输出单元,F2-6A-E,3,、,通道编号,与,F1,、,F2,系列,PLC,配合,F1,、,F2,系列,PLC,中有,3,个扩展接口，分别编号为,000,、,400,、,500,。,F2-6A-E,直接与相应接口相连即可。,电气连接时的通道编号,（见图,5-6,）,输入输出的通道号由3位数字组成。,5.2.1,模拟量输入输出单元,F2-6A-E,与,F1,、,F2,系列,PLC,配合,输入通道编号,12,种表示法,CH010CH013,CH410CH413,CH510CH513,输出通道编号,6,种表示法,CH000CH001,CH400CH401,CH500CH501,5.2.1,模拟量输入输出单元,F2-6A-E,与,F1,、,F2,系列,PLC,配合,编写指令时的通道编号,输入通道编号,12,种表示法,K010K013,K410K413,K510K513,输出通道编号,6,种表示法,K000K001,K400K401,K500K501,5.2.1,模拟量输入输出单元,F2-6A-E,与,FX2,系列,PLC,配合,与,FX2,系列,PLC,配合时，它们之间必须加一个,FX2-24EI,接口单元。每个,FX2,系列,PLC,最多可接,3,个,FX2-24EI,。每个,FX2-24EI,可提供,16,个输入点，,8,个输出点。,FX2-24EI,与,FX2,基本单元相接时，由近到远依次编号为,NO.1,、,NO.2,、,NO.3,。地址用输入输出的首元件号表示。,X40,，,Y30,（实际地址,X40X57,，,Y30Y37,）；,X60,，,Y40,（实际地址,X60X77,，,Y40Y47,）,；,X100,，,Y50,（实际地址,X100X117,，,Y50Y57,）,。（见图,5-8,）,5.2.1,模拟量输入输出单元,F2-6A-E,与,FX2,系列,PLC,配合,电气连接时的通道编号,（见图,5-9,）,输入通道编号表示法,X,，,Y010 X,，,Y013,输出通道编号表示法,X,，,Y000 X,，,Y001,5.2.1,模拟量输入输出单元,F2-6A-E,与,FX2,系列,PLC,配合,编写指令,时的通道编号,输入通道编号表示法,X,，,YK010 X,，,YK013,输出通道编号表示法,X,，,YK000 X,，,YK001,5.2.1,模拟量输入输出单元,F2-6A-E,4,、,数据传输,F1,、,F2,系列,PLC,与,F2-6A-E,之间进行数据传输时，是,PLC,的,D000D777,数据寄存器与,F2-6A-E,的锁存器之间进行。（,3,位,BCD,码）,FX2,系列,PLC,与,F2-6A-E,之间进行数据传输时，是,PLC,的,D000D512,、,D1000D2999,数据寄存器与,F2-6A-E,的锁存器之间进行。（,4,位,BCD,码）,数据传输及处理关系见图,5-10,5.2.1,模拟量输入输出单元,F2-6A-E,5,、编程方法,F1,、,F2,系列,PLC,：,从,F2-6A-E,读数据用功能指令,F670 K85,。此时数,据源为,F2-6A-E,的输入通道；数据目标为,PLC,的数据,寄存器,D700D777,。,在图,5-11,中，,F671,为设定线圈，用于指明数据来源；,F672,为设定线圈，用于指明数据传送目标；,F670,为功,能线圈，,K85,指明模拟量读操作；,程序段含义：当,X400,得电时，,PLC,将连接,400,扩展,口的,F2-6A-E,的输入第,2,号通道中的模拟量，转换成,8,位,二进制数后读入,PLC,，被处理为,3,位,BCD,码存入,PLC,的,D730,中,5.2.1,模拟量输入输出单元,F2-6A-E,5,、编程方法,F1,、,F2,系列,PLC,：,向,F2-6A-E,写数据用功能指令,F670 K86,。此时数据,源为,PLC,的数据寄存器,D700D777,；数据目标为,F2-,6A-E,的输出通道。,在图,5-12,中，,F671,为设定线圈，用于指明数据源；,F672,为设定线圈，用于指明数据传送目标；,F670,为功,能线圈，,K86,指明模拟量写操作；,程序段含义：当,X400,得电时，,PLC,将,D740,中的,3,位,BCD,码处理为,8,位二进制数后转换成模拟量写到连接,000,扩展口的,F2-6A-E,的输出第,1,号通道中。,5.2.1,模拟量输入输出单元,F2-6A-E,5,、,编程方法,FX2,系列,PLC,：,从,F2-6A-E,读数据用功能指令,ANRD,。此时数据源为,F2-6A-E,的输入通道；数据目标为,PLC,的数据,寄存器,D000D512,、,D1000D2999,。,在图,5-13,中，,X40,、,Y30,为扩展口号，,K10,为数据,来源；,D300,为数据传送目标；,ANRD,指明模拟量读操,作；,程序段含义：当,X0,得电时，,PLC,将连接,X40,，,Y30,扩展口的,F2-6A-E,的输入第,0,号通道中的模拟量，转换成,8,位二进制数后读入,PLC,，被处理为,4,位,BCD,码存入,PLC,的,D300,中。,在图,5-13,中，,X40,、,Y30,为扩展口号，,K10,为数据,来源；,D300,为数据传送目标；,ANRD,指明模拟量读操,作；,程序段含义：当,X0,得电时，,PLC,将连接,X40,，,Y30,扩展口的,F2-6A-E,的输入第,0,号通道中的模拟量，转换成,8,位二进制数后读入,PLC,，被处理为,4,位,BCD,码存入,PLC,的,D300,中。,5.2.1,模拟量输入输出单元,F2-6A-E,5,、编程方法,FX2,系列,PLC,：,向,F2-6A-E,写数据用功能指令,ANWR,。此时数据源为,PLC,的数据寄存器,D000D512,、,D1000 D2999,；,数据目标为,F2-6A-E,的输出通道。,在图,5-14,中，,X40,、,Y30,为扩展口号，,D310,为数据,源；,K00,为数据传送目标；,ANWR,指明模拟量写操作；,程序段含义：当,X0,得电时，,PLC,将,D310,中的,4,位,BCD,码处理为,8,位二进制数后写到连接,X40,，,Y30,扩展口的,F2-,6A-E,中，转换成模拟量后从输出第,0,号通道输出。,在图,5-14,中，,X40,、,Y30,为扩展口号，,D310,为数据,源；,K00,为数据传送目标；,ANWR,指明模拟量写操作；,程序段含义：当,X0,得电时，,PLC,将,D310,中的,4,位,BCD,码处理为,8,位二进制数后写到连接,X40,，,Y30,扩展,口的,F2-6A-E,中，转换成模拟量后从输出第,0,号通道输出。,5.2.1,模拟量输入输出单元,F2-6A-E,综合编程方法（,P129,图,5-15,、图,5-16,）,读,读入,加,加,加,求和,求平均值,F,除,平均值,F,输出,求平均值,F,除,写,求绝对值,减,乘,K78,求绝对值,减,乘,K78,f= F1-F,求压力差,压力差,2f,输出,压力差,2f,保存,5.2.2 FX-4AD,与,FX-2DA,模拟量模块,1,、,FX-4AD,模拟量输入模块,FX-4AD,为4通道12位,AD,转换模块，根据外部连接方法及,PLC,指令，可选择电压输入或电流输入，是一种具有高精确度的输入模块。通过简易的调整或根据,PLC,的指令可改变模拟量输入的范围。瞬时值和设定值等数据的读出和写入用,FROMTO,指令进行。,FX-4AD,的技术指标如表,5-2,所示 。,5.2.2 FX-4AD,与,FX-2DA,模拟量模块,缓冲寄存器(,BFM),分配：,FX,系列,PLC,基本单元与,FX-4AD、FX-2DA,等之间的数据通信是由,FROM,指令和,TO,指令来执行的，,FROM,是基本单元从,FX-4AD、FX-2DA,读数据的指令，,TO,是从基本单元将数据写到,FX-4AD、FX-2DA,的指令。实际上读、写操作都是对,FX-4AD、FX-2DA,的缓冲寄存器,BFM,进行的。这一缓冲寄存器区由32个,l 6,位的寄存器组成，编号为,BFM#0#31。FX-4AD,模块,BFM,的分配表详见表,5-2,。,5.2.2 FX-4AD,与,FX-2DA,模拟量模块,表中带*号的缓冲寄存器中的数据可由,PLC,通过,TO,指令改写。改写带*号的,BFM,的设定值即可改变,FX-4AD,模块的运行参数，调整其输入方式，输入增益和零点等。,从指定的模拟量输入模块读人数据前应先将设定值写人，否则按缺省设定值执行。,PLC,用,FROM,指令可将不带*号的,BFM,内的数据读入。,5.2.2 FX-4AD,与,FX-2DA,模拟量模块,在,BFM#0,中写入十六进制4位数字,H,使各通道初始化，最低位数字控制通道1，最高位控制通道4，各位数字的意义如下：,=0：,设定输入范围-1,OV+l0V,=1：,设定输入范围+4,mA+20mA,=2：,设定输入范围-20,mA+20mA,=3：,关闭该通道,例如,BFM#0H3310,时，则,CH1：,设定输入范围-10,V+10V,CH2：,设定输入范围+4,mA+20mA,CH3、CH4：,关闭该通道,5.2.2 FX-4AD,与,FX-2DA,模拟量模块,输入的当前值送到,BFM#912，,输入的平均值送到,BFM#58。,各通道平均值取样次数分别由,BFM#14,来指定。取样次数范围从1-4096，若设定值超过该数值范围时，按缺省设定值8次处理。,当,BFM20,被置1时，整个,FX-4AD,的设定值均恢复到缺省设定值。这是快速地擦除零点和增益的非缺省设定值的办法。,5.2.2 FX-4AD,与,FX-2DA,模拟量模块,若,BFM21,的,b1、b0,分别置为1、0，则增益和零点的设定值禁止改动。要改动零点和增益的设定值时必须令,b1、b0,的值分别为0、,l。,零点：数字量输出为0时的输入值。,增益：数字输出为+,l000,时的输入值。,5.2.2 FX-4AD,与,FX-2DA,模拟量模块,在,BFM#23,和,BFM#24,内的增益和零点设定值会被送到指定的输入通道的增益和零点寄存器中。需要调整的输入通道由,BFM#22,的,G、0(,增益-零点)位的状态来指定。,例如，若,BFM#22,的,G1、01,位置1，则,BFM#23,和24的设定值即可送入通道,l,的增益和零点寄存器。各通道的增益和零点既可统一调整，也可独立调整。,5.2.2 FX-4AD,与,FX-2DA,模拟量模块,BFM#23,和#24中设定值以,mV,或,A,为单位，但受,FX-4AD,的分辨力的影响，其实际响应以5,mV20A,为步距。,BFM#30,中存的是特殊功能模块的识别码。,PLC,可用,FROM,指令读入。,FX-4AD,的识别码为,K2010。,用户在程序中可以方便地利用这一识别码传送数据前先确认该特殊功能模块。 ,BFM#29,中各位的状态是,FX-4AD,运行正常与否的信息。例如，,b2,为,OFF,时，表示,DC24V,电源正常，,b2,为哦,ON,时，则电源有故障。用,FROM,指令将其读入，即可作相应处理。,BFM#3l,不能使用,5.2.2 FX-4AD,与,FX-2DA,模拟量模块,指令格式：,FROM,是基本单元从,FX-4AD、FX-2DA,读数据的指令，,TO,是从基本单元将数据写到,FX-4AD、FX-2DA,的指令。实际上读、写操作都是对,FX-4AD、FX-2DA,的缓冲寄存器,BFM,进行的。,图,5-17,中，程序含义为：将编号为,2,的特殊功能模块中缓冲存储器,BFM,编号从,10,开始的,6,个单元数据内容读入基本单元，并保存于,D10,开始的,6,个数据寄存器中。,m1,FROM,m2,D.,n,K 2,X4,K10,D10,K6,5.2.2 FX-4AD,与,FX-2DA,模拟量模块,图,5-18,中，程序含义为：将基本单元中,D20,开始的,1,个数据寄存器的内容写入编号为,2,的特殊功能模块，并保存于编号从,10,开始的,1,个单元缓冲存储器,BFM,中。,m1,TO,m2,S.,n,H 2,X4,K10,D20,K1,2,、,FX-2DA,模拟量输出模块,FX-2DA,为2通道12位,DA,转换模块，每个通道可独立设置电压或电流输出。,FX-2DA,是一种具有高精确度的输出模块。通过简易的调整或根据,PLC,的指令可改变模拟量输出的范围。瞬时值和设定值等数据的读出和写入用,FROMTO,指令进行。,FX-2DA,的技术指标如表,5-3,。,5.2.2 FX-4AD,与,FX-2DA,模拟量模块,5.2.2 FX-4AD,与,FX-2DA,模拟量模块,缓冲寄存器(,BFM),分配：,FX-2DA BFM,分配如表,5-3,所示。,在表,5-3,中，带*号的,BFM,缓冲寄存器可用,TO,指令将数据写入。,通常在,PLC,由,STOP,转为,RUN,状态时将数据写入这些,BFM,中。当,FX-2DA,上电时，,BFM,的值被复位，恢复到其缺省设定值。,5.2.2 FX-4AD,与,FX-2DA,模拟量模块,BFM#0,中的两位十六进制数是分别用来控制两通道的输出模式的，最低位控制,CH1，,最高位控制,CH2。H00,中： 00时，电压输出(-10,V+10V) 01,时，电流输出(+4,mA+20mA),例如，,H1O,表示,CH1,为电压输出，,CH2,为电流输出。,5.2.2 FX-4AD,与,FX-2DA,模拟量模块,输出数据写在,BFM#1,和,BFM#2 BFM#1,为,CH1,数据(缺省值0),BFM#2,为,CH2,数据(缺省值0),PLC,由,RUN,转为,STOP,状态后，,FX-2DA,的输出是保持最后的输出值还是回零点，则取决于,BFM#5,中的十六进制数值。,BFM,#5中：,H00：CH2,保持，,CH1,保持,H01：CH2,保持，,CH1,回零,H10：CH2,回零，,CH1,保持,H11：CH2,回零，,CH1,回零,5.2.2 FX-4AD,与,FX-2DA,模拟量模块,当,BFM,拄20被置,l,时，整个,FX-2DA,的设定值均恢复到缺省设定值。这是快速地探除零点和增益的非缺省设定值的办法。,若,BFM#21,的,b1、b0,置1、0，则增益和零点的调整值禁止改动。要改动零点和增益的设定值时，必须令,b1、b0,的值为0、1。,零点：数字量输人为0时的输出值,增益：数字输入为+1000时的输出值。,5.2.2 FX-4AD,与,FX-2DA,模拟量模块,在,BFM#23,和,BFM#24,内的增益和零点设定值会被送到指定的输入通道的增益和零点寄存器中。需要调整的输入通道由,BFM,真22的,G-0(,增益-零点)位的状态来指定。例如，当,BFM#22,的,G1、O1,位置,l，,则,BFM#23,和,BFM#24,的设定值即可送人通道1的增益和零点寄存器。各通道的增益和零点既可统一调整也可以独立调整。,5.2.2 FX-4AD,与,FX-2DA,模拟量模块,BFM#23,和#24中设定值以,mV,或,A,为单位，但受,FX-2DA,的分辨力的影响，其实际响应以5,mV20A,为步距。,FX-20DA,的识别码为,K3010，,存于,BFM#30,中。,BFM#29,中各位的状态是,FX-20DA,运行正常与否的信息。,5.2.2 FX-4AD,与,FX-2DA,模拟量模块,3,、模块编号,接在,FX2,基本单元右边扩展总线上的特殊功能模块(例如,FX-4AD、FX-2DA、FX-2AD-PT,等)，从最靠近基本单元的那一个开始顺次编为07号。如图,5-19,所示。,4,、编程方法,程序举例 ：,例1 图,5-20,中，,FX-4AD,模拟量输入模块连在最靠近基本单元,FX-64MR,的地方，故特殊功能模块号为,N0。,仅开通,CH1,和,CH2,两个通道作为电压量输入通道。计算平均值的取样次数定为4次，而,PLC,中的,D0,和,D1,分别接收这两个通道输入量平均值数字量，并编梯形图程序。,5.2.2 FX-4AD,与,FX-2DA,模拟量模块,5.2.2 FX-4AD,与,FX-2DA,模拟量模块,例2 若,FX-2DA,模拟量输出模块接在2号模块位置。,CH1,设定为电压输出，,CH2,设定为电流输出。当,PLC,从,RUN,转为,STOP,状杰后，最后的输出值保持不变，编写梯形图程序。,5.2.2 FX-4AD,与,FX-2DA,模拟量模块,5,、零点增益的调整,FX-4AD,和,FX-2DA,的零点和增益调整方便、两种模块上均有零点、增益调整开关，利用这些开关直接调整，也可以通过,TO,指令改写相应,BFM,的值，调整零点和增益。,5.2.2 FX-4AD,与,FX-2DA,模拟量模块,1）输人类型的选择 输入类型选为(05),V、(010)V,和(,O20)mA,时，各个通道可混合选择,若某一通道选择(420),mA,，,则所有的通道都需设置为(420),mA,。,2,）输出类型设置 (,O5)V、(010)V、(O20)mA,和(420),mA,。,5.2.2 FX-4AD,与,FX-2DA,模拟量模块,3）增益值调整 0250的数字量值转换成(05),V、(010)V、(020)mA,和(420),mA,等。当有必要将8位转换最大值时，可将数字量值调整至255满量程。,4）零点调整,各通道独立进行。,