第十章可编程控制器的特殊功能模块
MASTER-K SERIES 可编程逻辑控制器 说明书
I/O 点数：10～120点程序容量：10K 步（经济型为：2K ）内置功能：PID 控制，高速计数，脉冲输出，RS232C 、RS485通讯，输入滤波，脉冲捕捉无需电池备份程序、多种输入处理、高速计数器（32位符号计数）、位置功能、通讯功能、PID 控制功能扩展单元（5种类型）：模拟量输入模块、模拟量输出模块、RTD 模块、模拟定时器、通讯模块高速执行速度：0.1µs/步（经济型为：0.4µs/步)支持国际标准网络，功能强大的MASTER-K 系列超小型PLC （120×80×65）程序容量：800步I/O 点数：14点（输入8点/输出6点）内置高速计数功能（1相，8Kpps ）内置RS-232/RS485通讯功能小型单元式PLC 程序容量：7K 步I/O 点数：10～100点扩展单元：10点，20点内置功能：PID 控制，高速计数，脉冲输出，RS232C 通讯，输入滤波，脉冲捕捉特殊功能模块：模拟量输入/输出模块/Cnet 通讯模块/模拟电位器/RTC 实时时钟/存储器高速执行速度：0.5µs/步小型模块式PLC最大I/O 点数：384点（选择32点模块）高速执行速度（0.5µs/步）运行时可以在线编辑实现中,小规模生产线网络系统实现高功能/高性能拥有多种特殊功能模块最大I/O 点数：1024点/中小规模控制高速执行速度（0.2µs/步）运行时可以在线编辑实现中,小规模生产线网络系统实现高功能/高性能拥有多种特殊功能模块最大I/O 点数：1024点高速执行速度（0.12µs/步）运行时可以在线编辑实现中,大规模生产线网络系统拥有多种特殊功能模块目录MASTER-K 系列K10S1K80S K120S K200S K300S K1000S 扩展系统结构MASTER-K Fast Enet （Ethernet 系统）MASTER-K Fnet （Fieldbus ）系统MASTER-K Cnet 系统MASTER-K Dnet （Dvicenet 系统）MASTER-K Pnet （Profibus-DP 系统）SMART I/O 模拟量输入模块模拟量输出模块热电偶输入模块/热电阻输入模块RTD 模块过程控制模块PID 控制模块位置控制模块(APM)外部仪器和接口规格位置控制模块高性能高速计数器MASTER-K 编程工具S/W （KGLWIN ）手持编程器（KLD -150S ）PMU30系列产品列表外型尺寸*注释）污染程度是指非传播性污染状态，但凝露情况下暂时导通。
plc计数器的工作原理及应用
PLC计数器的工作原理及应用1. PLC计数器的概述PLC（可编程逻辑控制器）计数器是一种用于对输入脉冲信号进行计数并将计数结果输出的特殊功能模块。
它是PLC的重要组成部分之一，广泛应用于自动化控制系统中。
计数器可以根据设定的规则对输入的脉冲信号进行计数，并根据计数结果执行相应的控制操作。
2. PLC计数器的工作原理PLC计数器通常包括一个计数输入、一个复位输入和一个计数输出。
计数输入接收外部脉冲信号，复位输入用于清零计数器，计数输出将计数结果反馈到PLC系统中进行处理。
计数器具有两种工作模式：正向计数和反向计数。
2.1 正向计数模式在正向计数模式下，当计数器接收到脉冲信号时，计数值将递增。
当计数值达到设定的上限时，计数器将输出一个信号，并根据设定的规则执行相应的操作，如触发其他动作或改变输出状态。
计数器可以根据需求设定计数范围及增量大小。
2.2 反向计数模式在反向计数模式下，当计数器接收到脉冲信号时，计数值将递减。
当计数值达到设定的下限时，计数器将输出一个信号，并根据设定的规则执行相应的操作。
反向计数模式常用于倒计时或一些反向步进控制。
3. PLC计数器的应用场景PLC计数器广泛应用于各种自动化控制系统中，以下列出了几个常见的应用场景：3.1 产线计数在生产线上，PLC计数器可以用于统计产品的生产数量。
通过连接传感器或编码器，计数器可以接收到产品通过的信号，并实时计数。
一旦达到设定的目标数量，计数器将触发停机信号，通知操作员进行下一步操作。
3.2 进料控制在一些包装机械、物料输送系统中，PLC计数器被用于控制物料的进料速度。
通过控制进料电机的工作时间或脉冲信号的频率，计数器可以实时监测物料进料的数量，以保持恒定的供给速率。
3.3 机器循环计数在一些机械设备中，如注塑机、冲压机等，PLC计数器常用于记录机器的循环次数。
通过监测输入信号的变化，计数器可以准确地记录机器的运行情况，并根据设定的条件进行报警或维护。
FX2N系列可编程控制器的特殊功能模块
FX2N系列可编程控制器的特殊功能模块1.高速计数模块：FX2N系列可编程控制器可以通过高速计数模块实现高精度的计数功能。
该模块具有高速计数、脉冲输入和输出等特点，可以实现对高速运动物体的计数和监控。
2.高速脉冲输出模块：FX2N系列可编程控制器的高速脉冲输出模块可以实现高速信号的输出，通常用于驱动步进电机、伺服电机等精密控制设备。
3.模拟量输入/输出模块：FX2N系列可编程控制器可以通过模拟量输入/输出模块实现对模拟信号的采集和输出。
该模块具有高精度和高速度的特点，可用于测量温度、压力、流量等各种物理量，并进行相应的控制。
4.远程通信模块：FX2N系列可编程控制器的远程通信模块可以实现与其他设备的数据通信和远程控制功能。
通过该模块，可以实现远程监控、数据传输和远程操作等功能，大大提高了系统的可控性和灵活性。
5.控制网模块：FX2N系列可编程控制器的控制网模块可以实现多个控制器之间的数据通信和联动控制。
该模块具有高速、可靠和扩展性强的特点，可用于构建大规模的自动化控制系统。
6.温度控制模块：FX2N系列可编程控制器的温度控制模块可以实现对温度的精确控制。
该模块具有高精度和可靠性的特点，可用于控制温度传感器、加热器、冷却器等设备。
7.特殊功能模块（SFM）：FX2N系列可编程控制器还可以通过特殊功能模块（SFM）扩展各种特殊功能。
SFM包括各种输入/输出接口模块，如电压输入模块、电流输入模块、继电器模块、数字量输入模块、数字量输出模块等，可以满足不同应用需求的扩展。
总之，FX2N系列可编程控制器的特殊功能模块可以实现高速计数、高速脉冲输出、模拟量输入/输出、远程通信、控制网、温度控制和各种特殊功能的实现，为自动化控制系统提供了更多的功能和灵活性。
可编程控制器的组成与工作原理
可编程控制器的组成与工作原理可编程控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）是一种专用的计算机，它能够进行逻辑运算、顺序控制、计时和计数、数据处理和输出控制等多种功能，用于自动化设备的控制和监控。
一、可编程控制器的组成1.中央处理器（CP）：可编程控制器的核心部件，负责运行控制程序、处理输入输出信号和控制各种外部设备。
2. 存储器（Memory）：可编程控制器包括ROM、RAM和EEPROM等各种存储器，用于存储控制程序、数据和参数等。
3. 输入模块（Input Module）：将外部传感器或开关等输入信号转换为数字信号，供中央处理器使用。
4. 输出模块（Output Module）：将中央处理器处理后的控制信号转换为驱动外部执行元件（如继电器、电磁阀等）的模拟信号或数字信号。
5. 总线（Bus）：用于连接中央处理器、输入输出模块和其他可编程控制器组成网络系统。
6. 电源模块（Power Module）：为整个可编程控制器提供稳定的电源供电。
二、可编程控制器的工作原理1.程序扫描循环：可编程控制器通过程序扫描循环的方式运行控制程序。
程序扫描循环是指控制器反复执行以下几个步骤：读取输入信号、执行控制程序、更新输出信号、延时等待。
2.输入信号采集：可编程控制器通过输入模块采集外部传感器或开关等的输入信号，并将其转换为数字信号供中央处理器使用。
3.控制程序执行：中央处理器根据预编写的控制程序进行逻辑运算、顺序控制、计时和计数、数据处理等操作，来实现所需的控制功能。
4.输出信号更新：中央处理器根据控制程序的执行结果，将产生的控制信号转换为模拟信号或数字信号，通过输出模块驱动外部执行元件进行相应的控制动作。
5.延时等待：为了确保控制操作的正确时序，可编程控制器通常需要设置延时等待，等待一定时间后再次进行程序扫描循环。
6.备份和恢复：可编程控制器还支持控制程序的备份和恢复功能，可以将控制程序从存储器中备份到外部设备，并在需要时恢复。
化工自动化及仪表第十章计算机控制系统 第三节可编程控制器
AO
DO
10-6 一体化PLC结构示意图
测量 仪表
执行器
另一类（模块化结构）：各种模块在结构上是相互独 立的，在实际使用的过程中可根据具体的应用要求选 择合适的模块，安装在固定的机架或导轨上，构成一 个完整的PLC应用系统，如下图所示。大、中型PLC 系统一般采用此类结构。增强了数据处理能力和网络 通信能力，可构成大规模的自动化控制系统，主要用 于复杂程度较高的自动控制，并在相当程度上可以替 代DCS以实现更广泛的自动化功能。
10.3.3 PLC的基本工作原理
PLC的CPU采用分时操作的原理，其工作方 式是一个不断循环的顺序扫描过程，即周期扫描 方式。
PLC的整个扫描过程可以概括地归纳为上电 初始化、一般处理扫描、数据I/O操作、用户程序 的扫描、外设端口服务五个阶段。每一次扫描所 用的时间称为一个工作周期（扫描周期）。PLC 的扫描周期与PLC的硬件特性和用户程序的长短 有关。
电源 模块
CPU 模块
通信 接口 模块
I/O 模块
系统总线
I/O 模块
……
智能 I/O 模块
电源线
10-7 模块化PLC结构示意图
在模块化PLC系统中，一组基本的功能模块可以构 成一个机架，CPU模块所在的机架通常称为中央机架， 其他机架称为扩展机架。
根据安装位置的不同，机架的扩展方式又分为本地 连接扩展和远程连接扩展两种。前者要求所有机架都集 中安装在一起，机架与机架间的连接距离通常在数米之 内；后者一般通过光缆或通信电缆实现机架间的连接， 连接距离可达几百米到数千米，通过中继环节还可以进 一步延伸。远程扩展机架也称为分布式I/O站点，这是一 种介于模拟信号传输技术和现场总线技术的中间产品。
(3)数据I/O操作：
第10章FX2N系列可编程控制器的特殊功能模块
可编程控制器应用R第十章FX QN系列可编程控制器的特殊功能模块目录■特殊功能模块的类型及使用■模拟量输入模块FX ZN-4AD■模拟量输出模块FX2N-4DA■可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SET内容提要FX?N系列可编程控制器的特殊功能模块种类繁多, 功能齐全，是组成闭环控制系统及专用控制环节的重要单元.本章着重介绍模拟量输入模块FX2N-4AD.模拟量输出模块FX2N-4DA和可编程凸轮控制器FX2N- 1 RM-SET的基本功能，主要技术指标和应用实例.力求说明特殊功能模块的使用模式.第一节特殊功能模块的类型及使用■ 一、FX2N系列PLC特殊功能模块的类型及用途■模拟量输入模块■模拟量输出模块■脉冲输出模块■高速计数模块■可编程凸轮控制器第一节特殊功能模块的类型及使用■二.FX2N系列PLC特殊功能模块的安装及应用当PLC与特殊功能模块连接时，数据通讯是通过FROM/TO 指令实现的。
每个特殊功能模块都有一个确定的地址编号。
0号1号泸、图10-1 FX刖-48 MR与特殊功能模块连接不总；图第一节特殊功能模块的类型及使用2 FX^PLC与特殊功能横块之闾的读/骂操作■FX2h•系列可编程控制器与特殊功能模块之间的通讯通过FROM/TO指令执行。
■FROM指令用于PLC基本单元读取特殊功能模块中的数据,TO指令用于PLC基本单元将数据写到特殊功能模块中。
■读、写操作都是针对特殊功能模块的缓冲寄存器BFM进行的。
第一节特殊功能模块的类型及使用(1)特珠功能樣块读指令指令 名称 助记 符 令码 指代操作数 程序步 ml m2 [D ・] n读指 令 FROM FNC78 K 、H ml m 0 ~ 7 K 、H m2・0 ~ 31 KnY. KnM, knS. T. C.D 、V 、ZK. Il n-1~ 32 FROM 9步(D) FROM 17步第一节特殊功能模块的类型及使用图10 2 FROM 指令格式X001FNC/8 K2 Kro nro K6 FROMml m2 [D ・]m第一节特殊功能模块的类型及使用⑵特珠功能模块写指令衣10-2特殊功能模块写指令要索指令助记 指令 操作数 程序步 名称 符 代码 ml m2 [S ・] n 写指 令 T0 FNC79 K 、II ml-0 ~7 K, H m2-0 ~ 31 KnY 、 KnM, KnS. T. C 、 D 、 V 、 Z. K. ilK 、II n-1 ~ 32 FROM 9步 (D) FROM 17步第一节特殊功能模块的类型及使用图10-3 TO 指令格式X001 FNC7T H2Kro IJZO K2 I TOm2 [S-] mlm第二节模拟量输入模块FX 2N -4AD11■-X 技术指标及端子连接 I •技术播标第二节模拟量输入模块FX 2N -4AD表10-3FX 2N -4AD 技术指标项目 电压输入 电流输入 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 模拟量输入范围DC-10~+10V （输入电阻 200kG ）绝对最大输 土 15V DC-20~+20mA （输入电阻 2500）绝对最大输入 土 32mA 数字量输出范围带符号位的16位二进制（有效数值11位）。
可编程控制器的特殊功能模块
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7.1 模拟量输入输出模块
7.1.2模拟量输出模块FX-2DA的主要性能 和输出特性
1.性能规格 FX-2DA为2通道12位D/A转换模块，每个通道可独
立设置电压或电流输出，其作用是将PLC内部的数字量转换 为外部控制用的模拟量输出。FX-2DA是一种具有高精度的 直接接在打一展总线上的模拟量输出单元。 2.输出特性
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7.2 点位控制单元模块
7.2.3可编程凸轮控制器F2-32 RM
F2-32RM可编程凸轮控制器用于机械传动控制中对角度 位置进行检测以及在不同的角度位置时发出不同的ON/OFF 信号，可代替32个凸轮开关，实现角位控制。它集CPU、 电源、输入、输出及编程器于一体，可通过简单的键操作， 进行32个输出动作
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图7-1 A/D转换输出特性
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图7-2 FX-2DA模块的输出特性
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7.2 点位控制单元模块
2. FX-1GM模块
脉冲输出模块FX-1GM是一种采用定位专用语言的高 功能定位模块，通用的FX-1GM模块具有7点输入、7点输 出。FX-1GM模块可与FX2， FX2e系列PLC连接，一台 PLC最多可连接8台FX-1GM。脉冲输出模块FX-1GM与 PLC间的数据交换通过FROM/TO指令实现，其缓冲器编号， 可参见其有关技术资料。
第7章 FX2系列可编程控制器的 特殊功能模块
7.1 模拟量输入输出模块
7.2 点位控制单元模块
7.1 模拟量输入输出模块
7.1.1模拟量输入模块FX-4AD的主要性能 和输出特性
1.性能规格 FX -4AD可将外部输人的4点(通道)模拟量(模拟电压
特殊功能模块讲解
六、模拟量输入／输出单元
• 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FX2和FX2C系列PLC。 F2-6A是8位2通道输入、1通道输出的模拟 量输人输出模块。有关性能及应用如下:
• 1.输人类型的选择 输入类型选为(0～5)V、 (0～10)V和(O～20)mA时，各个通道可混 合选择,若某一通道选择(4～20)mA，则所 有的通道都需设置为(4～20)mA。
四、热电偶温度传感器模拟量 输入模块FX-4AD-TCFX
• FX-4AD-TC是4通道热电偶温度传感器模拟 量输入模块。瞬时值及设定值等数据的读 出、写入用FROM／TO指令进行。FX4AD-TC的指术指标如表8-4所示。table 模拟量输入输出模块常在温度控制、流量 控制、速度控制、张力控制、压力控制、 风力控制、电流、电压的监控中应用。
• 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。
• ①BFM#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： 0＝0 时，电压输出(-10V～+10V) 0＝1时，电 流输出(+4mA～+20mA) 例如，H1O表示 CH1为电压输出，CH2为电流输出。
三、模拟量输出模块FX-2DA
• FX-2DA为2通道12位D／A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FROM／TO指令进行。FX-2DA的 技术指标如表8-3表示。
• ②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特殊功能模块的编程及应用
三、模拟量输出模块FX-2DA
1、基本技术指标 • 2通道12位模拟量输出模块 • 各通道可指定为电流输入（4mA~+20mA）或电压输入 （-10V~+10V）， • 分辨率为20μA，5mV，综合精度为1%， • 转换速度最高为9ms/通道， • 在程序中，占用8个输入输出点，一台FX0N最多可连接8 个FX0N-2DA模块。 2、模块编号 从最靠近基本单元的那一个开始顺次编号0~7。 3、缓冲寄存器（BFM）的分配 BFM区由32个16位的寄存器组成，编号为#0~#31。 4、瞬时值和设定值的读出和写入用TO/FROM指令。
特殊功能模块
• 现代工业控制许多新课题，仅仅靠通用I/O 模块来解决，一方面在硬件方面的费用高， 软件编程方面麻烦，另一方面有些控制任 务甚到无法用通用I/O来完成。 • 各厂家开发出来的品种繁多的特殊I/O，增 强了PLC的功能，扩大了应用范围，也为 PLC的智能化，网络化，专业化提供了基 础。
分类： 模拟量输入输出模块 PID过程控制模块
例如：加热炉的温度用热电偶或热电阻检 测，温度变送器将温度信号转换为标准电 流（如4~20mA)或标准电压（如1~5V）后 送给模拟量输入模块，经A/D转换后得到与 温度成比例的数字量，CPU将它与温度设 定值比较,并按某种控制规律对差值进行运 算，将结果（数字量）送给输出模块，经 D/A转换后变为电流或电压信号，用来控制 电动调节阀的开度，通过控制天然气的流 量实现对温度的闭环控制。
四、温度传感器模拟量输入模块FX-2AD-PT
1、基本技术指标 • 2通道温度输入12位A/D转换模块， • 内附温度传感器前置放大器的模拟电压量输入模块，可直 接与三线的铂电阻PT-100直接连接，带补偿的两路输入， 可校正传感器的非线性。 • 分辨率为0.2~0.3℃，综合精度为1%， • 额定温度范围-100~+600℃ • 转换速度最高为15ms/通道， • 在程序中，占用8个输入输出点，一台FX0N最多可连接8 个FX-2AD-PT模块。 2、模块编号 从最靠近基本单元的那一个开始顺次编号0~7。 3、瞬时值和设定值的读出和写入用TO/FROM指令。
FX系列PLC的特殊功能板和模块使用说明
FX系列PLC的特殊功能板和模块使用说明
一、FX系列PLC的特殊功能板使用说明
1、FX系列PLC的主站型特殊功能板
该特殊功能板用于在主站中扩充I/O点数，在该系统中扩充的I/O点
数最多可达64K。
它可以与主站安装在相同的机箱内，也可以安装在不同
的机箱内。
与主站通信采用网络形式，可连接到RS485或RS232等多种网络。
2、FX系列PLC的可编程输入/输出(PIO)特殊功能板
PIO板具有可编程性，可以设计出完整的I/O系统，可以实现输入和
输出的状态检测，从而可以更好地控制低端I/O模块的运动和状态改变。
3、FX系列PLC的控制模块特殊功能板
控制模块特殊功能板用于对I/O模块进行控制，可以实现不同类型的
控制操作，已达到更好的自动控制效果。
4、FX系列PLC的数据收集特殊功能板
数据收集特殊功能板可以收集指定的I/O模块的测量数据，并可通过PLC的计算功能，将其进行计算和控制，从而实现对I/O模块的精确控制。
5、FX系列PLC的通信模块特殊功能板
通信模块特殊功能板是用于在两台或多台FXPLC之间进行通信的板卡，可以实现遥控操作，从而可以更好地实现远程控制。
1、FX系列PLC的模拟量输入模块。
第十章 PLC0
（1）输入接口电路：采用光电耦合器，防止强电干扰。
直流输入 输入端子 发光二极管
3.3k
内 部
Xn
1000PF
电
470
24V
– + + – COM 光电三极管
路
光-电器件
(10-10)
（2）输出接口电路：均采用模块式。
以继电器形式为例：
继电器输出
Yn
OUT
内 部
内 部 电 路 J
输入采样
程序执行
输出刷新
一个扫描周期
(10-25)
将输入端子的状态读入对应的输入映像 寄存器，随即关闭输入端口。
输入采样
从输入和输出映像寄 存器读入数据，经过 运算后将结果再写入 输出映像寄存器。
程序执行
输出刷新
一个扫描周期
所有指令 执行完毕 ，输出映 像寄存器 状态送至 输出锁存 器
(10-26)
ST XWX NOT DT/Ld C
PC FP PROGRAMMER
AN YWY STK IX/IY D
OR RWR TM TSV E
OT LWL CT CEV F
FN/P FL (BIN) K/H SC (-) OP SRC READ WRT
以是安装了专门的编程通
讯软件的个人计算机。 用户可以通过键盘输
(10-41)
8.ALD（And Load）：并联电路块的串联连接指令（与 块指令）。用于并联电路块的串联连接。 – 什么是并联电路块？ • 两条以上支路并联形成的电路叫并联电路块。
• 在块电路开始时要使用LD和LDN指令。 • 在每完成一次块电路的串联连接后要写上ALD 指令。
(10-42)
可编程控制器的组成
可编程控制器的组成1、可编程控制器的基本结构可编程控制器的主要由CPU 模块、输入模块、输出模块和编程器组成（见图1）图1plc 控制系统示意图（1）CPU 模块CPU 模块主要由微处理器（CPU 芯片）和存储器组成，在可编程控制器系统中，CPU 模块相当于人的大脑和心脏，它不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输。
存储器用来储存程序和数据。
（2）I/O 模块输入（Input）模块和输出（Output）模块简称为I/O 模块，它们是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场和CPU 模块的桥梁。
输入模块用接收和采集输入信号，输入信号有两类：一类是从按钮、选择开关、数字拔码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器等开关量输入信号；另一类是由电位器、热电偶、测速发电机、各种变送器提供的连续变化的模拟量输入/输出信号电压一般较高，如直流24V 和交流220V。
从外部引入的尖锐电压和干扰噪声可能损坏CPU 模块中的元器件，或使用权可编程控制器不能正常工作。
在I/O 模块中，用光电耦合器，光电可控硅、小型继电器等器件来隔离外部输入电路和负载，I/O 模块除了传递信号外，还有电平转换与隔离的作用。
（3）编程器编程器除了用来输入和编辑用户程序外，还可以用来监视可编程控制器运行中各种编程元件的工作状态。
编程器可以永久地连接在可编程控制器上，将编程取下来后系统也可以运行。
一般只在程序逻辑输入、调试和检修时使用编程器，一台编程器可供多台编程序控制器公用。
（4）电源可编程控制器使用220V 交流电源或24V 直流电源。
可编程控制器内部的直流稳压电源为各模块内的电路供电，某些可编程控制器可以输入电路和外部电子检测装置（如接近开关）提供24V 真流电源，驱动现场执行机构的直流电源一般由用户提供。
2、可编程控制器的物理结构根据硬件结构的不同，可以将可编程控制器。
PLC特殊功能模块(温度控制模块)解析
PLC特殊功能模块(温度控制模块)解析概述PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种常用于工业自动化领域的电子设备，用于控制生产流程中的各种机器和设备。
一个PLC通常由多个模块组成，其中包括输入模块、输出模块、CPU模块以及特殊功能模块等。
特殊功能模块通常是为了满足一些特殊的控制需求而设计的，如温度控制模块、速度控制模块等。
本文将重点介绍PLC中的温度控制模块，包括其原理、功能和应用场景等。
原理温度控制模块是一种能够实时监测温度信号并根据设定的比例系数输出控制信号的PLC特殊功能模块。
其工作原理可以简单地分为三个步骤：1.感测环节：通过模块内的传感器感测环境中的温度信号。
2.运算环节：基于感测到的信号值和系统设定值进行运算，得出需要输出的控制信号。
3.控制环节：根据运算环节的输出信号，通过模块输出端口将信号传递给外部控制设备，从而实现对环境温度的控制。
功能温度控制模块在PLC系统中具有以下几个主要功能：1.温度监测：能够实时感测环境中的温度变化。
2.温度设置：可以根据用户需求设定温度范围，如设定室内温度在18至25度之间。
3.比例运算：能够根据实际温度值和设定值进行比例运算，得到相应的控制信号。
4.信号输出：输出控制信号给外部控制设备，如空调、风扇等。
应用场景温度控制模块在PLC系统中的应用场景非常广泛，主要用于以下几个方面：1.工厂生产线：PLC系统可以通过温度控制模块实现对机器设备的温度控制，从而提高生产效率和产品质量。
2.建筑自动化：可以通过温度控制模块实现对室内温度的智能控制，提高居住舒适度。
3.物流仓储：可以通过温度控制模块实现对物品储存环境的温度控制，保证物品的质量安全。
总结PLC特殊功能模块（温度控制模块）是一种通过感测、运算和控制三个环节实现对环境温度的控制的PLC模块。
它的主要功能包括温度监测、温度设置、比例运算和信号输出等。
在工厂生产线、建筑自动化和物流仓储等领域都有着广泛的应用。
S7-200可编程控制器原理及应用习题答案
可编程控制器原理及应用PLC习题解答（S7-200系列PLC）第一章可编程控制器概述1-1、简述可编程的定义答：可编程控制器是取代继电器控制线路，采用存储器程序指令完成控制而设计的装置，具有逻辑运算、定时、计数等功能，用于开关量控制、实际能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称PLC。
87年新定义：可编程逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器、可以编制程序的控制器。
它能够存储和执行命令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算操作。
并通过数字式和模拟式的输入、输出、控制各种类型的机械或生产过程。
1-2、可编程控制器的主要特点有哪些？答：可靠性高，PLC平均无故障时间达10万小时；控制功能强，具有数值运算、PID调节；数据通信、中断处理，对步进电机、数控机床、工业机器人实施控制；组建灵活：随时可扩展各种功能；操作方便：三种语言（LAD、STL、FBD）编程。
1-3、可编程控制器有哪几种分类方法?答：按I/O点数分类：小型机I/O＜256点；中型机I/O在256~1024之间；大型机I/O＞1024点；按结构分类：整体结构和模块结构；按用途分类：有通用型和专用型。
1-4、小型ＰＬＣ发展方向有哪些？答：小型PLC向微型化和专业化方向发展：集成度更高、体积更小、质量更高更可靠、功能更强、应用更广泛。
第二章可编程控制器构成原理２-１PLC由哪几部分组成？答：PLC由五大部分组成：①、中央处理器CPU；②存储器；③基本I/O接口电路；④接口电路，即I/O扩展和通讯部分；⑤电源（+24V）。
2-2 PLC的I/O接口电路有哪几种形式?答：PLC的输入部分，有三种接口电路：①干结点式；②直流输入式；③交流输入式。
PLC的输出部分，有三种接口电路：①继电器式；②晶体管式；③晶闸管式输入、输出电路均采用光电隔离形式，以便保护PLC内部电路不受伤害。
2-3 PLC的主要技术指标有哪些？答：PLC的主要技术指标如下：①Ｉ／Ｏ点数、一般以输入、输出端子总和给出；②存储容量，有系统、用户、数据三种存储器，即用户可用资源；③扫描速度，即扫描周期，表示ＰＬＣ运算精度和运行速度；④可扩展性：可扩展Ｉ／Ｏ接口、模数处理、温度处理、通讯、高速处理。
可编程控制器原理及应用课后答案
习题一1. 什么是可编程控制器？可编程控制器是一种工业控制计算机，简称PLC （Programmable Logic Controller）或PC（Programmable Controller）。
因为个人计算机也简称PC（Personal Computer ），为避免和个人计算机相混淆，一般简称可编程控制器为PLC 。
2. 什么是可编程控制器的I/O 接口电路？可编程控制器的I/O 接口电路由哪几部分组成？I/O 接口电路的作用是什么？I/O 接口电路是可编程控制器连接外部设备的接口电路。
I/O 接口电路包括输入模块、输出模块、编程器接口、存储器接口、扩展板接口、特殊模块接口和通讯接口。
I/O 接口电路是可编程控制器和外界交换信息的通道。
I/O 接口电路实现可编程控制器与外部设备的信息交换。
输入模块用来接收和采集输入信号，输出模块用来把可编程控制器产生的控制信号传送到其控制对象上，编程器接口主要用于把编程器连接到可编程控制器，存储器接口用于扩展存储器，扩展板接口用于连接扩展板（如通讯扩展板），特殊功能模块接口用于把特殊功能模块（如A/D 模块、D/A 模块）连接到可编程控制器上，通讯接口用于可编程控制器之间或可编程控制器与上位机之间的通讯。
3. 什么是软继电器？试比较软继电器和真实的继电器的异同。
可编程控制器中的输入继电器、输出继电器、辅助继电器、定时器等称为软继电器（软电器），它们只是用来描述可编程控制器的控制功能的一种等效电器，不是真正的继电器。
①相同点电气结构相同：均由线圈和触点（常开触点和常闭触点）组成。
工作原理相同：当线圈通电时，常开触点闭合，常闭触点断开；当线圈断电时，常开触点断开，常闭触点闭合。
②不同点电气符号不同：真实继电器的电气符号由国家标准规定，软继电器的电气符号由可编程控制器厂家规定。
触点数量不同：真实继电器只有有限对触点，软继电器有无穷对触点。
形态不同：真实继电器有形状、有尺寸，是一种实实在在的电器实体；软继电器只是计算机中的存储位或存储单元，是电子电路。
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第十章可编程控制器的特殊功能模块FX2N系列可编程控制器的特殊功能模块种类繁多，功能齐全，是组成闭环控制系统及专用控制环节的重要单元。
本章着重介绍模拟量输入模块 FX2N-4AD、模拟量输出模块FX2N-4DA和可编程凸轮控制器 FX2N-1RM-SET的基本功能，主要技术指标和应用实例。
力求说明特殊功能模块的使用模式。
10.1 特殊功能模块的类型及使用1、FX2N系列PLC特殊功能模块的类型及用途FX2N系列可编程控制器为了拓宽其控制领域，开发了许多专用功能模块，使PLC的控制更加方便有效。
（1）模拟量输入模块模拟量输入模块用于接受流量、温度和压力等传感器设备送来的标准模拟量电压、电流信号，并将其转换为数字信号供PLC使用。
FX2N系列可编程控制器的模拟量输入模块主要包括FX2N-4AD（4通道模拟量输入模块），FX2N-2AD（2通道模拟量输入模块），FX2N-4AD-PT （4通道热电阻PT-100温度传感器用模拟量输入模块），FX2N-4AD-TC（4通道热电偶J型和V型温度传感器用模拟量输入模块）等。
（2）模拟量输出模块模拟量输出模块用于需模拟量驱动的场合，经可编程控制器运算输出的数字量经模拟量输出模块转换为标准模拟量输出。
FX2N系列可编程控制器的模拟量输出模块主要包括FX2N-4DA（4通道模拟量输出模块），FX2N-2DA（2通道模拟量输出模块）等。
（3）脉冲输出模块脉冲输出模块可输出脉冲串，主要用于对步进电机或伺服电机的驱动控制，实现1点或多点定位控制。
与FX2N系列可编程控制器配套使用的脉冲输出模块有FX2N-1PG、FX2N-10GM、FX2N-20GM。
（4）高速计数模块FX2N系列可编程控制器内部设置有高速计数器，可以进行简易的定位控制。
当需要更高精度的定位控制时，可使用高速计数模块FX2N-1HC。
高速计数模块FX2N-1HC是适用于FX2N系列PLC的特殊功能模块.利用外部输入或PLC程序可以对FX2N-1HC的计数器进行复位和启动运行控制。
（5）可编程凸轮控制器可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SET，是通过旋转角度传感器F2-720-RSV，实现高精度角度、位置检测和控制的专用功能模块，可代替凸轮开关，实现角度控制。
2、FX2N系列PLC特殊功能模块的安装及应用（1）模块的连接与编号当PLC与特殊功能模块连接时，数据通讯是通过FROM/TO指令实现的。
为了使PLC能够准确地查找到指定的功能模块，每个特殊功能模块都有一个确定的地址编号，编号的方法是从最靠近PLC基本单元的那一个模块开始顺序编号,最多可连接8台功能模块(对应的编号为0～7号)，注意其中的扩展单元不记录在内。
如图10-1所示，FX2N-48基本单元通过扩展总线与特殊功能模块(模拟量输入模块FX2N-4AD、模拟量输出模块FX2N-4DA、温度传感器用模拟量输入模块FX2N-4AD-PT)连接，当各个控制连接好后，各特殊功能模块也就确定了。
（2）FX2N PLC与特殊功能模块之间的读/写操作FX2N系列可编程控制器与特殊功能模块之间的通讯通过 FROM/TO指令执行。
FROM指令用于PLC基本单元读取特殊功能模块中的数据, TO指令用于PLC基本单元将数据写到特殊功能模块中。
读、写操作都是针对特殊功能模块的缓冲寄存器BFM进行的。
1）特殊功能模块读指令该指令的助词符、操作数如表10-1所示。
图10-2是FORM指令的使用说明。
图中指令将编号为m1的特殊功能模块中缓冲寄存器（BFM）编号从m2开始的n个数据读入到PLC中,并存储于PLC中以D开始的n个数据寄存器内。
指令所涉及的存储单元说明如下：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。
2）特殊功能模块写指令该指令的助词符、操作数如表10-2所示。
TO指令是将PLC中指定的以S为元件为首地址的n个数据，写入到编号为m1的特殊功能模块，并存入该特殊功能模块中以m2为首地址的缓冲寄存器（BFM）内。
T0指令的梯形图格式如图10-3所示。
指令所涉及的存储单元说明如下：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中指定指定读取数据首元件号；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。
在执行FORM/TO指令时，FX2N用户可以立即中断，也可以等到当前FORM/TO指令完成后再中断。
这一功能的实现是通过M8082来完成的，M8082=OFF禁止中断，M8082=ON 允许中断。
10.2模拟量输入模块FX2N-4AD1、技术指标FX2N-4AD模拟量输入模块是FX2N系列专用的模拟量输入模块。
该模块有4个输入的A/D 转换通道（CH）,它可以将模拟量电压或电流转换为最大分辨率为12位的数字量，通过输入端子变换，可以任意选择电压或电流输入状态。
电压输入时，输入信号范围为DC-10～+10V，输入阻抗为200KΩ，分辨率为5m V；电流输入时，输入信号范围为DC-20～20m A，输入阻抗为250Ω，分辨率为20u A。
2、FX2N-4AD模块的外部接线。
FX2N-4AD通过扩展总线与FX2N系列PLC基本单元连接，外部模拟量输入接线如图10-4所示。
图10-4 FX2N-4AD模块的外部接线连接图关于FX2N-4AD模块的外部接线连接图的几点注意事项：（1）外部模拟量的输入通过双绞屏蔽电缆输入至FX2N-4AD如图所示的各个通道中。
（2）如果外部输入的是电压输入量，则把输入信号接到V＋和V－端，如果外部输入的是电流输入量，则先把V＋和I＋相短接，再把输入信号接到V＋和V－。
（3）如果输入有电压波动或有外部电器电磁干扰影响，可以在模块的输入口加一个平滑电容（0.1～0.47μF, 25V）。
（4）若存在过多干扰，应将机壳的地FG端与FX2N-4AD的电源接地端GND相连。
3、FX2N-4AD模块的缓冲寄存器（BFM）FX2N-4AD模块的内部共有32个缓冲寄存器，用来与FX2N基本单元进行数据交换，每一个缓冲寄存器为16位的RAM。
FX2N-4AD占用FX2N扩展总线的8个接点，这8个接点可以是输入点或输出点。
FX2N-4AD的32个缓冲寄存器的分配及定义见表10-3所示。
数据缓冲寄存器区内容可以通过PLC的FROM和TO指令来读写，其中只有带*的缓冲寄存器中的数据可用PLC的TO指令改写。
改写带*号的缓冲寄存器的设定值可以改变FX2N-4AD模块的运行参数，可调整其输入方式、输入增益和偏移量等。
不带*的缓冲寄存器的数据可以PLC的FROM指令读出其内容。
2N2N1）通道选择在BFM的＃0中写入4位十六进制数H××××，4位数字从右至左分别控制1、2、3、4四个通道，每位数字取值范围为0～3，其含义如下：0表示输入范围为-10V～+10Vl表示输入范围为+4mA～+20mA2表示输入范围为-20mA～+20mA3表示该通道关闭例如BFM#0=H3312，则表示通道CH1设定输入电流范围为-20mA～+20mA，CH2通道设定输入电流范围为+4mA～+20mA, CH3和CH4两通道关闭。
FX2N-4AD的通道的三种预设方式下的模拟量输入和数字值输出的关系如图10-5所示。
图10-5 FX2N-4AD的三种预设方式的模拟输入与输出关系 2）模拟量转换到数字量的速度设置可在FX2N-4AD的BFM＃15中写入0或1来控制A/D转换的速度。
注意，若要求高速转换，则应尽量少用FROM和TO指令。
3）偏移量和增益值的设置如图10-6和10-7所示，偏移量（截距）是当数字量输出为0时的模拟量输入值，增益值（斜率）是指当数字输出为+1000时的模拟量输入值。
增益和偏移可以分别或一起设置，合理的增益是-5V～5V或-20～20m A，合理的增益是1～5V或4～32m A。
当BFM＃20被设置为1时，FX2N-4AD的全部设定值均恢复到缺省值，这样可以快速删去不希望的偏移量和增益值。
设置每个通道偏移量和增益值时，BFM＃21的（bi, bi-1）必须设置为（0, 1），若（bi, bi-1）设为（1, 0），则偏移量和增益值被保护。
缺省值为（0, 1）。
BFM＃23和 BFM＃24为偏移量与增益值设定缓冲寄存器，偏移量和增益值的单位是mV 或μA，最小单位是5mV或20μA。
其值由BFM＃22的G i－O i（增益－偏移）位状态送到指定的输入通道偏移和增益寄存器中。
图10-6 FX2N-4AD增益设置示意图图10-7 FX2N-4AD偏移量设置示意图例如，BFM＃22的G1和O1位置为1,则BFM＃23和BFM＃24的设定值送入CH1的偏移量和增益寄存器中。
4、应用举例（1）图10-8所示梯形图为FX2N-4AD模块的一个基本应用程序。
该程序将FX2N-4AD模块与PLC基本单元连接的位置编号设为0号，计算平均数的采样次数设为4，并将由FX2N-4AD 模块所采样到的平均值送到PLC基本单元的数据寄存器D0、D1中。
图10-8 FX2N-4AD模块基本应用程序示例（2）图10-9所示梯形图为FX2N-4AD模块的增益和偏移量设置的程序示例。
图10-9 X2N-4AD模块的增益和偏移量设置程序示例10.3 模拟量输出模块FX2N-4DA1、技术指标FX2N-4DA模拟量输出模块是FX2N系列专用的模拟量输入模块。
该模块有4个输出的D/A 转换通道（CH1～CH4）,数字量转换为模拟量的最大分辨率为12位，输出的模拟电压范围为DC-10～+10V，分辨率为5m V；输出电流范围为DC0～20m A，分辨率为20u A。
FX2N-4DA占用FX2N扩展总线8个接点，这8个接点可以是输入点或输出点。
2、FX2N-4DA模块的外部接线。
FX2N-4DA模块的外部接线如图10-10所示。
图10-10 FX 2N -4DA 模块的外部接线示意图关于FX 2N -4DA 模块的外部接线连接图的几点注意事项： （1）双绞线屏蔽电缆，应该远离干扰源； （2）输出电缆的负载端使用单点接地；（3）若有噪音或干扰，可以连接一个0.1～0.47μF 、25V 的平滑电容； （4）FX 2N -4DA 模块与PLC 基本单元的接地应接在一起； （5）电压输出端或电流输出端不要短接； （6）不使用的端子，不要在其上接任何单元。