电子课件-《PLC应用技术(三菱-第二版)》-B02-0730-课题七-特殊功能模块

任务１模拟量输入输出模块及其应用任务２通信模块及其应用任务１模拟量输入输出模块及其应用知识点：•特殊功能模块、模拟量输入输出模块、FROM、TO指令技能点：•连接特殊功能模块与PLC主单元，会按照连接顺序对特殊功能模块编号，会使用FROM和TO指令对外部设备读写信号和控制任务１模拟量输入输出模块及其应用知识点：任务１模拟量输入输出模块及其应用在如图所示的设备中有一个水箱，水箱中安装有一压力变送器（压力传感器）和一温度传感器，电动调节阀控制进水量，温度传感器检测水温，压力传感器检测水压。现要用PLC来检测水温、水压，控制进水量。任务提出水箱在如图所示的设备中有一个水箱，水箱中安装有一压力变送器（压力任务分析PLC是从继电器控制系统的替代产品发展而来的，主要的控制对象是机电产品，以开关量居多。模拟量处理流程图任务分析PLC是从继电器控制系统的替代产品发展而来的，主要主单元与扩展模块实物图a）主单元b）FX2N-4AD-PTc）FXON-3A主单元与扩展模块实物图1．读取水箱温度2．读取水箱压力读取水箱温度程序梯形图读取水箱压力的程序梯形图1．读取水箱温度读取水箱温度程序梯形图读取水箱压力的程序梯形3．控制电动调节阀开度控制电路调节阀开度的程序梯形图3．控制电动调节阀开度控制电路调节阀开度的程序梯形图相关知识一、常用的模拟量输入输出模块模拟量输入模块(A/D模块）用于把现场连续变化的模拟信号转换成适合PLC内部处理的数字信号。模拟量输出模块(D/A模块）用于将PLC运算处理后的数字信号转换为相应的模拟信号输山，以满足生产过程现场连续控制信号的需求。相关知识一、常用的模拟量输入输出模块二、FX2N-4AD-PT温度输入模块温度输入模块FX2N-4AD-PT的功能是把现场的模拟温度信号转换成相应的数字信号送给PLC主单元。FX2N

有两种温度输入模块，一种是热电偶传感器，另一种是热电阻铂温度传感器，二者基本原理相同。现介绍FX2N-4AD-PT温度输入模块。二、FX2N-4AD-PT温度输入模块1.特点FX2N-4AD-PT温度输入模块将来自四个铂温度传感器(PT100，3线，100Ω）的输入信号放大，并将数据转换成12位的可读数据，存储在PLC主单元中，摄氏温度和华氏温度数据都可读取。读分辨率是0.2～0.3℃／0.36～0.54°F。所有的数据传输和参数设置都可以通过FX2N-4AD-PT的软件控制来调整。1.特点2.接线接线如图所示。FX2N-4AD-PT接线图2.接线FX2N-4AD-PT接线图3.技术指标与转换特性环境指标电源指标3.技术指标与转换特性环境指标电源指标性能指标性能指标4.BFM的分配每一模拟量输入/输出模块都有一个缓冲寄存器(BFM），FX2N-4AD-PT的BFM分配见表。BFM的分配4.BFM的分配BFM的分配（1）BFM#28。数字范围错误锁存见表，BFM#28锁存每个通道的错误状态，并且可用于检查热电偶是否断开。数字范围错误锁存（1）BFM#28。数字范围错误锁存见表，BFM#28锁存（2）BFM#29。错误状态见表，BFM#29的b10(数字范围错误）用于判断测量温度是否在允许范围内。（3）识别码BFM#30。可以使用FROM指令从BFM#30中读出特殊功能模块的识别码或ID号。BFM#29错误状态表（2）BFM#29。错误状态见表，BFM#29的b10(三、FXON-3A模拟量输入/输出模块模拟量输入/输出模块FXON-3A的功能是把现场的模拟信号转换成相应的数字信号送给PLC主单元。也把PLC的数字信号转换成模拟信号送给生产过程现场以满足连续控制信号的需求。1.特点模拟量输入/输出模块FXON-3A为两通道输入，一通道输出，在输入/输出的基础上选择电流或电压由用户的接线决定。三、FXON-3A模拟量输入/输出模块2.接线FXON-3A模块接线图2.接线FXON-3A模块接线图3.技术指标FXON-3A的技术指标见表。模拟量输入/输出模块FXON-3A的技术指标3.技术指标模拟量输入/输出模块FXON-3A的技术指标模拟量输入/输出模块FXON-3A的技术指标模拟量输入/输出模块FXON-3A的技术指标模拟量输入/输出模块FXON-3A的技术指标模拟量输入/输出模块FXON-3A的技术指标4.BFM的分配FXON-3A模块BFM的分配见表。5.增益与偏移增益与偏移是使用FXON-3A模块要设定的两个重要参数。FXON-3A模块BFM的分配表4.BFM的分配FXON-3A模块BFM的分配表四、特殊功能模块的编号主单元和模块连接图四、特殊功能模块的编号主单元和模块连接图五、模拟量输入/输出模块的读写操作BFM中的数据是通过FROM指令或TO指令使PLC主单元与模块进行数据交换。FROM是PLC主单元从BFM读数据的指令，TO是从PLC主单元将数据写到BFM的指令。五、模拟量输入/输出模块的读写操作1.FROM指令FROM指令是BFM读出指令，助记符、指令代码、操作数、程序步见表。FROM指令是将第“m1”号扩展模块中BFM编号为“m2”开始的n个数据读入PLC主单元，并存于D指定元件的n个数据寄存器中。FROM指令的属性1.FROM指令FROM指令的属性2.TO指令TO指令是BFM写入指令，助记符、指令代码、操作数、程序步见表。TO指令是将PLC主单元以S元件为首地址的n个字数据，写到第“m1”号扩展模块中，并存于BFM编号为“M2”开始的n个缓冲存器中。TO指令的属性2.TO指令TO指令的属性任务实施本任务的实施需要任务中指定的硬件条件与现场控制设备，在具备硬件条件与现场控制设备的情况下，按如下步骤任务实施。1．连接并调整调试好现场控制设备，确保完好。2．按顺序接入PLC主单元、FX2N-4AD-PT特殊功能模块、FXON-3A特殊功能模块。3．确定特殊功能模块的编号。任务实施本任务的实施需要任务中指定的硬件条件与现场控制设备，4．将温度传感器、压力传感器、电动调节阀的控制信号连接到相应的特殊功能模块。5．特殊功能模块BFM的分配。6．确定A/D、D/A转换中的比例关系，进行工程单位与读入数值之间的换算。7．编写用户程序。8．各单元单独调试后进行系统调试。4．将温度传感器、压力传感器、电动调节阀的控制信号连接到相应知识点：•串行通信模块RS、PRUN指令技能点：•会使用串行通信模块和RS指令、PRUN指令实现PLC与外部设备、PLC与PLC之间的通信任务２通信模块及其应用知识点：任务２通信模块及其应用在工业控制中，经常要用到PLC与计算机的通信，PLC与其他设备如变频器、触摸屏、机械手、视觉系统、数据检测系统等的通信。本任务只简要实现将数据寄存器D100~D109中的数据按16位通信传送出去，并将接收的数据转存到D000~D008中。任务提出在工业控制中，经常要用到PLC与计算机的通信，PLC任务分析要想完全实现PLC与其他设备之间数据的发送和接收，还必须有相应的支持该PLC通信的驱动程序，包括通信接口、端口设置、通信模式设置、程序传送、数据传送、系统监控等。应用系统不同，设置方式也不同。本任务编制的梯形图如图所示。数据通信传送程序任务分析要想完全实现PLC与其他设备之间数据的发送和接收相关知识1．异步串行通信接口RS232C采用按位串行的方式，传递的波特率规定为19200、9600、4800、2400、1200、600、300等。在通信距离较近，波特率要求不高的场合可以直接采用，既简单又方便。但是，由于RS232C接口采用单端发送、单端接收，所以，在使用中有数据通信速率低、通信距离近(15m）、抗共模干扰能力差等缺点。相关知识1．异步串行通信接口RS422接口采用差动发送、差动接收的工作方式，发送器、接收器仅使用+5V电源，因此在通信速率、通信距离、抗共模干扰能力等方面，较RS232C接口都有了很大提高。使用RS422接口，最大数据通信速率可达10Mbit/s(对应通信距离为12m），最大通信距离1200m(对应通信速率为10kbit/s）。RS422接口采用差动发送、差动接收的工作方式，发送器、接RS485接口的信号传送是用两根导线之间的电位差来表示逻辑1和逻辑0的，这样，RS485接口仅需两根传输线就可完成信号的接收和发送任务。传输线也采用差动接收、差动发送的工作方式，而且输出阻抗低、无接地回路问题，所以它的干扰抑制性很好，传输距离可达1200m，传输速率达10Mbit/s。很多小型PLC上都设有RS422通信接口或RS232C通信接口。应用RS422和RS232C通道，可配置一个与外部计算机进行通信的系统。该系统中，PLC和计算机相互传送数据，从而实现计算机对PLC的直接控制。RS485接口的信号传送是用两根导线之间的电位差来表示逻辑2．PLC与计算机的通信PLC与计算机连接，构成PLC和计算机的综合系统，可使PLC与计算机互补功能上的不足。FX系列PLC与通信设备间的数据交换，由特殊寄存器D8120的内容指定，交换数据的点数、地址用RS指令设置，并通过PLC的数据寄存器和文件寄存器实现数据交换。2．PLC与计算机的通信（1）通信参数设置在两个串行通信设备进行任意通信前，必须设置相互可以辨认的参数，这些参数是指传送数据的信息格式，包括起始位、数据位、奇偶校验位、停止位和波特率等。（2）串行通信指令RS串行通信指令是利用PLC的通信适配器FX-232ADP进行通信控制的，实现PLC与外围设备的数据传送与接收。（1）通信参数设置3．PLC与PLC的通信在较大规模的控制系统中，有时需要两台或两台以上的PLC进行控制。在FX2N

系列中，利用光纤并行通信适配器FX40AP/AW和双绞线并行通信适配器FXW-40AW，可实现2台FX系列PLC间的自动数据传送，达到2台PLC并联运行的目的。3．PLC与PLC的通信任务实施本任务的实施需要任务中指定的硬件条件与现场控制设备，在具备硬件条件与现场控制设备的情况下，按如下步骤任务实施。1．连接并调整调试好现场控制设备，确保完好。2．将FX-232ADP接入PLC主单元并利用通信线连接PLC与计算机。3．各单元单独调试后进行系统调试。任务实施本任务的实施需要任务中指定的硬件条件与现场控制设备，任务１模拟量输入输出模块及其应用任务２通信模块及其应用任务１模拟量输入输出模块及其应用知识点：•特殊功能模块、模拟量输入输出模块、FROM、TO指令技能点：•连接特殊功能模块与PLC主单元，会按照连接顺序对特殊功能模块编号，会使用FROM和TO指令对外部设备读写信号和控制任务１模拟量输入输出模块及其应用知识点：任务１模拟量输入输出模块及其应用在如图所示的设备中有一个水箱，水箱中安装有一压力变送器（压力传感器）和一温度传感器，电动调节阀控制进水量，温度传感器检测水温，压力传感器检测水压。现要用PLC来检测水温、水压，控制进水量。任务提出水箱在如图所示的设备中有一个水箱，水箱中安装有一压力变送器（压力任务分析PLC是从继电器控制系统的替代产品发展而来的，主要的控制对象是机电产品，以开关量居多。模拟量处理流程图任务分析PLC是从继电器控制系统的替代产品发展而来的，主要主单元与扩展模块实物图a）主单元b）FX2N-4AD-PTc）FXON-3A主单元与扩展模块实物图1．读取水箱温度2．读取水箱压力读取水箱温度程序梯形图读取水箱压力的程序梯形图1．读取水箱温度读取水箱温度程序梯形图读取水箱压力的程序梯形3．控制电动调节阀开度控制电路调节阀开度的程序梯形图3．控制电动调节阀开度控制电路调节阀开度的程序梯形图相关知识一、常用的模拟量输入输出模块模拟量输入模块(A/D模块）用于把现场连续变化的模拟信号转换成适合PLC内部处理的数字信号。模拟量输出模块(D/A模块）用于将PLC运算处理后的数字信号转换为相应的模拟信号输山，以满足生产过程现场连续控制信号的需求。相关知识一、常用的模拟量输入输出模块二、FX2N-4AD-PT温度输入模块温度输入模块FX2N-4AD-PT的功能是把现场的模拟温度信号转换成相应的数字信号送给PLC主单元。FX2N

有两种温度输入模块，一种是热电偶传感器，另一种是热电阻铂温度传感器，二者基本原理相同。现介绍FX2N-4AD-PT温度输入模块。二、FX2N-4AD-PT温度输入模块1.特点FX2N-4AD-PT温度输入模块将来自四个铂温度传感器(PT100，3线，100Ω）的输入信号放大，并将数据转换成12位的可读数据，存储在PLC主单元中，摄氏温度和华氏温度数据都可读取。读分辨率是0.2～0.3℃／0.36～0.54°F。所有的数据传输和参数设置都可以通过FX2N-4AD-PT的软件控制来调整。1.特点2.接线接线如图所示。FX2N-4AD-PT接线图2.接线FX2N-4AD-PT接线图3.技术指标与转换特性环境指标电源指标3.技术指标与转换特性环境指标电源指标性能指标性能指标4.BFM的分配每一模拟量输入/输出模块都有一个缓冲寄存器(BFM），FX2N-4AD-PT的BFM分配见表。BFM的分配4.BFM的分配BFM的分配（1）BFM#28。数字范围错误锁存见表，BFM#28锁存每个通道的错误状态，并且可用于检查热电偶是否断开。数字范围错误锁存（1）BFM#28。数字范围错误锁存见表，BFM#28锁存（2）BFM#29。错误状态见表，BFM#29的b10(数字范围错误）用于判断测量温度是否在允许范围内。（3）识别码BFM#30。可以使用FROM指令从BFM#30中读出特殊功能模块的识别码或ID号。BFM#29错误状态表（2）BFM#29。错误状态见表，BFM#29的b10(三、FXON-3A模拟量输入/输出模块模拟量输入/输出模块FXON-3A的功能是把现场的模拟信号转换成相应的数字信号送给PLC主单元。也把PLC的数字信号转换成模拟信号送给生产过程现场以满足连续控制信号的需求。1.特点模拟量输入/输出模块FXON-3A为两通道输入，一通道输出，在输入/输出的基础上选择电流或电压由用户的接线决定。三、FXON-3A模拟量输入/输出模块2.接线FXON-3A模块接线图2.接线FXON-3A模块接线图3.技术指标FXON-3A的技术指标见表。模拟量输入/输出模块FXON-3A的技术指标3.技术指标模拟量输入/输出模块FXON-3A的技术指标模拟量输入/输出模块FXON-3A的技术指标模拟量输入/输出模块FXON-3A的技术指标模拟量输入/输出模块FXON-3A的技术指标模拟量输入/输出模块FXON-3A的技术指标4.BFM的分配FXON-3A模块BFM的分配见表。5.增益与偏移增益与偏移是使用FXON-3A模块要设定的两个重要参数。FXON-3A模块BFM的分配表4.BFM的分配FXON-3A模块BFM的分配表四、特殊功能模块的编号主单元和模块连接图四、特殊功能模块的编号主单元和模块连接图五、模拟量输入/输出模块的读写操作BFM中的数据是通过FROM指令或TO指令使PLC主单元与模块进行数据交换。FROM是PLC主单元从BFM读数据的指令，TO是从PLC主单元将数据写到BFM的指令。五、模拟量输入/输出模块的读写操作1.FROM指令FROM指令是BFM读出指令，助记符、指令代码、操作数、程序步见表。FROM指令是将第“m1”号扩展模块中BFM编号为“m2”开始的n个数据读入PLC主单元，并存于D指定元件的n个数据寄存器中。FROM指令的属性1.FROM指令FROM指令的属性2.TO指令TO指令是BFM写入指令，助记符、指令代码、操作数、程序步见表。TO指令是将PLC主单元以S元件为首地址的n个字数据，写到第“m1”号扩展模块中，并存于BFM编号为“M2”开始的n个缓冲存器中。TO指令的属性2.TO指令TO指令的属性任务实施本任务的实施需要任务中指定的硬件条件与现场控制设备，在具备硬件条件与现场控制设备的情况下，按如下步骤任务实施。1．连接并调整调试好现场控制设备，确保完好。2．按顺序接入PLC主单元、FX2N-4AD-PT特殊功能模块、FXON-3A特殊功能模块。3．确定特殊功能模块的编号。任务实施本任务的实施需要任务中指定的硬件条件与现场控制设备，4．将温度传感器、压力传感器、电动调节阀的控制信号连接到相应的特殊功能模块。5．特殊功能模块BFM的分配。6．确定A/D、D/A转换中的比例关系，进行工程单位与读入数值之间的换算。7．编写用户程序。8．各单元单独调试后进行系统调试。4．将温度传感器、压力传感器、电动调节阀的控制信号连接到相应知识点：•串行通信模块RS、PRUN指令技能点：•会使用串行通信模块和RS指令、PRUN指令实现PLC与外部设备、PLC与PLC之间的通信任务２通信模块及其应用知识点：任务２通信模块及其应用在工业控制中，经常要用到PLC与计算机的通信，PLC与其他设备如变频器、触摸屏、机械手、视觉系统、数据检测系统等的通信。本任务只简要实现将数据寄存器D100~D109中的数据按16位通信传送出去，并将接收的数据转存到D000~D008中。任务提出在工业控制中，经常要用到PLC与计算机的通信，PLC任务分析要想完全实现PLC与其他设备之间数据的发送和接收，还必须有相应的支持该PLC通信的驱动程序，包括通信接口、端口设置、通信模式设置、程序传送、数据传送、系统监控等。应用系统不同，设置方式也不同。本任务编制的梯形图如图所示。数据通信传送程序任务分析要想完全实现PLC与其他设备之间数据的发送和接收相关知识1．异步串行通信接口RS232C采用按位串行的方式，传递的波特率规定为19200、9600、4800、2400、1200、600、300等。在通信距离较近，波特率要求不高的场合可以直接采用，既简单又方便。但是，由于RS232C接口采用单端发送、单端接收，所以，在使用中有数据通信速率低、通信距离近(15m）、抗共模干扰能力差等缺点。相关知识1．异步串行通信接口RS422接口采用差动发送、差动接收的工作方式，发送器、接收器仅使用+5V电源，因此在通信速率、通信距离、抗共模干扰能力等方面，较RS232C接口都有了很大提高。使用RS422接口，最大数据通信速率可达10Mbit/s(对应通信距离为12m），最大通信距离1200m(对应通信速率为10kbit/s）。RS422接口采用差动发送、差动接收的工作方式，发送器、接RS485接口的信号传送是用两根导线之间的电位差来表示逻辑