《PLC综合应用技术》课件—06 PLC对模拟量的控制
PLC应用技术-第7章-模拟量控制PPT课件
❖ Td→—微分时间常数。
❖ 只有系统为负反馈，误差e才等于给定值减去反馈值，因此 应保证系统为负反馈。
❖ 近年来许多PLC厂商在自己的产品中增加了PID指令，以完 成一些工业控制中的PID调节。
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第7章 模拟量控制
13 7.1 模拟量采集 2 7.2 模拟量变换 3 7.3 模拟量输出 4 7.4 恒压供水
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第7章 模拟量控制
13 7.1 模拟量采集 2 7.2 模拟量变换 3 7.3 模拟量输出 4 7.4 恒压供水
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模拟量变换
❖ 1.变换的意义 ❖ 从模块读取的模拟量值，仅仅是一个数值，不具有工程
意义，应进行工程变换，使之具有物理单位。 ❖ 同样，具有工程应用的数值，经过变换后，参与内部运
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Hale Waihona Puke 2.FX3U-4AD模块❖ 1.基本功能 ❖ FX3U-4AD模块用来接收模拟信号，
并转换成数字量，可接收电流和电压两 种输入信号。有4个输入通道，12位分 辨率。信号范围：-10～+10V、4～ 20mA或-20～20mA。共有8063个 16位的缓冲存储器（BFM），用来与 主单元交换数据。占用扩展总线8个点 。
分配1～7的单元编号。 ❖ 在下图中，数据寄存器（D20）加上数据（K10），并将结
果写入单元号1的缓冲存储区（BFM#6）中。
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FX3U-4DA模块
❖ TO指令（可编程控制器→BFM，写入）向缓冲存储区写入 数据。在上面程序中，向单元号1的缓冲存储区（BFM#0 ）写入1个数据（H3300）。该指令与MOV H3300 U1\G0功能一致。
PLC原理与应用技术ppt课件
7. 模拟量输出模块（D/A、AO）
D/A作用：将计算机内部的数字信号转化为现场仪表可以接收的标准信号4~20mA等
如： 12位数字量（0～4095） → 4~20mA 2047 对应的转换结果： 12mA
调节阀 变频器
……
执行器控制信号
4～20mA 0～10mA 1～5VDC 0～10VDC
0～4095 0～1023
……
工程化转换
工程量
0～100℃ ?～??kPa
……
CPU
软件实现
硬件滤波 如：RC滤波
软件滤波 如：中值滤波
软件RC滤波 ……
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A/D组成：一般是由多路转换开关、前置放大器、采样保持器、ADC（Analog to
Digital Converter）等组成
输入信号1
多路 转换
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存储器、存储空间的分配－－系统程序存储区
系统程序存储区中存放着相当于计算机操作系统 的系统程序。它包括监控程序、管理程序、命令解 释程序、功能子程序、系统诊断程序等。由制造厂 商将其固化在EPROM中，用户不能够直接存取。它 和硬件一起决定了该PLC的各项性能。
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存储器、存储空间的分配－－系统RAM存储区
直流、交流负载（隔离、功率放大）
2) 晶体管集电极输出：高速小功率
直流负载
3) 双向可控硅输出：高速大功率
交流负载
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以继电器形式为例
继电器输出
PLC
内
内
部
部
电
电J
路
路
输出接口电路
Y
COM +-
交流电源或 直流电源
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6. 模拟量输入模块（A/D、AI）
PLC的模拟量控制
，该数值由模块中的DAC（数模转换器）变换为标准的
202模0/1/拟18 信号。
4
5.1.2 FROM与TO指令
模拟量扩展模块都是特殊功能模块，可用特殊功能模块读指令FROM（FNC78 ）和特殊功能模块写指令TO（FNC79）进行编程。 1.FROM指令 FROM指令用于从特殊单元缓冲存储器（BFM）中读入数据。格式：
拟输出通道的可接受范围为DC 0~10V、DC 0~5V 或
DC 4~20mA。
模拟量输入与输出接线如图5.3、图5.4所示。需要注意
的是两路输入通道均为同一特性，不可以混合使用电压
输入和电流输入。当使用电流输入时，应确保[VIN*]端
子和[IIN*]端子短路连接（电压输入时不可短接）；当
电压输入或输出存在波动或大量噪声时，应在相应处连
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3
图5.1 模拟量模块的作用
图5.1中，测量传感器利用线性膨胀、角度扭转或电
导率变化等原理来测量物理量的变化；测量变送器将传
感器检测到的变化量转换为标准的模拟信号，如: ±
10V, ±Βιβλιοθήκη 20mA, 4...20mA，这些标准的模拟信号将接到
模拟输入模块上。
由于PLC的CPU只能处理数字量信号，因此模拟输
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图5.6 模拟量输出与对应的数值
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4、模拟量输出规格 FX0N-3A的模拟量输出规格如表5.2所示。
表5.2 FX0N-3A的模拟量输出规格
FX0N-3A的输出特性即模拟量输出与对应的数值如图5.6所示。根据图可以得出： 输出数字值转换模拟电压值: 255×10÷250=10.2 输出数字值转换模拟电流值: 255×(20–4)÷250+4=20.32
PLC_模拟量控制 ppt课件
4mA{（20-4）/4000} ±1%（全范围4~20mA）
PLC_模拟量控制
功能模块连接编号示意图
PLC_模拟量控制
BFM编号 #0 #1
#2~16#
#17
b15~b8 保留
b7~b4
b3
b2 b1
b0
输入数据的当前值（低8位数据）
保留
输入数据当前值（高端4位数据）
保留
模拟
保留
到数 字转 换开
PLC_模拟量控制
PLC_模拟量控制
PLC_模拟量控制
当模拟范围为0~10V，而使用的数 字范围为0~4000时，数字值为40等 于100mV的模拟输入（ 40×10V/4000数字点）。
PLC_模拟量控制
PLC_模拟量控制
电热水炉控制的输入有3个，其中2个数字 量，1个模拟量，而输出为2个。I/O分配 是，X0：为高位液位开关，X1：为低位 液位开关；Y0：为进水电磁阀，Y1：为 加热电阻；温度信号接入FX2N-2AD特殊 模块。
PLC_模拟量控制
PLC_模拟量控制
项目 绝缘承受电压 模拟电路电源
隔离方式
模拟量输入范围
分辨率 集成精度 处理时间
电压输入
电流输入
500V AC 1min（在所有的端子和外壳之间）
24V DC±10% 50mA（来自于主电源的内部电源供应）
在模拟电路和数字电路之间用光电耦合器进行隔离，主单元 的电源用DC/DC转换器隔离，各输入端子间不隔离
PLC_模拟量控制
FX2N-2DA型的模拟量输出模块用于将12位的 数值转换成2点模拟量输出（电压输出和电 流输出）。FX2N-2DA可连接到FX0N、FX2N和 FX2NC系列PLC中。两个模拟输出通道可接受 0~10VDC、0~5VDC或4~20mA输出。使用FROM 和TO指令与PLC进行数据传输。
第六章：PLC 在模拟量与PID控制在应用.
b4 O3
b3 G2b2 O2b1 G1b0 O1
知识点
特殊功能块的读写指令
采用FROM读特殊功能模块指令，将特殊功能块中的 数据读出； 用T0写功能特殊模块指令，将PLC内部的数据写入到 特殊功能块中。
在指令中m1的含义：接在PLC基本单元右边扩展总线 上的功能模块，从最靠基本单元的那个开始编号 （指令的m1），m1依次为0～7。 n的含义：待传送数据的字数，n=1～32（16位操 作），n=1～16（32位操作）。
PID控制是根据“动作方向”（[S3]+1） 的设定内容，进行正作用或反作用的PID 运算。PID运算公式如下：
以上公式中：△MV是本次和上一次采样时PID输 出量的差值，MVn是本次的PID输出量；EVn 和 EVn-1分别是本次和上一次采样时的误差，SV 为设定值；PVn是本次采样的反馈值，PVnf、 PVnf-1和PVnf-2分别是本次、前一次和前两次滤 波后的反馈值，L是惯性数字滤波的系数；Dn和 Dn-l分别是本次和上一次采样时的微分部分；K p 是比例增益，T S是采样周期，T I和T D分别是积 分时间和微分时间，αD是不完全微分的滤波时间 常数与微分时间TD的比值。
［S3］+ 21
［S3］+ 22 ［S3］+ 23 ［S3］+ 24
输入变化量（增方） 警报设定值
输入变化量（增方） 警报设定值 输入变化量（增方） 警报设定值 警报输出
0~32767
0~32767
0~32767 Bit0: 输入变化量 （增方）超出 Bit1: 输入变化量 （减方）超出 Bit2: 输出变化量 （增方）超出 Bit3: 输出变化量 （减方）超出
第六章
PLC在模拟量监测与PID控制中的 应用
plc模拟量原理
plc模拟量原理PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于自动化控制系统的电子设备。
它通过接收和处理来自传感器的模拟量信号来监测和控制不同的生产过程。
模拟量是指可以连续变化的物理量，例如温度、压力、流量等。
PLC的模拟量输入模块被用于将模拟信号转换为数字信号，以便PLC可以处理它们。
它通常包括一个模拟到数字转换器（ADC），用于将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
ADC将模拟信号分为许多小的离散级别，然后将每个级别映射到一个数字值。
PLC的模拟量输出模块被用于将数字信号转换为模拟信号，以便控制外部设备。
它通常包括一个数字到模拟转换器（DAC），用于将数字信号转换为相应的模拟信号。
DAC通过将数字值映射到一系列离散电压或电流级别来完成这个转换。
PLC通过读取和写入模拟量信号来实现对控制系统的监测和控制。
当PLC读取模拟量输入信号时，它会根据预设的条件和参数来判断是否需要采取相应的控制行动。
然后，PLC将处理后的控制信号发送到模拟量输出模块，以控制外部设备的行为。
例如，在一个温控系统中，PLC可以通过读取温度传感器的模拟量输入信号来监测当前的温度。
如果温度超过了预设的上限，PLC可以发送一个控制信号给加热器来降低温度。
相反，如果温度低于预设的下限，PLC可以发送一个控制信号给冷却器来提高温度。
总而言之，PLC的模拟量原理涉及将模拟信号转换为离散的数字信号，并将数字信号转换为相应的模拟信号，以实现对自动化控制系统的监测和控制。
这种技术使得PLC能够处理和控制各种实际物理量，使得生产过程更加稳定和可靠。
PLC的模拟量控制
PLC是一种基于微处理器的工业自动化控制装置，通过编程实现各种逻辑控制、顺序控制、定时控制 等功能。它具有结构简单、编程方便、可靠性高、抗干扰能力强等优点，广泛应用于工业自动化领域 。
PLC的基本结构和工作原理
总结词
PLC的基本结构包括输入输出接口、中央 处理单元、存储器、电源等部分，工作 原理是通过扫描输入状态，执行用户程 序，刷新输出状态来实现控制功能。
感谢您的观看
THANKS
模拟量输出模块
模拟量输出模块用于将PLC的数字信号转换为模拟信 号，以驱动执行机构或其他模拟设备。
常见的模拟量输出模块有电压输出模块、电流输出模 块和电阻输出模块等，根据需要驱动的设备选择相应
的输出模块。
模拟量输出模块具有信号驱动功能，可以提供足够的 电流或电压以驱动设备，同时具有保护功能，防止过
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模拟量控制基础知识
模拟量的概念和特点
模拟量
在连续时间或空间中变化的物理量， 如温度、压力、速度等。
特点
连续性、非离散性、物理量之间存在 直接关系。
模拟量控制系统的组成
传感器
用于检测被控对象的物理量，并将物理量转换为电信号。
变送器
将传感器输出的电信号转换为标准信号，如4-20mA或0-10V。
PLC的编程语言和编程工具
总结词
PLC的编程语言包括指令表（IL）、梯形图（LD）、结 构化文本（ST）等，常用的编程工具有西门子的TIA Portal、三菱的GX Works等。
详细描述
PLC的编程语言有多种，其中最常用的是指令表（IL） 和梯形图（LD）。指令表是一种类似于计算机汇编语言 的文本编程语言，而梯形图则是一种图形化的编程语言， 易于理解和使用。此外，还有一些结构化文本（ST）等 编程语言可供选择。为了方便编程和调试，许多PLC厂 商都提供了各自的编程工具软件，如西门子的TIA Portal、三菱的GX Works等。这些软件提供了友好的 用户界面和丰富的功能，使得PLC的编程更加简单和高 效。
plc第六章课件
BFM写入（TO） BFM写入（TO） 写入
说明 3. 说明 TO指令中操作数m1，m2，(S.)， 指令中操作数m1 (1) TO指令中操作数m1，m2，(S.)，n的意义与 FROM指令操作数意义相似 指令操作数意义相似。 147的意义是 的意义是： FROM指令操作数意义相似。图5-147的意义是：将 (S.)D0的16位一个数据写入到特殊模块No.1的数 位一个数据写入到特殊模块No.1 源(S.)D0的16位一个数据写入到特殊模块No.1的数 据缓冲器#12 #12中 据缓冲器#12中。 操作数中源（S.） (2) 操作数中源（S.）为写到特殊功能模块中去 的数据的首址。 的数据的首址。 FROM和TO指令中的控制触点为ON时 指令中的控制触点为ON (3) FROM和TO指令中的控制触点为ON时，表示执 行指令，进行数据的读出或写入。 行指令，进行数据的读出或写入。当控制触点为 OFF时 表示不执行传送，传送地点的数据不变化。 OFF时，表示不执行传送，传送地点的数据不变化。
第六章 模拟量控制
在时间上和数量上都是离散的物理量称为数字 把表示数字量的信号叫数字信号。 量，把表示数字量的信号叫数字信号。 在时间上或数值上都是连续的物理量称为模拟量 把表示模拟量的信号叫模拟信号。 把表示模拟量的信号叫模拟信号。 模拟量是指变量在一定范围连续变化的量也就是 在一定范围（定义域）内可以取任意值。 在一定范围（定义域）内可以取任意值。
FX2N-2AD两个输入通道使用相同的偏置值和增益值。 FX2N-2AD两个输入通道使用相同的偏置值和增益值。 两个输入通道使用相同的偏置值和增益值 两个通道要么都是电压输入，要么都是电流输入， 两个通道要么都是电压输入，要么都是电流输入， 不能一个为电压，一个为电流输入。工作在直流 不能一个为电压，一个为电流输入。 24V电源电压 消耗FX2N主单元或扩展单元5V 电源电压， FX2N主单元或扩展单元5V电源 24V电源电压，消耗FX2N主单元或扩展单元5V电源 20mA，且占用PLC 8个I/O点 槽20mA，且占用PLC 8个I/O点，可以被分配占用输 入或输出的点数。 入或输出的点数。
plc模拟量的控制过程
plc模拟量的控制过程
对于模拟量掌握系统，主要有3个信息：①被调整量，或称被控量，也称调整量，是反映被控系统的状态、行为、性能或功能的信息；
②掌握量，也称掌握，是经plc处理后产生掌握作用的信息；③干扰量，它与掌握相反，总是使系统的状态与行为产生所不盼望的变化。
干扰信息有时不好检测，而如采纳闭环掌握也可不检测。
模拟量是连续量，多数是非电量。
而PLC只能处理数字量、电量。
为此，一般来讲，要有传感器，把模拟量转换成电量；假如这电量不是标准的，还需要有变送器，把电量变换为标准的电信号，如4～20mA 等；要有模拟量(A)到数字量(D)转换的模拟量输入单元（模块），把这些标准的电信号变换成数字信号；要有数字量(D)到模拟量(A)转换的模拟量输出模块，把PLC处理后的数字量变换成模拟量；要有执行器，依据模拟量的大小执行相应的模拟输出掌握动作。
当然，犹如处理规律量一样，PLC的CPU、内存、相应的程序等也是必需的。
只是，这里多了以上提到的信号的采集、转换、变换及执行等环节。
所以，一个完整的模拟量PLC掌握，一般来讲，其过程是用传感器采集信息，并把它变换成标准电信号，进而送给模拟量输入模块；模拟量输入模块把标准电信号转换成CPU可处理的数字信息；CPU 按要求对此信息进行处理，产生相应的掌握信息，并传送给模拟量输出模块。
模拟量输出模块得到掌握信息后，经变换，再以标准信号的形式传给执行器；执行器对此信号进行放大和变换，产生掌握作用，施加到受控对象上。
模拟量掌握过程如下：信息采集→信息变换→信息处理→信息反变换→掌握输出。
PLC在模拟量控制中的应用
模拟量，如电流、电压、温度、压力等等，它的大小是连续变化的。
工业生产，特别是连续型生产过程，常要对这些物理量进行控制。
作为一种工业控制电子装置，PLC若不能对这些量进行控制，那是一大不足。
为此，各PLC厂家都在这方面进行大量的开发。
目前，不仅大型、中型机可以进行模拟量控制，就是小型机，也能进行这样的控制。
PLC进行模拟量控制，要配置有模拟量与数字量相互转换的A／D、D／A单元。
它也是I/O单元，不过是特殊的I/O单元。
A/D单元是把外电路的模拟量，转换成数字量，然后送入PLC。
D/A单元，是把PLC的数字量转换成模拟量，再送给外电路。
作为一种特殊的I/O单元，它仍具有I/O电路抗干扰、内外电路隔离，与输入输出继电器（或内部继电器，它也是PLC工作内存的一个区。
可读写）交换信息等等特点。
这里的A/D中的A，多为电流，或电压，也有为温度。
D/A中的A，多为电压，或电流。
电压、电流变化范围多为0～5V，0～10V，4～20mA。
有的还可处理正负值的。
这里的D，小型机多为8位二进制数，中、大型多为12位二进制数。
A/D、D/A有单路，也有多路。
多路占的输入输出继电器多。
有了A/D、D/A单元，余下的处理都是数字量，这对有信息处理能力的PLC 并不难。
中、大型PLC处理能力更强，不仅可进行数字的加、减、乘、除，还可开方，插值，还可进行浮点运算。
有的还有PID指令，可对偏差制量进行比例、微分、积分运算，进而产生相应的输出。
计算机能算的它几乎都能算。
这样，用PLC实现模拟量控制是完全可能的。
控制的单位值可小到212分之一的测量程值，多数也是足够的。
PLC进行模拟量控制，还有A/D、D/A组合在一起的单元，并可用PID或模糊控制算法实现控制，可得到很高的控制质量。
用PLC进行模拟量控制的好处是，在进行模拟量控制的同时，开关量也可控制。
这个优点是别的控制器所不具备的，或控制的实现不如PLC方便。
当然，若纯为模拟量的系统，用PLC可能在性能价格比上不如用调节器。
PLC基础与应用课件-第8章 模拟量控制
模拟量的控制
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1 模拟量的处理 2 技能训练 搅拌器控制
日期：2020/10/25
页码： 1
西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量的处理
生产过程
物理量
标准的 模拟信号
传感器
• 压力 • 温度 • 流量 • 速度 • pH 值 • 粘性 •等
变送器
± 500mV ± 1V ± 5V ± 10V ± 20mA 4...20mA 等
T PQW 320 :
日期：2020/10/25
页码： 2
西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量的处理
问题1 PLC如何采集并处理物理量？
在生产过程中都存在着大量物理量（如：温度、压力、 流量、液位、速度、pH值、粘度等），为了实现对这些 物理量的控制，需先经测量传感器将物理量变换为电量 （如：电压、电流、电阻、电荷等），再经测量变送器 将测量结果（电量）转换成标准的模拟量电信号（如： ±500mV、±10V、±20mA、4～20mA等），然后再 将标准的模拟量电信号送入模拟量输入模块（AI）进行 A/D转换，变换成CPU所能接受的二进制电平信号并送 入CPU进行存储和数据处理。
西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量的处理
问题：如何调节量程卡？ 5/5
•对于一些模块，几个通道组合在一起构成一个通道组 共用一套A/D转换电路，此时量程卡的设置是针对整 个通道组的设置。
•在STEP7中，对模拟量模块进行参数化设置时，所选 测量传感器类型必须与模块上量程卡设定的类型相匹 配，否则，模块上的SF指示灯将指示模块故障。
PLC对模拟量的控制
本栏目责任编辑：唐一东人工智能及识别技术Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术第5卷第31期(2009年11月)PLC 对模拟量的控制黄静，毕波（重庆交通大学应用技术学院，重庆400074）摘要：在工业生产领域中，特别是连续型生产过程中常常需要对电流，电压，温度，压力等物理量进行控制。
用PLC 来控制模拟量可以充分利用PLC 强大的数字与逻辑处理功能，在控制模拟量的同时，还可以进行开关量的控制。
该文着重介绍了如何用PLC 对模拟量进行控制。
关键词：PLC ；模拟量；数字量；转换中图分类号：TP335文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2009)31-8758-02PLC Analog Volume ControlHUANG Jing,BI Bo(Vocational &Technical College,Chongqing Jiaotong University,Chongqing 400074,China)Abstract:In industrial control field,especially continuous production,we often need gather and control some analog signal,just as current,voltage,temperature,pressure and so on.Control analog quantity by PLC can take full advantage of its powerful date and logic process function,and at the same time it also can control switching value.This article mainly introduces how to process analog signal using PLC.Key words:PLC;analog quantity;digital quantity;conversion为了适应现代工业发展的需要，要求作为工业控制电子设备的PLC 能对这些量进行控制。
第6章-PLC模拟量处理功能
PLC应用技术
（1）EM231模拟量输入模块的内部结构及数据格式
A+ RA A-
放大器
增益调 节器
B+
RB
BC+
缓存器
RC
CD+
A/D转换器
RD
D输入滤波器
多路转换开关
图6-1 EM231模拟量输入模块输入回路框图
第6章 PLC模拟量控制功能
PLC应用技术
（1）EM231模拟量输入模块的内部结构及数据格式
PLC应用技术 学习内容
● S7-200系列PLC模拟量模块 ● 模拟量数据的处理 ● 模拟量PID调节功能
第6章 PLC模拟量控制功能
PLC应用技术
学习目标:
1.理解各种模拟量输入输出模块的使用方 法及模拟量数据在PLC程序中的处理方法；
2.理解PID调节指令的格式及功能，会编写 PID参数表的初始化程序。
所需要的数值。 ⑤将一个满刻度的信号加到模块输入端，调节增益电位
器，直到读数为32000，或所需要的数值。 经上述调整后，若输入最大值为0～10V的模拟量信号，
则对应的数字量结果应为32000或所需数字，其关系 如图6-10所示。
第6章 PLC模拟量控制功能
PLC应用技术
数字量输出值 32000
模拟量
第6章 PLC模拟量控制功能
PLC应用技术
2. EM235模拟量输入输出模块的使用
EM235模拟量输入输出混合模块输入信号整定的步骤： ①在模块脱离电源的条件下，通过DIP开关选择需要的输
入范围（见表6-5）。 ②接通CPU及模块电源，并使模块稳定15分钟。 ③用一个电压源或电流源，给模块输入一个零值信号。 ④调节偏置电位器，使模拟量输入寄存器的读数为零或
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指令名称
助记符/功能号
m1
操作数
m2
［D·］
程序步长
备注
n
特殊功能 模块数据 读出指令
FNC78 （D）FROM（P）
K、H m1=0～7
K、H m2=0～31
KnY、KnM、 KnS、T、C、
D、V、Z
K、H n=1～32
16位：9步 连续/脉 32位：17步 冲执行
➢相关知识
接在FX2N基本单元右边扩展总线上的功能模块（例如模拟量输入单元、模拟量 输出单元、高速计数器单元等），从最靠近基本单元那个开始，顺次编号为0～7。 如图6-2所示。
图6-2 特殊功能模块连接编号
在图6-2中特殊功能模块FX2N-4AD是4通道模拟量输入模块，编号为#0； 特殊功能模块FX2N-1HC是2相50HZ高速计数模块，编号为#1；特殊功能模块 FX2N-4DA是4通道模拟量输出模块，编号为#2；输出模块FX2N-8EYT是扩展 单元，不能占用编号。
➢相关知识
2）指令说明 如图6-1所示为特殊功能模块数据读出指令功能说明。
图6-1 特殊功能模块数据读出指令功能说明 当X1=ON，该特殊功能模块指令FROM开始执行，将从编号为m1的特殊功 能模块内的缓冲寄存器（BFM）编号为m2开始的n个数据读入到PLC基本单元， 并存入[D]指定元件中的n个数据寄存器中。 m1是特殊功能模块号：m1=0～7。 m2是缓冲寄存器首元件号：m2=0～31。 n是待传送数据的字数：n=1～32。
➢ 相关知识
其外部接线如图6-6所示。
若外部输
入是电流输入 量，则需把V+ 和I+相连接。
图6-6 FX2N-4AD模块的外部接线图
➢ 相关知识
FX2N-4AD的性能指标 1）电源 FX2N-4AD的外接输入电源为DC24V，电流为55 mA。 2）环境 环境与PLC主单元相一致。 3）性能指标 ①模拟输入量为-10V～+10V（或4～20 mA、-20～+20 mA），输入/输出
➢相关知识
2）指令说明 特殊功能模块写数据指令是PLC对特殊功能模块缓冲器BFM写入数据的 指令，如图6-4所示为特殊功能模块数据写入指令功能说明。
图6-4 特殊功能模块写数据指令功能说明 当X0=ON时，执行该指令，即将PLC的K4M0（M15～M0）16位作为传送 源数据送至#1号单元特殊功能模块的BFM29号中，传送字数为1个。 m1是特殊功能模块号：m1=0～7。 m2是缓冲寄存器首元件号：m2=0～31。 n是待传送数据的字数：n=1～32（16位）；n=1～16（32位）。 在FROM和TO指令执行过程中，若M8028=ON，允许中断；若M8028=OFF， 禁止中断，输入中断或定时器中断将不能被执行。
FX2N-4AD内部共有32个缓冲寄存器（BFM），用来与主机FX2N主单元 PLC进行数据交换，每个缓冲寄存器的位数为16位。
FX2N-4AD与FX2N主机连接通过扩展电缆。而四个通道的外部连接则需要 根据外界输入的电压或电流量不同而有所不同，其平面图如图6-5所示。
➢ 相关知识
图6-5 FX2N-4AD模拟量输入模块平面图
波形如图6-7所示。
➢ 相关知识
图6-7 FX2N-4AD模拟量输入波形
➢ 相关知识
② 模拟量模块输出的有关性能参数如表6-3所示
表6-3 模拟量模块输出性能表
项目
电压输入
电流输入
电压或电流输入的选择基于对输入端子的选择，一次可同时使用4个输入点
模拟输入 DC：-10V～+10V（输入阻抗：200KΩ）。（注意：如果 范 围 输入电压超过 mA～+20 mA（输入阻抗：250Ω）。 （注意：如果输入电流超过±32 mA，单元会
被损坏）
数字输出 分辨率 总体精度
12位的转换结果以16位二进制补码方式存储，最大值：+2047；最小值：-2048。
5 mV（10V默认范围：1/2000）
20μA（20 mA默认范围：1/1000）
➢ 任务实施
特殊功能模块的缓冲寄存器BFM和FX基本单元CPU字元件的传送示意 图如图6-3所示。
图6-3 特殊功能模块数据读操作
➢ 相关知识 1．特殊功能模块读写指令
特殊功能模块数据写入指令TO（FNC79） 1） 指令格式 该指令的指令名称、助记符、功能号、操作数及程序步长如表6-2所示。
➢ 任务分析
为了让PLC的基本单元能处理模拟量，必须要将采集的 模拟量转化成数字量，然后传给PLC基本单元进行处理。要 完成该任务，必须具备以下知识：
1．熟悉模拟量输入模块FX2N-4AD的性能指标及使用方 法。
2．掌握模拟量输入模块采集模拟量的程序编写。
➢ 相关知识
1．特殊功能模块读写指令
特殊功能模块数据读出指令FROM（FNC78） 1） 指令格式 该指令的指令名称、助记符、功能号、操作数及程序步长如表6-1所示。
PLC综合应用技术
项目6 PLC对模拟量的控制
任务1 PLC如何实现对模拟量的采集
➢ 知识引入
在过程控制系统中，需要对温度、压力、流量等模拟量 进行采集、运算，然后根据运算结果实施对系统的控制。 PLC的基本单元只能对数字量进行控制。如何实施对模拟量 的控制？这需要引入PLC的特殊功能模块FX2N-4AD来实现 这一要求。
➢ 相关知识
2．模拟量输入模块FX2N-4AD
FX2N-4AD的电路接线 FX2N-4AD是模拟量输入模块，有四个输入通道，分别为通道1（CH1）、
通道2（CH2）、通道3（CH3）、通道4（CH4）。每一通道都可进行A/D转换， 即将模拟量信号转换成数字量信号，其分辨率为12位。
输入的模拟电压值范围从直流-10V～+10V，分辨率为5mV。若为电流输入， 则电流输入范围为4～20 mA或-20～+20 mA，分辨率为20μA。
表6-2 特殊功能模块数据写入指令表
指令名称 助记符/功能号 m1
操作数
m2
［D·］
程序步长 n
备注
特殊功能 模块数据 写入指令
FNC79 （D）TO（P）
K、H m1=0～7
K、H m2=0～31
KnY、KnM、 KnS、T、C、 D、
V、Z
K、H n=1～32
16位：9步 32位：17步
连续/脉冲执行