PLC第八章 PLC的功能模块

* # 10 * # 11 * # 12 * # 13 * # 14 * # 15 * # 16
表810fx2n1hc内的数据缓冲寄存器的功能用途bmf功能用途bmf功能用途bfm0存放计数器方式字bfm16未使用bfm1存放单相单输入方式时软件控制的递加递减命令bfm17未使用bfm2存放最大计数限定值的低16bfm18未使用bfm3存放最大计数限定值的高16bfm19未使用bfm4存放计数器控制字bfm20存放计数器当前计数值的低16bfm5未使用bfm21存放计数器当前计数值的高16bfm6未使用bfm22存放计数器最大当前计数值的低16bfm7未使用bfm23存放计数器最大当前计数值的高16bfm8未使用bfm24存放计数器最小当前计数值的低16bfm9未使用bfm25存放计数器最小当前计数值的高16bfm10存放计数器计数起始值的低16bfm26存放比较结果bfm11存放计数器计数起始值的高16bfm27存放端口状态bfm12存放硬件比较时计数器设定值的低16bfm28未使用bfm13存放硬件比较时计数器设定值的高16bfm29存放故障代码bfm14存放软件比较时计数器设定值的低16bfm30存放模块识别代码bfm15存放软件比较时计数器设定值的高16bfm31未使用fx2n1hc的计数方式高速计数器fx2n1hc内计数器的计数方式由bfm0内的数据决定该数据的取值范围为k0k11由plc通过to指令写入到bfm0中去
8.5 可编程凸轮控制器模块
8.5.1 FX2N-1RM-SET的特点 8.5.2 缓冲寄存器及设置 8.5.3 应用举例
8.1 功能模块概述 8.1.1 特殊功能模块的类型及用途
表8.1 FX2N特殊功能模块表 名 称 模拟量输入模块 模拟量输入模块 模拟量输入模块 温度输入模块 温度输入模块 模拟量输出模块 模拟量输出模块 温度控制模块 型 号 FX2N-2AD FX2N-4AD FX2N-8AD FX2N-4AD-PT FX2N-4AD-TC FX2N-2DA FX2N-4DA FX2N-2LC 名 称 高速计数模块 脉冲发生器模块 定位控制单元 定位控制单元 通信接口 通信接口 通信接口 接口模块 型 号 FX2N-1HC FX2N-1PG FX2N-10GM FX2N-20GM FX2N-232-BD FX2N-485-BD FX2N-422-BD FX2N-2321F
指令格式
X001
FNC79 TO m1 H2 m2 K10 [S.] D20 n K2
图8.3 TO指令格式
m1特殊功能模块号m1＝0～7
m2特殊功能模块的缓冲寄存器（BFM）首元件 编号m2＝0～31 [S· PLC中指定读取数据的首元件号 ] n指定特殊功能模块与PLC之间传送的字数：16 位操作时n＝1～32，32位操作时n＝1～16
第八章 PLC的功能模块
8.1 功能模块概述
8.1.1 特殊模块的类型及用途
8.1.2 特殊功能模块的安装及应用
8.2 模拟量输入模块
8.2.1 性能参数 8.2.2 应用举例
8.3 模拟量输出模块
8.3.1 性能参数 8.3.2 应用举例
8.4 高速计数模块
8.4.1 基本性能参数 8.4.2 应用举例
b4～b9
b10 b 11 b 12 b 13～b15
未定义
数值超出范围-2048～+2047 平均值采用次数超出范围1～4096 零点和增益调整禁止 未定义 数值在规定范围 平均值采用次数正常 零点和增益调整允许
8.2.2 应用举例
【例8-1】FX2N -4AD模拟量输入模块连接在最靠 近基本单元FX2N -48MR的地方，如图8.1所示。 仅开通CH1和CH2两个通道作为电压量输入通道， 计算4次取样的平均值，结果存入PLC的数据寄 存器D0和D1中 解： 由图8.1知，FX2N -4AD模拟量输入模块编号 为0号。按照控制要求设计的梯形图及有关注 释如图8.5所示
BFM#30中存的是特殊功能模块的识别码，PLC可用 FROM指令读入。FX2N -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在传送数据前先确 认该特殊功能模块 BFM#29中各位的状态是FX2N -4AD运行正常与否的信 息。BFM#29中各位表示的含义见表8.6所示
表8.6 BFM#29中各位的状态信息 BFM#29的位 b0 b1 b2 b3 ON 当b1～b3任意为ON时 表示零点和增益发生错误 DC24V电源故障 A/D模块或其他硬件故障 OFF 无错误 零点和增益正常 电源正常 硬件正常
第八章 PLC的功能模块
教学提示：FX2N系列PLC除了常用机型和扩展单元外， 还有大量种类多、功能全的特殊功能模块，以更好地满足 各种工业对象控制的需要。FX2N系列可编程控制器的特 殊功能模块主要有模拟量输入模块、模拟量输出模块、温 度输入/控制模块、高速计数模块、可编程凸轮控制器模 块等 教学要求：在自动控制系统设计使用特殊功能模块首先 应熟悉各功能模块的功能及型号，以便在不同的应用场合 正确选用不同的模块。使用特殊功能模块应重点掌握特殊 功能模块与PLC的连接要求和PLC与特殊功能模块之间的 读/写操作方式，以及特殊功能模块的编程使用方法
禁止零点和增益调整 缺省设定值=0，1（允许） 零点（Offset）、 增益（Gain）调 整 b7 b 6 b5 b4 b3
b2 b1 b0
*#22
G4
O 4
G3
O3
G2
O2
G1
O1
*#23
*#24 #25～ #28 #29 #30 #3l
零点值 缺省设定值＝0
增益值 缺省设定值＝5000 保留 出错信息 识别码K2010 不能使用
输入的当前值送到BFM#9～#12，输入的平均值送到 BFM#5～#8
各通道平均值取样次数分别由BFM#1～#4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处理 当BFM#20被置1时，整个FX2N-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 定值的方法
在BFM #0中写入十六进制4位数字H0000使各通道初 始化，最低位数字控制通道CH1，最高位控制通道CH4。 H0000中每位数值表示的含义如下：
位（bit）＝0：设定输入范围－10～＋10V 位（bit）＝1：设定输入范围＋4～＋20mA 位（bit）＝2：设定输入范围－20～＋20mA 位（bit）＝3：关闭该通道 位（bit）＝0：设定输入范围－10～＋10V
表8.2 特殊功能模块读指令要素 指令 名称 助记 符 指令 代码 操 作 数 程序步
m1
m2
[D· ]
n
FROM 9步 （D）FROM 17步
读指 令
FRO M
FNC 78
KnY、 K、H K、H KnM、 K、H m1＝0～ m2＝0～ KnS、T、 n＝1～ 7 3l 32 C、D、V、 Z
指令格式
若BFM#21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、1。缺省设定为0、1 零点：数字量输出为0时的输入值 增益：数字输出为＋1000时的输入值
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、O（增益—零点）位的状态来 指定。例如：若BFM#22的G1、O1位置1，则BFM#23 和#24的设定值即可送入通道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，也可独立调整
模拟量与数字量间用光电隔离。从基本单元来的电源经DC/DC转换器 隔离。各输入端子间不隔离
模拟量用电源
I／O占有点数
DC24V ±10% 55mA
程序上为8点（作输入或输出点计算），由PLC供电的消耗功率为5V ， 30mA
2．端子连接
FX2N－4AD CH1……………CH4
V+ I+ VI+ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ+ I+ VI+
2．特殊功能模块写指令
表8.3 特殊功能模块写指令要素
指令 名称
助记 符
指令 代码
操 作 数 程序步 m1 K、H m1＝0～ 7 m2 [S· ] n FROM 9步 （D） FROMl7步
写指 令
T0
FNC 79
KnY、KnM、 K、H K、H KnS、T、C、 m2＝0～ n＝l～ D、V、Z、 31 32 K、H
模拟量输入范围
数字量输出范围 带符号位的16位二进制（有效数值11位）。数值范围－2048～＋2047 分辨率 综合精确度 5mV（10V×l/ 2000） ±1%（在－10～＋10V范围） 20A （20mA×l/1000） ±1%（在－20～＋20mA范围）
转换速度
隔离方式
每通道15mS（高速转换方式时为每通道6mS）
#7
#8 #9
CH3
CH4 CH1
分别存放4个通道的平均值
#10
#1l #12 #13～#14 #16～#19
CH2
CH3 CH4
分别存放4个通道的当前值
保留
#15 *#20 *#2l
A/D转换速度的 设置
当设置为0时，A/D转换速度为15ms/ch，为默认值 当设置为1时，A/D转换速度为6ms/ch，为高速值 恢复到默认值或调整值 默认值＝0
2．端子连接
电压输入信号 电流输入信号
V+
I+
VI+
V+
I+
VI+
FX2N－4DA CH1……………CH4
图8.7 FX2N-4DA接线图
3. 缓冲寄存器及设置 （1）缓冲寄存器（BFM）编号
表8.8 FX2N-4DA模块BFM分配表 BFM * # 0（E） *#1 *#2 *#3 *#4 * # 5（E） # 6、# 7 * # 8（E） * # 9（E） 内 容 模拟量输出模式选择 缺省值＝H0000 CH1输出数据 CH2输出数据 CH3输出数据 CH4输出数据 输出保持或回零 缺省值＝H0000 保留 CH1、CH2的零点和增益设置命令，初值为H0000 CH3、CH4的零点和增益设置命令，初值为H0000
图8.6 例8-2梯形图
8.3 模拟量输出模块 8.3.1 性能参数
1．FX2N-4DA技术指标
项 目 模拟量输出范围 数字输入 分辨率 综合精确度 电压输出 表8.7 FX2N-4AD的技术指标 电流输出
4通道模拟量输出。根据电流输出还是电压输出，对端子进行设置
DC－10～＋10V （外部负载电阻1k～1M）
注： ①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 定值就可以改变FX2N-4AD模块的运行参数，调整其输入方式、输入增益和零点等 ②从指定的模拟量输入模块读入数据前应先将设定值写入，否则按缺省设定值执行 ③PLC用FROM指令可将不带*号的BFM内的数据读入
(1) 缓冲寄存器（BFM）的设置
图8.5 例8-1的梯形图
【例8-2】 FX2N -4AD模拟量输入模块连接如图 8.1所示。试通过程序对模拟量输入模块FX2N 4AD的通道CH1进行零点和增益的调整，要求通 道CH1为电压量输入通道，通道CH1的零点值调 整为0V，增益值调整为2.5V
解： 模拟量模块的零点和增益的调整可以通过手 动或程序进行。在工业自动控制系统的应用 中，采用程序控制调整是非常有效的方法。 由特殊功能模块的地址编号原则可知，FX2N 4AD模拟量输入模块编号为0号。相关的程序 及说明见图8.6所示
X001
FNC78 FROM m1 K2 m2 K10 [D.] D10 n K6
图8.2 FROM指令格式
m1特殊功能模块号m1＝0～7
m2特殊功能模块的缓冲寄存器（BFM）首元件 编号m2＝0～31 [D· ]指定存放在PLC中的数据寄存器首元件号 n指定特殊功能模块与PLC之间传送的字数：16 位操作时n＝1～32，32位操作时n＝1～16
8.2 模拟量输入模块 8.2.1 性能参数
1．FX2N-4AD技术指标
项 目
表8.4 FX2N-4AD的技术指标
电 压 输 入 电 流 输 人 DC－20～＋20mA（输入电阻 250） 绝对最大输入±32mA
4通道模拟量输入。通过输入端子变换可选电压或电流输入 DC－10～＋10V（输入电阻 200k） 绝对最大输入±15V
1．模拟量输入模块 2．模拟量输出模块 3．脉冲输出模块 4．高速计数模块 5．可编程凸轮控制器 6．PID过程控制模块
8.1.2 特殊功能模块的安装及应用 1．模块的连接与编号
图8.1 FX2N-48MR功能模块连接示意图
2．FX2N PLC与特殊功能模块之间的读/写操作
（1）特殊功能模块读指令
电压输入信号 图8.4 FX2N-4AD接线图
电流输入信号
3. 缓冲寄存器及设置 (1) 缓冲寄存器（BFM）编号
表8.5 FX2N-4AD模块BFM分配表 BFM *#0 *#1 *#2 *#3 *#4 #5 #6 CH1 CH2 CH3 CH4 CH1 CH2 平均值取样次数（取值范围1～4096） 默认值＝8 内 容 通道初始化 缺省设定值＝H0000
电压＝－2048～＋2047 5mV（10V×l/2000） 满量程10V的±1%
DC＋4～＋20mA （外部负载电阻500 以下）
电流＝0～＋1024 20A （20mA×l/1000） 满量程20mA的±1%
转换速度
隔离方式 模拟量用电源 I/O占有点数
2.1mS（4通道）
模拟电路与数字电路间有光电隔离。与基本单元间是DC/DC转换 器隔离。通道间没有隔离 DC24V±10% 130mA 程序上为8点（作输入或输出点计算），由PLC供电的消耗功率为 5V，30mA