PLC用于模拟量和位置控制共32页
模块七PLC模拟量及PID控制课件
模拟量信号特点
连续变化，取值范围广泛，易受干扰影响。
PLC模拟量模块介绍
模拟量输入模块
将模拟量信号转换为数字信号，便于 PLC处理。
模拟量输出模块
将PLC输出的数字信号转换为模拟量 信号，控制外部设备。
模拟量输入电路原理与实践
电路原理
通过电阻、电容等元件对模拟量信号进行滤波、放大等处理 ，以保证信号的稳定性和精度。
要点三
衰减曲线法
先将比例度设置为一个较大值，然后 逐步减小比例度，同时加大积分时间 常数，使系统响应出现衰减振荡；此 时的比例度和积分时间常数即为合适 的PID参数；最后加入微分调节，提 高系统响应速度。
03
PLC实现PID控制策略
PLC内置PID功能介绍与设置
PID算法原理
介绍比例、积分、微分三环节的作用及调节规律， 以及PID控制参数的整定方法。
实时监控数据显示和报警功能实现
实时监控数据显示
通过触摸屏界面实时显示PLC采集到的模拟量数据，如温度、压力 、流量等，方便用户随时掌握设备运行状态。
数据曲线绘制
根据实时数据绘制相应的曲线图，可以更加直观地了解设备运行趋 势和历史数据变化情况。
报警功能实现
设定报警阈值，当实时数据超过或低于阈值时，触摸屏界面上显示 报警信息，并触发声光报警装置，提醒用户及时处理。
PID控制故障
PID调节失效，导致系统失控。原因可能包括参 数设置不当、传感器故障等。
故障排查方法和步骤总结
01
观察故障现象
通过查看PLC指示灯、监控画面等 信息，了解故障的具体表现。
03
制定排查方案
针对可能的原因，制定详细的排 查方案，包括检查电源、通信线
PLC
PLC综述可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC,是一种以微处理器为基础、带有指令存储器和输入输出接口、综合了微电子技术、计算机技术、自动控制技术、通信技术的新一代工业控制装置。
它能够存储和执行指令，进行位置控制、逻辑控制、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
PLC是电子技术、计算机技术与继电器逻辑自动控制系统相结合的产物。
它不仅充分发挥了计算机的优点，以满足各种工业生产过程自动控制的需要，同时又照顾一般电气操作人员的技术水平和习惯，采用梯形图或状态流程图等编辑方式，使PLC的使用始终保持大众化的特点。
PLC可以用于单台机电设备的控制，也可以用于生产流水线的控制。
使用者可根据生产过程和工艺要求编制控制程序。
程序运行后，PLC就根据现场输入信号（按钮、行程开关、接近开关或其他传感信号）按照预先编入的程序对执行机构（如电磁阀、电动机等）的动作进行控制。
一、PLC简介及其特点：1、PLC简介:可编程控制器（Programmable Logic Controller ，简称PLC，下同）是电气自动控制的新技术，目前公开发行适用于技校的教材较少，给广大师生的学习带来诸多不便。
本文介绍PLC的编程设计方案，使电气工程技术人员特别是初学者对PLC技术加深了解和认识；同时帮助学生更好地解决学习PLC技术中最难掌握的编程难题，达到能够牢固掌握、熟练运用、提高应用设计能力和加快推广应用的目的。
程序设计是整个系统设计的关键环节，在PLC程序设计中，可采用梯形图、指令表、SFC（程序流程图）进行编程。
2、可编程控制器的主要功能这是PLC的基本功能，也是最广泛的应用，如机车的电气控制、包装机械的控制、电梯的控制等（1）用于模拟量的控制：PLC通过模拟量I/O模块，实现模数转换，并对模拟量进行控制。
如闭环系统的过程控制、位置控制和速度控制（2）用于工业机器人的控制：PLC作为一种工业控制器，适用于工业机器人。
西门子S7-300 PLC基础与应用最新课件-第8章 模拟量控制
可使用模拟量输入模块 SM331, AI8x12Bit（订货 号：6ES7 331-7KF02-0AB0）。该模块具有诊断和 硬件中断功能，且最多可处理 8 个模拟量输入（4～ 20mA；PT 100；热电偶）。
日期：2020/10/20
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8.模拟量的规范化输出
日期：2020/10/20
页码： 5
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
1. 模拟量输入通道的量程调节
每个模拟量输入模块（AI）都有2～8模拟量输入通道， 在使用之前必须对所使用的模拟量输入模块进行相关设 置：
➢ 通过模拟量输入模块内部的跳线，同一个模拟量输入 模块每个通道组间可以连接不同类型的传感器；
页码：
西门子S7-300 PLC 基础与应用
第8章 模拟量控制
模拟量输入模块的接线
问题2：如何连接PT100电阻温度计？ 4/12 电压测量变送器的连接
采用隔离连接
电压变 送器
背板 总线
如果要在EMC干扰极强的地区使用SM331模块，则应将M-与 Mana连接起来。这样，输入和Mana参考电位之间的电位差就不 会超出允许值。
物理量
模拟 执行器
模拟量输入模板
MR 模块
ADC
结果 存储器
PIW ... PIW ... ::: PIW ...
模拟量输出模板
DAC
PQW ... PQW ... ::: PQW ...
CPU
: : : : : : L PIW 304
......................................
PLC原理及应用
产生到现在， 从PLC产生到现在，已发展到第四代产品。 产生到现在 已发展到第四代产品。 第四代PLC（1983年～现在 ） ： 不仅全面使用 位 、 32 （ 第四代 年 现在） 不仅全面使用16位 位高性能微处理器，高性能位片式微处理器， 位高性能微处理器，高性能位片式微处理器，RISC(reduced instruction set computer)精简指令系统 精简指令系统CPU等高级 等高级CPU，而 精简指令系统 等高级 ， 且在一台PLC中配置多个微处理器，进行多通道处理，同时 中配置多个微处理器， 且在一台 中配置多个微处理器 进行多通道处理， 生产了大量内含微处理器的智能模块，使得第四代PLC产品 生产了大量内含微处理器的智能模块，使得第四代 产品 成为具有逻辑控制功能 过程控制功能、运动控制功能、 逻辑控制功能、 成为具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数 据处理功能、联网通信功能的真正名符其实的多功能控制器 的真正名符其实的多功能控制器。 据处理功能、联网通信功能的真正名符其实的多功能控制器。
1、 PLC是建立在单片机之上的产品，单片 机是一种集成电路，两者不具有可比性。
各有所长！ 各有所长！
2、 单片机可以构成各种各样的应用系统，从微型、小型 到中型、大型都可，PLC是单片机应用系统的一个特例。
3、不同厂家的PLC有相同的工作原理，类似的功能和指标， 有一定的互换性，质量有保证，编程软件正朝标准化方向迈进。 这正是PLC获得广泛应用的基础。而单片机应用系统则是八仙过海， 各显神通，功能千差万别，质量参差不齐，学习、使用和维护都 很困难。
交 流 输 入
输入电路类型： 输入电路类型： 共点式 分组式 隔离式
PLC原理及应用 2011，8 PLC原理及应用 2011，
PLC应用技术 第7章 模拟量控制
PLC应用技术（三菱机型）
淄博职业学院 电子电气工程学院
PLC应用技术（三菱机型）
第1章 可编程控制器认知 第2章 FX系统资源 第7章 模拟量控制 第3章 基本指令 第6章 状态法编程
3.模拟量采集（FROM指令）
3.模拟量采集（FROM指令）
由于工业环境干扰，采集到的模拟量如果不很稳定，甚至 明显错误，就需进行滤波。如果设置模块参数进行滤波效 果仍不理想，可考虑进行平均值滤波。 平均值滤波的基本思路是先把采集到的值，存储在某一存 储区域，然后进行排序，去掉不可信的一部分数值，其余 值求和取平均。 由于采集存储，求和取平均已在循环指令中说明，在次只 说明比较法排序，也就是两重循环在PLC中的应用。 如果采集到的模拟量存放在D50-D59中，共10个数据。
第8章 变频器控制 第4章 定时器计数器指令
第9章 工业网络控制 第5章 应用指令 第10章 上位机监控组态
第11章 三菱大中型PLC
第 7章
模拟量控制
3 1 2 3 4
7.1 模拟量采集 7.2 模拟量变换 7.3 模拟量输出 7.4 恒压供水
1.变送器选择
变送器用于将传感器提供的电量或非电量转换为标准量程的 直流电流或直流电压信号，例如DC0~10V和DC4~20mA。 变送器分为电流输出型和电压输出型。电压输出型变送器具 有恒压源的性质，PLC模拟量输入模块的电压输入端的输入 阻抗很高，例如100K~10MΩ。如果变送器距离PLC较远， 通过线路间的分布电容和分布电感产生的干扰信号电流，在 模块的输入阻抗上将产生较高的干扰电压。例如1μA干扰电 流在10MΩ输入阻抗上将产生10V的干扰电压信号，所以远 程传送模拟量电压信号时抗干扰能力很差。
plc详细讲解(共224张)
I0.0 I0.0
SB2 I0.1 I0.1
I0.0 I0.1 Q0.0
I0.2 Q0.0 （）
ST I0.2 I0.2
公共端
≈
1M
PLC
KM Q0.0
PLC
1L
~
输出端子
Q0.0
KM
~
1L
公共端
输入部分
用户程序
输出部分
第16页，共224页。
触点闭合 电动机转
SB1闭合
I0.0闭 合
I0.0 I0.0
第34页，共224页。
2.2.3 模拟量输入输出映象(yìnɡ xiànɡ)区（AI/AQ区）
1. 模拟量输入映象区（AI区）
AIW[起始字节地址]
将测得的模拟量（如温度、压力）转换成1个字长（16位 ）的数字量存储。 模拟量输入用区域标识符（AI）、数据长度（W）及字节的起始地址表示。
CPU221、222有16路模拟量输入：AIW0、AIW2、…AIW30
ST I0.2 I0.2
≈
1M
触点断开
~
1L
PLC
第18页，共224页。
第2章 存储器的数据类型与寻址方式(fāngshì)
第19页，共224页。
2.1 S7-200的主要指标(zhǐbiāo)及接线端口
2.1.1 S7-200的主要指标 1. S7-200 PLC的结构
第20页，共224页。
2. S7-200的主要(zhǔyào)指标
可编程序控制器应用(yìngyòng)技术
第1页，共224页。
第1章 概述(ɡài shù)
1.1 PLC控制系统的构成与特点
1. PLC控制系统的构成
PLC编程的三大量：开关量、模拟量、脉冲量讲解
PLC编程的3大量：开关量、模拟量、脉冲量讲解1、 开关量也称逻辑量，指仅有两个取值，0或1、ON或OFF（开关量只有两种状态0/1，包括开入量和开出量，反映的是状态）。
它是最常用的控制，对它进行控制是PLC的优势，也是PLC最基本的应用。
开关量控制的目的是，根据开关量的当前输入组合与历史的输入顺序，使PLC产生相应的开关量输出，以使系统能按一定的顺序工作。
所以，有时也称其为顺序控制。
而顺序控制又分为手动、半自动或自动。
而采用的控制原则有分散、集中与混合控制三种。
2、 模拟量是指一些连续变化的物理量（数字量是不连续的。
反映的是电量测量数值），如电压、电流、压力、速度、流量等。
PLC是由继电控制引入微处理技术后发展而来的，可方便及可靠地用于开关量控制。
由于模拟量可转换成数字量，数字量只是多位的开关量，故经转换后的模拟量，PLC也完全可以可靠的进行处理控制。
由于连续的生产过程常有模拟量，所以模拟量控制有时也称过程控制。
模拟量多是非电量，而PLC只能处理数字量、电量。
所有要实现它们之间的转换要有传感器，把模拟量转换成数电量。
如果这一电量不是标准的，还要经过变送器，把非标准的电量变成标准的电信号，如4—20mA、1—5V、0—10V等等。
同时还要有模拟量输入单元(A/D)，把这些标准的电信号变换成数字信号。
模拟量输出单元(D/A)，以把PLC处理后的数字量变换成模拟量——标准的电信号。
所以标准电信号、数字量之间的转换就要用到各种运算。
这就需要搞清楚模拟量单元的分辨率以及标准的电信号。
例如：PLC模拟单元的分辨率是1/32767，对应的标准电量是0—10V，所要检测的是温度值0—100℃。
那么0—32767对应0—100℃的温度值。
然后计算出1℃所对应的数字量是327.67。
如果想把温度值精确到0.1℃，把327.67/10即可。
模拟量控制包括：反馈控制、前馈控制、比例控制、模糊控制等。
这些都是PLC内部数字量的计算过程。
2024秋期国家开放大学《可编程控制器应用实训》一平台在线形考(形成任务3)试题及答案
国家开放大学《可编程控制器应用实训》
一平台在线形考
形考任务3 答案
说明：资料整理于2024年10月16日；适用于2024秋期国家开放大学专科学员一平台在线形考考试。
可编程控制器应用实训形考任务三
实验目的：通过使用PLC的指令编程，并通过编程软件进行程序的编制、编译、调试相关的组态等工作，使学生掌握各类PLC指令的应用。
实验要求：1．根据功能控制要求，编写PLC程序，并通过编程软件进行程序的编制、编译、调试相关的组态等工作；
2．同一班级中，可按照个人或小组在指导教师的指导下进行选题。
实训内容
1.1 FX系列PLC简介
（1）FX系列PLC特点
FX系列可编程控制器是当前国内外新型的具有特色和代表性的微型PLC。
它由日本三菱电机公司研制开发的。
FX系列PLC基于“基本功能、高速处理、便于使用”的研发理念，使其具有数据传送与比较、四则运算与逻辑循环与移动等应用系统。
除此之外，还具有输入输出刷新、中断、高速计数器比较指令、高速脉冲输出等高速处理指令，以及在SFC控制方面，将机械控制的标准动作封装化的状态初始化指令等，使功能大大增强。
（2）FX系列PLC型号的含义
FX系列可编程控制器型号格式如图所示：
（3）硬件简介
①、上端子排
②、下端子排
③、串口
④、拨动开关
（4）FX系列PLC主要性能指标
200。
PLC通用数据寄存器D
PLC通用数据寄存器D数据寄存器(D)在模拟量检测与控制以及位置控制等场合用来储存数据和参数，数据寄存器可储存16位二进制数或一个字，两个数据寄存器合并起来可以存放32位数据(双字)，在：D0和D1组成的双字中，D0存放低16位，D1存放高16位。
字或双字的最高位为符号位，该位为0时数据为正，为1时数据为负。
将数据写入通用数据寄存器后，其值将保持不变，直到下一次被改写。
PLC从RUN状态进入STOP状态时，所有的通用数据寄存器的值被改写为0。
如果特殊辅助继电器M8033为ON，PLC从RUN状态进入STOP状态时，通用数据寄存器的值保持不变PLC在进行输入输出处理、模拟量控制、位置控制时，需要许多数据寄存器存储数据和参数。
数据寄存器为16位，最高位为符号位。
可用两个数据寄存器来存储32位数据，最高位仍为符号位。
数据寄存器有以下几种类型：1．通用数据寄存器（D0～D199）共200点。
当M8033为ON时，D0～D199有断电保护功能；当M8033为OFF时则它们无断电保护，这种情况PLC由RUN →STOP或停电时，数据全部清零。
2.断电保持数据寄存器（D200～D7999）共7800点，其中D200～D511（共12点）有断电保持功能，可以利用外部设备的参数设定改变通用数据寄存器与有断电保持功能数据寄存器的分配；D490～D509供通信用；D512～D7999的断电保持功能不能用软件改变，但可用指令清除它们的内容。
根据参数设定可以将D1000以上做为文件寄存器。
3.特殊数据寄存器（D8000～D8255）共256点。
特殊数据寄存器的作用是用来监控PLC的运行状态。
如扫描时间、电池电压等。
未加定义的特殊数据寄存器，用户不能使用。
具体可参见用户手册。
4.变址寄存器（V/Z）FX2N系列PLC有V0～V7和Z0～Z7共16个变址寄存器，它们都是16位的寄存器。
变址寄存器V/Z实际上是一种特殊用途的数据寄存器，其作用相当于微机中的变址寄存器变，用于改变元件的编号（变址），例如V0=5，则执行D20V0时，被执行的编号为D25（D20+5）。
Ch12功能指令
Date: 2014-4-8
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CH12 PLC用于模拟量和位置控制
2．脉冲输出模块FX-1PG（FX2、FX2C用）
FX-1PG 脉冲输出模块是一种根据 FROM/TO 指令进行 与FX2、FX2C系列PLC数据交换的特殊功能模块。用一台 FX-1PG独立进行一轴定位控制，而一台PLC则最多可连 8台FX-1PG。
Date: 2014-4-8
Page: 19
CH12 PLC用于模拟量和位置控制
3．脉冲输出单元FX-1GM（FX2、FX2C用）
FX-1GM是一种采用定位专用语言的简易高功能定 位装置。通用的具有7点输入、7点输出，还备有定位 控制编程语言。 FX-1GM 脉冲输出单元最高输出频率为 100K 波特率， 可得到足够的控制精度。
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CH12 PLC用于模拟量和位置控制
1．点位控制的脉冲输出单元F2-30GM
脉冲输出单元F2-30GM与步进电机或伺服电机驱 动器相接，可驱动步进电机或伺服电机实现位置控制。
Date: 2014-4-8
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CH12 PLC用于模拟量和位置控制
F2-30GM应用系统方框图
Date: 2014-4-8
Page: 24
CH12 PLC用于模拟量和位置控制
1．角位控制开关F2-32-RM-SET
F2-32RM-SET可编程轮开关集CPU、电源、输入、输 出编程器于一体，可通过简单的键操作，替代32个凸轮 开关，进行32个输出动作，实现角位置控制。
Date: 2014-4-8
工程化反变换
工程量 0～100％ ……
CPU
软件实现
Date: 2014-4-8
电子信息工程技术《项目1-任务1 PLC定义、发展与分类》
远程通讯功能的实现，易于实现柔性加工和制造系统
称为可编程控制器 PC
PLC是基于微计算机技术、自动控制技术、通讯技术开展起来 的现代工业控制装置。
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单元2 PLC的开展
PLC开展趋势
➢ 向高速度、大容量方向开展 ➢ 向超大型、超小型两个方向开展 ➢ 向智能化、网络化方向开展 ➢ 增强外部故障的检测与处理能力
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单元2 PLC的开展
60年代
美国通用汽车公司GM公司提出PLC的根本思想 通过改变存储在里面的指令的方法来改变生产线的控制流
程
代替继电接触器控制系统完成顺序控制
只能进行逻辑运算，主要应用于开关量的逻辑控制
称为可编程逻辑控制器 PLC Nhomakorabea第四页，共九页。
单元2 PLC的开展
80年代 功能以远远超出逻辑控制、顺序控制的范围，可以进
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PLC。
第八页，共九页。
内容总结
任务1 PLC定义、开展与分类。1987年，国际电工委员会〔IEC对可编程控制器作了如下规定：可编程控制器是一种数字运 算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。通过改变存储在里面的指令的方法来改变生产线的控制流程。PLC是基于微 计算机技术、自动控制技术、通讯技术开展起来的现代工业控制装置。整体式PLC：将电源、CPU、存储器、I/O接口等各个功 能部件集成在一个机壳内。单元3 PLC的分类
➢ 编程语言多样化
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单元3 PLC的分类
按结构形式分类
整体式PLC：将电源、CPU、存储器、I/O接口等各个功能部 件集成在一个机壳内。
➢整体式PLC具有结构紧凑、体积小、价格低
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
02
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编程与应用技术(第2版)花式喷泉系统的控制
电自锁，其常开触点闭合→定时器Ｔ０～Ｔ７分别进行延时，通过定 时器触点的配合，分别驱动Ｙ０００～Ｙ０１０的通断→定时器Ｔ７ 延时时间到后，其常闭触点断开，定时器Ｔ０～Ｔ７自动复位，达到 程序循环运行的目的→按下Ｘ００１停止按钮后，Ｍ０失电，其常开 触点恢复断开，系统停止运行。
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任务一 用基本逻辑指令实现花式喷泉 系统的控制
• 花式喷泉控制系统的输入／输出分配表见表５－１－１，仅作参考。
• 活动３：画ＰＬＣ系统电路原理图
• 用三菱ＦＸ２Ｎ－４８ＭＲ型可编程序控制器实现花式喷泉控制系统 的电路原理图如图５－１－２所示。
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任务一 用基本逻辑指令实现花式喷泉 系统的控制
• 特别注意： • （１）三菱ＦＸ２Ｎ系列ＰＬＣ的输入端共用１个公共端“ＣＯＭ”
阻值不符，应重新检查布线。 • ③通电观察ＰＬＣ的指示灯。经过自检，确认正确和无安全隐患后，
通电观察ＰＬＣ的ＬＥＤ指示灯并做好记录，见表５－１－６。
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任务一 用基本逻辑指令实现花式喷泉 系统的控制
欧姆龙PLC程序CP1H伺服定位,模拟量控制程式(完整注释,JOG,定长,主从站通信,模拟量控制,步进控制)
00000 (000000)隔膜纠编步进前限位（CCW ） 000001 (000002)隔膜纠编步进后限位（CW ） 000002(000004) 000003(000010) 000004(000015) 000005(000021) 000006 (000026) 000007(000028)00008(000030)00009(000038) <580.02>b 042 a048 000010(000048) <580.04>b 050 a05500011(000055) 000012(000058)纠偏回原点中00013(000062)纠偏原点确定00014(000064) 000015(000069) 000016(000074)000000(000086)000001(000088)000002(000090)000003(000092)000004(000094)000005(000096)000006(000098)000007(000100)000008(000102)000009(000104)000010(000106)胶带浮棍下信号000011 (000108)胶带切刀张开信号000012 (000110)胶带切刀退回信号000013 (000112)胶带切刀移出信号000014 (000114)贴胶吸盘转备胶位信号00015 (000116)贴胶吸盘转贴胶位信号 000016 (000118)贴胶吸盘退回信号00017 (000120)贴胶吸盘伸出信号00018 (000122)贴胶步进前限位 000019 (000124)贴胶步进后限位 000020 (000126)压胶带上信号 000021 (000128)压胶带下信号 000022 (000130)夹胶带手指张开信号00023 (000132)夹胶带手指闭合信号00024 (000134)拉胶带退回信号 000025 (000136)拉胶带移出信号 000026 (000138)贴胶吸盘真空信号00027(000140)P LC 通信正常000028(000142)00029(000149)<500.00>a 152 a190 <500.01>b 154 a163 000030 (000159) 000031 (000161) 000032(000163) <500.02>a 165 a191 <500.03>b 167 a172 000033(000172) 000034(000175)<500.07>a 287 000035(000190) 000036(000193) <501.00>a 201 000037(000199) <501.00>a 201 000038(000204) <501.01>a 212 000039(000210)a 212 000040(000215) 000041(000221) <501.02>a 222 <501.03>b 226 000042(000231)c 218 c250 c26600043(000237) <501.04>a 238 <501.05>b 242 000044(000247)00045(000253)<501.06>a 254 <501.07>b 258 000046(000263) 000047(000269) <501.08>a 270 <501.09>b 27400048(000279) 000049(000283)贴胶滑台初始位确定00050(000285) 贴胶滑台位置1确定00051(000287) 贴胶滑台位置2确定00052(000289) 贴胶滑台位置3确定00000(000292)000001(000297).<400.02>a 303 000002(000302).<400.02> a 303 000003(000306) <400.03>a 312 000004(000311) <400.03>a 312000005(000315) <680.02>b 323 a330 000006(000328)轴1原点确定 <680.05>a 332 a407 a429 000007(000330)轴1原点确定 <680.05>a 332 a407 a429 000008(000332) 000009(000336)<cD00770> c 350 000010(000342) <533.03>a 344 <533.04>b 348000011(000353)[OP1]00012(000359) <533.05>a 361 <533.06>b 365 000013(000370) 000014(000376) <532.03>a 379<532.04>b 382000015(000387) 000016(000393) <533.10>a 396 <534.06>b 39900017(000404) 000018(000407)轴1原点位确定 <530.06>a 441 000019(000429)卷绕原点确定00020(000431)一次卷绕完成00021(000433)000022 (000435)仿形卷绕完成000023 (000437)一次贴胶卷绕完成000024 (000439)二次贴胶卷绕完成000025(000441)卷绕夹爪初始位(000444)00000(000000) 000001(000002) 000002(000005) 000003(000008) 000004 (000011) 000005(000013) [OP1]<T0322(bit)>a 01500006(000015)(000018)。
第7章PLC在模拟量闭环控制中的应用
1 TI
t
e(t)dt TD
0
de(t dt
)
]
M
initial
2．PID控制器的数字化 上式中的积分对应于图7-7中误差曲线e(t)与坐标轴包围的面积（图中的灰 色部分）。一般用图7-7中的矩形面积之和来近似精确积分。 在误差曲线e(t)上作一条切线，该切线与 x 轴正方向的夹角 α 的正切值tgα 即为该点处误差的一阶导数de(t)/dt。
7.2.3 PID参数整定的实验
用作者编写的子程序“被控对象”来模拟PID闭环中的被控对象（见图715），被控对象的数学模型为3个串联的惯性环节，其增益为GAIN，3个惯 性环节的时间常数分别为TIM1～TIM3。DISV是系统的扰动输入值。
主程序中T37和T38组成了方波振荡器，用 来提供周期为60s、幅值为20.0%和70.0%的方 波设定值。在主程序中调用PID向导生成的子 程序PID0_CTRL。CPU按PID向导中组态的采 样 周 期 调 用 PID 中 断 程 序 PID_EXE ， 在 PID_EXE中执行PID运算。PID_EXE占用了定 时中断0，模拟被控对象的中断程序INT_0使
用定时中断1。 设定值Setpoint_R是以百分数为单位的浮点
数。Auto_Manual（I0.0）为ON时为自动模式。
实际的PID控制程序不需要调用子程序“被控对象”，在主程序中只需要调 用子程序PID0_CTRL，其输入参数PV_I应为实际使用的AI模块的通道地址 （例如AIW0），其输出参数Output应为实际使用的AO模块的通道地址（例如 AQW0）。
6．变送器的选择 AI模块的电压输入端的输入阻抗很高，微小的干扰信号电流将在模块的输入 阻抗上产生很高的干扰电压。远程传送的模拟量电压信号的抗干扰能力很差。 电流输出型变送器具有恒流源的性质，恒流源的内阻很大。PLC的AI模块的 输入为电流时，输入阻抗较低，例如250。干扰信号在模块的输入阻抗上产生 的干扰电压很低，模拟量电流信号适用于远程传送。
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Date: 2020/5/23
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3．热电偶温度传感器模拟量输入模块 FX-4AD-TC
FX-4AD-TC是4通道热电偶温度传感器模拟量输 入模块。
Date: 2020/5/23
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Date: 2020/5/23
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◇ D/A转换（D/A、AO）的作用
调节阀 变频器
0～4095 0～1023
……
端口 (地址)
数字信号
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
……
Date: 2020/5/23
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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
Date: 2020/5/23
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3．脉冲输出单元FX-1GM（FX2、FX2C用）
FX-1GM是一种采用定位专用语言的简易高功能定 位装置。通用的具有7点输入、7点输出，还备有定位 控制编程语言。
FX-1GM脉冲输出单元最高输出频率为100K波特率， 可得到足够的控制精度。
Date: 2020/5/23
◇ A/D转换、D/A转换
模数转换（A/D）模块：将现场仪表输出的 （标准）模拟量信号0-10mA、4-20mA、1-5VDC 等转化为计算机可以处理的数字信号
数模转换（D/A）模块：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
脉冲输出单元F2-30GM与步进电机或伺服电机 驱动器相接，可驱动步进电机或伺服电机实现位置控 制。
Date: 2020/5/23
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F2-30GM应用系统方框图
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2．脉冲输出模块FX-1PG（FX2、FX2C用）
FX-1PG脉冲输出模块是一种根据FROM/TO指令 进行与FX2、FX2C系列PLC数据交换的特殊功能模块。 用一台FX-1PG独立进行一轴定位控制，而一台PLC则 最多可连8台FX-1PG。
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4．2轴定位单元FX-20GM
FX-20GM是一个能独立进行2轴定位控制的装置。 它不仅备有定位控制语言、编程控制语言，还有可进 行数据处理的功能指令，因此可独立进行更高级的定 位控制。
Date: 2020/5/23
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◇ A/D转换（A/D、AI）的作用
检测仪表
变送器： 温度变送器 压力变送器 流量变送器 液位变送器 成分分析仪
传感器： Pt100 Cu50 热电偶 ……
现场仪表模拟信号
4～20mA 0～10mA 1～5VDC mV、Ω
……
模数转换 (A/D、AI)
数字信号
……
执行器控制信号
4～20mA 0～10mA 1～5VDC 0～10VDC
……
数模转换 (D/A、AO)
数字信号
0～4095 0～1023
……
端口 (地址)
数字信号 工程化反变换
0～4095 0～1023
……
工程量
0～100％ ……
CPU
软件实现
Date: 2020/5/23
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4．模拟量输出模块FX-2DA
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◇ 利用PLC模块实现位置控制的优点：
1、在实现位置控制的时候，可充分利用PLC系统的 硬件和软件资源。更便于在柔性制造系统（FMS）、计 算机集成制造系统（CIMS）或工厂自动化（FA）系统中 大量应用位置控制。
2、用户可根据自身要求灵活配置系统，既降低成本， 又能因地制宜。
3、可靠性高，维护方便。
Date: 2输出单元
1．点位控制的脉冲输出单元F2-30GM 2．脉冲输出模块FX-1PG（FX2、FX2C用） 3．脉冲输出单元FX-1GM（FX2、FX2C用） 4．2轴定位单元FX-20GM
Date: 2020/5/23
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1．点位控制的脉冲输出单元F2-30GM
输入信号1
多路 转换
输入信号n
前置放大 采样保持 内、外
补偿
光电 隔离
ADC
数据
驱动 锁存
数据 总线
控制单元
控制 总线
A/D转换通常有二种方式：① 逐次比较型 ② 双积分型
Date: 2020/5/23
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1．模拟量输入模块FX-4AD
FX-4AD为4通道12位A/D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 一种与F2-6A相比具有高精确度的输入模块。
COM4 Y3
分隔式
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Date: 2020/5/23
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二、位置控制
◇ 位置控制是对工位的控制，可由位置控制模块实
现.PLC系统可作为整个位置控制系统中的一个控制环节， 配上伺服放大器或驱动放大器，就可以将位置控制功能 和逻辑控制、顺序控制等一揽子解决。
Date: 2020/5/23
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是一种与F2-6A相 比具有高精确度的输出模块。
COM
X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6
COM1 Y0 Y1
COM2 Y2 Y3
汇点式
分组式
Date: 2020/5/23
COM1 Y0
COM2 Y1
COM3 Y2
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COM
X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6
汇点式
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COM1 Y0 Y1
COM2 Y2 Y3
分组式
COM1 Y0
COM2 Y1
COM3 Y2
COM4 Y3
分隔式
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2．温度传感器模拟量输入模块FX-2AD-PT
FX-2AD-PT是2通道温度传感器输入12位A/D转 换模块，这是一种内附温度传感器前置放大器的模拟 电压量输入模块，它可以直接与三线的铂电阻PT100直接连接。
一、模拟量输入/输出单元
以三菱公司的F2-6A模块为例，来说明模拟量输
入输出单元模块的有关性能： F2-6A是三菱公司F1、F2系列PLC的扩展单元，
为8位4通道输入、2通道输出的模拟量输入输出单元 模块。
F2-6A模块与F1、F2系列PLC连接示意图如 下：
Date: 2020/5/23
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