985重点大学PLC课件10特殊功能模块VIP

985重点大学PLC课件10特殊功能模块第一页，共61页。目录特殊功能模块的类型及使用模拟量输入模块FX2N-4AD模拟量输出模块FX2N-4DA可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SET1第二页，共61页。内容提要2

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。第三页，共61页。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3第四页，共61页。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。每个特殊功能模块都有一个确定的地址编号。FX2N-48MRFX2N-4ADFX2N-16EXFX2N-4DAFX2N-32ERFX2N-4AD-PT0号2号1号图10-1FX2N-48MR与特殊功能模块连接示意图4第五页，共61页。第一节特殊功能模块的类型及使用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。2.FX2NPLC与特殊功能模块之间的读/写操作5第六页，共61页。第一节特殊功能模块的类型及使用(1)特殊功能模块读指令指令名称助记符指令代码操作数程序步m1m2[D·]n读指令FROMFNC78K、Hm1=0～7K、Hm2=0～31KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZK、Hn=1～32FROM9步(D)FROM17步表10-1特殊功能模块读指令要素6第七页，共61页。第一节特殊功能模块的类型及使用K2K10D10K6FNC78FROMXOO1m1m2m[D·]图10-2FROM指令格式7第八页，共61页。第一节特殊功能模块的类型及使用(2)特殊功能模块写指令指令名称助记符指令代码操作数程序步m1m2[S·]n写指令TOFNC79K、Hm1=0～7K、Hm2=0～31KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z、K、HK、Hn=1～32FROM9步(D)FROM17步表10-2特殊功能模块写指令要素8第九页，共61页。第一节特殊功能模块的类型及使用H2K10D20K2FNC79TOXOO1m1m2m[S·]图10-3TO指令格式9第十页，共61页。第十一页，共61页。第二节模拟量输入模块FX2N-4AD一、技术指标及端子连接1.技术指标图10-4模拟量输入模块FX2N-4AD外观10第十二页，共61页。第二节模拟量输入模块FX2N-4AD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200kΩ)绝对最大输±15VDC-20～+20mA(输入电阻250Ω)绝对最大输入±32mA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5mV(10V×1/2000)20μA(20mA×1/1000)综合精确度±1%(在-10～+10V范围)±1%(在-20～+20mA范围)表10-3FX2N-4AD技术指标11第十三页，共61页。第二节模拟量输入模块FX2N-4AD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转换速度每通道15mS(高速转换方式时为每通道6mS)隔离方式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DC24V±10%55mAI/O占有点数程序上为8点(作输入或输出点计算),由PLC供电的消耗功率为5V30mA续表12第十四页，共61页。第二节模拟量输入模块FX2N-4AD2.端子连接

图10-5FX2N-4AD接线图注意：当采用电流输入信号或电压输入信号时，端子的连接方法不一样。

13第十五页，共61页。第二节模拟量输入模块FX2N-4AD二、缓冲寄存器及设置缓冲寄存器BFM，是特殊功能模块工作设定及与主机通讯用的数据中介单元，是FROM/TO指令读和写操作目标。该缓冲寄存器区由32个16位的寄存器组成，编号为BFM#0～#31。14第十六页，共61页。第二节模拟量输入模块FX2N-4AD1.缓冲寄存器(BFM)编号BFM内容*#0通道初始化缺省设定值=H0000*#1CH1平均值取样次数(取值范围1～4096)默认值=8*#2CH2*#3CH3*#4CH4#5CH1分别存放4个通道的平均值#6CH2#7CH3#8CH4表10-4FX2N-4AD模块BFM分配表15第十七页，共61页。第二节模拟量输入模块FX2N-4ADBFM内容#9CH1分别存放4个通道的当前值#10CH2#11CH3#12CH4#13～#14#16～#19保留#15

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*#20

*#20恢复到默认值或调整值默认值=0*#21

*#21禁止零点和增益调整缺省设定值=0,1(允许)续表16第十八页，共61页。第二节模拟量输入模块FX2N-4ADBFM内容*#22零点(Offset)、增益(Gain)调整b7b6b5b4b3b2b1b0G4O4G3O3G2O2G1O1*#23零点值缺省设定值=0*#24增益值缺省设定值=5000#25～#28保留#29出错信息#30识别码K2010#31不能使用续表17第十九页，共61页。第二节模拟量输入模块FX2N-4AD表中内容需要说明的有以下几点。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。3.PLC用FROM指令可将不*号的BFM内的数据读入。18第二十页，共61页。第二节模拟量输入模块FX2N-4AD①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。2.缓冲寄存器(BFM)的设置

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。19第二十一页，共61页。第二节模拟量输入模块FX2N-4AD②输入当前值送到BFM#9～#12,输入平均值送到BFM#5～#8。③各通道平均值取样次数由BFM#1～#4来指定。取样次数范围1～4096,若设定值超过该数值范围,按缺省设定值8处理。④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。⑤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。20第二十二页，共61页。第二节模拟量输入模块FX2N-4AD⑥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。⑦BFM#23和#24中设定值以mV或μA为单位,但受FX2N-4AD的分辨率影响,其实际影响应以5mV/20μA为步距。⑧BFM#30中存的是特殊功能模块的识别码,PLC可用FROM指令读入。⑨BFM#29中各位的状态是FX2N-4AD运行正常与否的信息。21第二十三页，共61页。第二节模拟量输入模块FX2N-4ADBFM#29的位ONOFFb0当b1～b3任意为ON时,错误无错误b1表示零点和增益发生错误零点和增益正常b2DC24V电源故障电源正常b3A/D模块或其他硬件故障硬件正常b4～b9未定义b10数值超出范围-2048～+2047数值在规定范围b11平均值采用次数超出范围1～4096平均值采用次数正常b12零点和增益调整禁止零点和增益调整允许b13～b15未定义表10-5BFM#29中各位的状态信息22第二十四页，共61页。第二节模拟量输入模块FX2N-4AD三、应用举例【例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。现要求仅开通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FX2N-48MR的数据寄存器D0和D1中。分析：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。按照控制要求设计的梯形图如图10-6所示。23第二十五页，共61页。第二节模拟量输入模块FX2N-4AD图10-6例1的梯形图24第二十六页，共61页。第二节模拟量输入模块FX2N-4AD【例2】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。分析：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。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。相关的程序及说明见图10-7所示。25第二十七页，共61页。第二节模拟量输入模块FX2N-4AD图10-7例2的梯形图26第二十八页，共61页。第三节模拟量输出模块FX2N-4DA一、技术指标及端子连接1.技术指标模拟量输出模块FX2N-4DA27第二十九页，共61页。项目电压输出电流输出4通道模拟量输出。根据电流输出还是电压输出,对端子进行设置模拟量输出范围DC-10～+10V(外部负载电阻1kΩ～1MΩ)DC+4～+20mA(外部负载电阻500Ω以下)数字输入电压=-2048～+2047电流=0～+1024分辨率5mV(10V×1/2000)20μA(20mA×1/1000)综合精确度满量程10V的±1%满量程20mA的±1%转换速度2.1mS(4通道)隔离方式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。通道间没有隔离模拟量用电源DC24V±10%130mAI/O占有点数程序上为8点(作输入或输出点计算),由PLC供电的消耗功率为5V30mA表10-6FX2N-4DA技术指标28第三十页，共61页。第三节模拟量输出模块FX2N-4DA2.端子连接V+I+VI-……V+I+VI-CH1……CH4FX2N-4DA○○○○电压输出信号电流输出信号图10-9FX2N-4DA接线图29第三十一页，共61页。第三节模拟量输出模块FX2N-4DA二、缓冲寄存器及设置模拟量功能模块FX2N-4DA的缓冲寄存器BFM由32个16位的寄存器组成，编号为BFM#0～#31。1.缓冲寄存器(BFM)编号30第三十二页，共61页。BFM内容*#0(E)模拟量输出模式选择缺省值=H0000*#1CH1输出数据*#2CH2输出数据*#3CH3输出数据*#4CH4输出数据*#5(E)输出保持或回零缺省值=H0000#6、#7保留*#8(E)CH1、CH2的零点和增益设置命令，初值为H0000*#9(E)CH3、CH4的零点和增益设置命令，初值为H0000表10-7FX2N-4DA模块BFM分配表31第三十三页，共61页。BFM内容*#10CH1的零点值单位:mV或mA例:采用输出模式3时各通道的初值:零点值=0增益值=5000*#11CH1的增益值*#12CH2的零点值*#13CH2的增益值*#14CH3的零点值*#15CH3的增益值*#16CH4的零点值*#17CH4的增益值#18、#19保留续表32第三十四页，共61页。BFM内容*#20(E)初始化初值=0*#21(E)I/O特性调整禁止,初值=1#22～#28保留#29出错信息#30识别码K3010#31保留

注:1.带*号的BFM缓冲寄存器可用TO指令将数据写入。2.带E表示数据写入到EEPROM中，具有断电记忆。续表33第三十五页，共61页。第三节模拟量输出模块FX2N-4DA①BFM#0中的4位十六进制数H0000分别用来控制4个通道的输出模式，由低位到最高位分别控制CH1、CH2、CH3和CH4。2.缓冲寄存器(BFM)的设置在H0000中:位(bit)=0时,电压输出(-10～+10V)；位(bit)=1时,电流输出(+4～+20mA)；位(bit)=2时,电流输出(0～+20mA)。34第三十六页，共61页。第三节模拟量输出模块FX2N-4DA②输出数据写在BFM#1到BFM#4。其中：

BFM#1为CH1输出数据(缺省值=0)；BFM#2为CH2输出数据(缺省值=0)；BFM#3为CH3输出数据(缺省值=0)；BFM#4为CH4输出数据(缺省值=0)。35第三十七页，共61页。第三节模拟量输出模块FX2N-4DA③PLC由RUN转为STOP状态后,FX2N-4DA的输出是保持最后的输出值还是回零点，则取决于BFM#5中的4位十六进制数值,其中0表示保持输出值,1表示恢复到0。36第三十八页，共61页。第三节模拟量输出模块FX2N-4DA

④BFM#8和#9为零点和增益调整的设置命令,通过#8和#9中的4位十六进制数指定是否允许改变零点和增益值。b3b2b1b0G2O2G1O1其中:b3b2b1b0G4O4G3O3(a)(b)图10-10BFM#8和#9为零点和增益调整的设置对应值37第三十九页，共61页。第三节模拟量输出模块FX2N-4DA⑤BFM#10～#17为零点和增益数据。⑥BFM#20为复位命令。⑦BFM#21为I/O状态禁止调整的控制。⑧BFM#29中各位的状态是FX2N-4DA运行正常与否的信息。⑨FX2N-4DA的识别码为K3010，存于BFM#30中。38第四十页，共61页。第三节模拟量输出模块FX2N-4DA三、应用举例【例3】FX2N-4DA模拟量输出模块的编号为1号。现要将FX2N-48MR中数据寄存器D10、D11、D12、D13中的数据通过FX2N-4DA的四个通道输出，并要求CH1、CH2设定为电压输出(-10～+10V),CH3、CH4通道设定为电流输出(0～+20mA),并且FX2N-48MR从RUN转为STOP状态后,CH1、CH2的输出值保持不变,CH3、CH4的输出值回零。试编写程序。39第四十一页，共61页。第三节模拟量输出模块FX2N-4DA满足以上要求的梯形图下图所示。其中为通道CH1、CH2传送数据的寄存器D10、D11的取值范围为-2000～+2000;为通道CH3、CH4传送数据的寄存器D12、D13的取值范围为0～+1000。40第四十二页，共61页。【例4】若FX2N-2DA模拟量输出模块接在2号模块位置，CH1设定为电压输出，CH2设定为电流输出，并要求当PLC从RUN转为STOP状态后，最后的输出值保持不变。

第四十三页，共61页。第四节十字键输入52第四十四页，共61页。第四节十字键输入52第四十五页，共61页。第五节可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SET一、FX2N-1RM-SET的特点FX2N-1RM-SET外形41第四十六页，共61页。第五节可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SET1.可在高速旋转时准确检测角度和位置信号可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SET在此种检测中，控制分辨率为1°(或0.5°)，响应速度为830rpm/1°(或415rpm/0.5°)。42第四十七页，共61页。第五节可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SET①联机时必须放置在FX2N的最后部，且最多可连接3台FX2N-1RM-SET。②PLC通过FROM/TO指令对FX2N-1RM-SET进行监视和控制，利用PLC的输出端实现48点的输出。③可以使用计算机安装的PLC专用编程软件或编程器对可编程凸轮控制器进行程序的安装和下载。④FX2N-1RM-SET的程序存储在EEPROM中，当与FX2N联机时可设置8个程序库。2.可与PLC联机使用43第四十八页，共61页。第五节可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SET①通过操作面板进行监视和控制,可连接FX2N晶体管输出扩展单元,通过该扩展单元实现48点的输出。②FX2N-1RM-SET的程序存储在EEPROM中。3.FX2N-1RM-SET独立使用44第四十九页，共61页。第五节可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SET其他的特点：4.掉电保护功能5.本机具有的其他功能6.对连接电缆的限制45第五十页，共61页。第五节可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SET二、缓冲寄存器及设置FX2N-1RM-SET的联机运行缓冲寄存器(BFM)编号缓冲寄存器(BFM)的设置46第五十一页，共61页。BFM号名称初始值说明R:读,W:写,K:保持文本寄存器号#0初值设置0W、KD7144#1参考角度0机械参考角度的设置W、KD7145#2、#8002、#9002程序库号(00～07)0当与PLC连接时有效W#3#8003、#9003命令0W#4输出禁止(Y000～Y017)0b=0允许,b=1禁止输出W表10-8FX2N-1RM-SET缓冲寄存器BFM分配表(部分)47第五十二页，共61页。

注：FX2N-1RM-SET缓冲寄存器使用时要注意。1.当PLC同时连接两个或三个FX2N-1RM-SET时,PLC通过读/写最近一台FX2N-1RM-SET的缓冲寄存器编号:BFM#8000～#8999(对应第二台FX2N-1RM-SET)、BFM#9000～#9999(对应第三台FX2N-1RM-SET)的相关数据，实现与第二和第三台FX2N-1RM-SET的通讯。2.FX2N-1RM-SET缓冲寄存器内的数据均为16位2进制数。3.当角度采用单倍值表示时，分辨率为1度；当采用2倍值表示时，分辨率为0.5度。48第五十三页，共61页。第五节可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SETb15～b7b6b5b4b3b2b1b0未使用禁止键盘RUN到PRG操作局部自动角校正自动角校正程序库规格EEPROM写保护旋转方向分辨率0:允许1:不允许0:不使用1:Y000～Y003使用0:不使用1:Y000～Y017使用0:外部输入1:与PLC连接0:允许写入1:不允许0:时钟方向1:计数器方向0:0.5度1:1度表10-9初始设置缓冲寄存器(BFM#0)49第五十四页，共61页。第五节可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SETb15～b7b6b5b4b3b2b1b0未使用在BFM的保持区域写指令初始化BFM的保持区域RUN方式下写指令复位选择参考角PRG方式RUN方式0:允许1:不允许0:不使用1:Y000～Y