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1、2012年5月17日星期四 第七章 可编程控制器的扩展设备 1 第7章 可编程控制器的扩展设备 .7.1 概述 7.1.1 基本单元与扩展设备的连接 7.1.2 特殊单元和特殊模块的模块号 .7.2 模拟量输入输 出模块 7.2.1 FX-2AD模拟量输入模块 7.2.2 FX-4AD模拟量输入模块 7.2.3 FX-2DA模拟量输出模块 7.2.4 其他模拟量输入输出模块简介 7.3.1 FX-1HC高速计数器模块 7.3.2 FX-1PG和FX-10PG脉冲输出模块 7.3.3 FX-10GM和FX-20GM定位专用单元 7.3.4 FX-1RM-E-SET可编程凸轮开关 7.3 定位控制
2、模块 7.4.1 CC-LINK省配线网络 7.4.2 AS-I省配线网络 7.4.3 数据链接 7.4.4 通用通信、外围设备通信 7.4 FX系列PLC的 通信和数据链 接简介 7.5 图形操作终端 2012年5月17日星期四 第七章 可编程控制器的扩展设备 2 7.1.1 基本单元与扩展设备的连接 可编程控制器的基本单元和外接扩展设备的连接如图7-1所 示，扩展设备主要有扩展模块、特殊单元、特殊模块、特殊适配 器、功能扩展板和存储盒等。 图7- 1 可编程控制器基本单元与扩展设备的连接 7.1 概述概述 2 扩展模块，扩展单元 1 基本单元 6 功能扩展板 7存储盒 3特殊单元，4 特殊
3、模块 5 特殊适配器 2012年5月17日星期四 第七章 可编程控制器的扩展设备 3 种类内容连接内容安装位置 基本单元 具有CPU和内置电源的输入输出 附有连接电缆。 输入输出总点数为256。 基本单元可以连接8个特殊单元 和特殊模块，但实际上可 以连接的特殊单元的数量 和电源容量有关。 扩展模块 用于输入输出扩展，从基本单元和扩展单元获 得电源。 内置连接电缆。 基本单元右侧 特殊单元 用于输入特殊控制的扩展，内置电源。 附有连接电缆。 基本单元右侧 特殊模块 用于输入特殊控制的扩展，无内置电源。从基 本单元和扩展单元获得电源。 内置连接电缆。 基本单元右侧 特殊适配器 用于输入特殊控制的
4、扩展，无内置电源。从基 本单元和扩展单元获得电源。 不占用输入输出点数。 通过使用FX-CNV-BD型功能扩 展板，可以连接一台。 基本单元左侧 功能扩展板 用于功能的扩展。 不占用输入输出点数。 可以内置一台。 内置在基本单元上 存储盒 功能扩展存储 器 EEPROM存储器：最大16000步。 RAM：最大16000步。 EPROM存储器：最大16000步。 可以内置一台，可以和功能扩 展板合用。如果安装功能 扩展存储器，可以增加变 频器控制功能。 内置在基本单元上 表7- 1 基本单元与扩展设备的连接 2012年5月17日星期四 第七章 可编程控制器的扩展设备 4 7.1.2 特殊单元和特
5、殊模块的模块号 可编程控制器基本单元为了能识别该特殊单元和特殊模块，对连接在 基本单元的右侧的特殊单元和特殊模块进行编号，编号不包括输入输 出扩展单元，最靠近基本单元的编号为0号，并依次为到号，以 供可编程控制器进行识别。 图7- 2 特殊模块的模块号 一个基本单元最多可以连接8个特殊单元和特殊模块。 FX-48MRFX-4AD FX-16EX FX-4ADFX-32ERFX-4AD 基本单元特殊模块 扩展模块 特殊模块扩展单元特殊模块 012 2012年5月17日星期四 第七章 可编程控制器的扩展设备 5 7.2 模拟量输入输出模块模拟量输入输出模块 VIN1 COM1 IIN1 37.3K
6、 250 165K 250 电压输入 电流输入 DC0V10V 4mA20mA PLC 双绞屏蔽电缆 双绞屏蔽电缆 FX2N-2AD 模拟量输入模块 VIN2 COM2 IIN2 37.3K 165K 扩展电缆 图7- 3 FX2AD模拟量输入模块的接线方式 7.2.1 FX2AD模拟量输入模块模拟量输入模块 1、接线方式、接线方式 FX2AD模拟量输入模块的接线方式如图7-3所示。 2012年5月17日星期四 第七章 可编程控制器的扩展设备 6 FX2AD的两个通道不能一个作为模拟电压的输入，另一个又作为电 流的输入，因为所有通道都采用同样的偏移值和增益值。对于电流输入， 必须使如图所示的V
7、IN2和IIN2短接。 对于输入为模拟电压量，如果输入有电压波动或有外部电气电磁干扰 影响，可在处加入一个滤波电容(01047F25V)。 FX-2AD模拟量输入模块和基本单元用电缆连接如图7-4所示。 图7- 4 FX-2AD模拟量输入模块和基本单元连接图 FX-32MTFX-2AD FX-16EX FX-2ADFX-32ERFX-2AD 2012年5月17日星期四 第七章 可编程控制器的扩展设备 7 项目输入电压输入电流 模拟量输入范围 DC 010V, DC 05V (输入电阻200k) 绝对最大量程：DC-0.5+15v 420mA (输入电阻250) 绝对最大量程：-2mA60mA
8、数字输出12位 分辨率2.5mV(10V1/4000)4A (20mA1/4000) 体精度1%(满量程010V)1%(满量程420mA) 转换速度2.5mS/通道(顺控程序和同步) 隔离 在模拟和数字电路之间光电隔离 直流/直流变压器隔离主单元电源 在模拟通道之间没有隔离 电源 DC5V、30mA(由主单元提供) DC24V(110%)，85mA(由主单元提供) 占用I/O点数占用8个输入或输出点 尺寸：宽厚x高43mm87mm90mm 质量0.2kg 表7- 2 FX2AD模拟量输入模块的性能 2、性能指标、性能指标 2012年5月17日星期四 第七章 可编程控制器的扩展设备 8 10V4
9、mA 10.238V 模拟量电压 4095 4000 数字量输出 模拟量电流 数字量输出 4000 4095 20.380mA 20mA (b)电压输入(a)电流输入 3、A/ D的转换关系的转换关系 FX2AD模拟量输入模块有二个输入通道，可以接成电压输 入，也可以接成电流输入形式，其数字量和模拟量的比例关系 如图7-5所示。 图7- 5 FX2AD模拟量输入模块AD转换关系 2012年5月17日星期四 第七章 可编程控制器的扩展设备 9 4、FX2AD缓冲寄存器缓冲寄存器(BFM) 缓冲寄存器(BFM)用来与PLC基本单元进行数据交换，每个缓冲 寄存器的位数为16位。FX2AD占用FX扩展
10、总线的8个点，这8 个点可以是输入或输出点，其分配关系如表7-3所示。 BFM编号b15b8b7b4b3b2b1b0 #0未使用当前输入值的低八位 #1未使用当前输入值的高四位 #216未使用 #17未使用模/数转换开始标注位模/数转换通道；指定标注位 #18或其它未使用 表7- 3 FX2AD缓冲寄存器(BFM) 分配表 BFM#0：保存由BFM#17通道指定标注位指定的通道输入的低八值当前数据值。数据 值按二进制形式保存。 BFM#1：保存输入的高四位当前数据值。数据值按二进制形式保存。 BFM#17：b0模数转换通道(CHl，CH2)标注位。 b00CHl， b01CH2， b101模/
11、数转换开始。 2012年5月17日星期四 第七章 可编程控制器的扩展设备 10 5、偏置和增益的调节、偏置和增益的调节 模拟量输入模块在出厂时的初始值为0到10V的电压输入，偏置值和增益 值调节到数字值为0到4000。当FX2AD模拟量输入模块用于电流输入或 0到5V的直流电压输入，或根据电气设备的输入特性进行输入时，就有必 要对偏置值和增益值进行再调节。 偏置值和增益值的调节就是对实际的模拟输入值设定一个对应的数字值。 图7- 6 FX2AD偏置和增益的调节 VIN IIN COM 电压发生器 电流发生器 FX2N-2AD A V + - VIN IIN COM FX2N-2AD + - (
12、a)电压输入 (b)电流输入 容量调节器 偏置和增益 的调节 2012年5月17日星期四 第七章 可编程控制器的扩展设备 11 数字量输出 电流输入 4000 4mA20mA 数字量输出 10V 数字量输出 5V 出厂时的电压输入特性(010V)电压输入特性(05V)电流输入特性(420mA) 电压输入 电压输入 40004000 模拟值 模拟值 模拟值 图7- 7 增益值的调节 （1）增益值的调节 增益值可以设置为任意数字值，但是为了将12位分 辨率展示到最大，使可使用的数字范围为04000。 在电压输入时，对于10V的模拟量输入值，数字值调节到4000， 在电流输入时，对于20mA的模拟量
13、输入值，数字值调节到4000。 2012年5月17日星期四 第七章 可编程控制器的扩展设备 12 数字量输出 电流输入 40 4mA4.1mA 数字量输出 电压输入 25 100mV 80 数字量输出 电压输入 100mV 出厂时的电压输入特性(010V)电压输入特性(05V)电流输入特性(420mA) 模拟值模拟值模拟值 （2）偏置值调节 偏置值可以设置为任意数字值，但是数字值 以下述方式设置时，建议设定模拟值。 图7- 8 偏置值调节 2012年5月17日星期四 第七章 可编程控制器的扩展设备 13 6、FX2AD应用实例应用实例 图7- 9 模拟量输入梯形图 TOK0 K17H0000K
14、1 TOK0 K17H0002K1 FROMK0 K0K2M100K2 MOV K4M100 D100 TOK0 K17H0001K1 TOK0 K17H0003K1 FROMK0 K0K2M100K2 MOV K4M100 D101 a)选择AD输入通道1 b)通道1的A/D转换开始 c)读取通道1的数字值 d)通道1的高4位移到下面的8位上，并存到D100。 e)选择AD输入通道2 b)通道2的A/D转换开始 c)读取通道2的数字值 d)通道2的高4位移到下面的8位上，并存到D101。 X0 X1 2012年5月17日星期四 第七章 可编程控制器的扩展设备 14 7、求、求FX2AD输入信
15、号平均值应用实例输入信号平均值应用实例 如果读取的数据不够稳定时，可在图7-9所示的程序后增加 图7-10所示的程序，采用若干个扫描周期读取的平均数据值。 图7- 10 求一段时间内模拟量的平均值 DMOVK0 DMOVK0 DMOVK0 MOVK0 MOVK0 DADD DADD DCMP DDIV DDIV DINC M8000 M133 M8002 D114 D112 D116 D100 D118 D110 D114 D116 D118 D114 D116 M132 D114 D116 D118 D101 D102 D103 D118 M133 K20 D118 对扫描周期计数 将CH1
16、中每个扫描周期的值累加到D115，D114中 将CH2中每个扫描周期的值累加到D117，D116中 设定20个扫描周期 将CH1中20个扫描周期的平均值存放到D111，D110中 将CH2中20个扫描周期的平均值存放到D113，D112中 数据初始化 2012年5月17日星期四 第七章 可编程控制器的扩展设备 15 FX4AD模拟量输入模块有四个输入通道，通道号分别为CHl、CH2、CH3、 CH4。输入通道用于将外部输入的模拟量信号转换成数字量信号，即称为A D转换，其分辨率为12位。 输入的模拟量信号可以是电压也可以是电流，输入电压或电流的选择是由用 户通过不同的接线来完成的。模拟电压值范围是10V10V，分辨率为 5mv。如果为电流输入，则电流输入范围为420 mA或20 mA20 mA， 分辨率为20A。 1、特点、特点 1) 提供12位高精
