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1、第5章 可编程控制器的模拟量 控制与编程 5.1模拟量的基本概念 5.2模拟量模块及其编程 5.3模拟量控制的应用 5.1模拟量的基本概念 模拟量：在时间上、数值上都连续变化的物理量。 1、初始性 模拟量大部分是自然界中的初始变量。 对非电量进行测量、处理、控制时，要把非电量转化成 模拟电信号。 标准的模拟电压信号：010V。 标准的模拟电流信号：420mA或020mA 模拟电信号的产生过程：见图5-1 5.1模拟量的基本概念 5.1模拟量的基本概念 2、连续性 模拟量随时间的变化曲线是光滑而连续的，没有间断点 。 变化曲线见图5-2 3、转换性 A/D转换；D/A转换。 4、过程性 模拟量控
2、制系统=过程控制系统：输入信号和输出信号 都是模拟量的控制系统。 模拟量控制系统框图：图5-4 5.2 模拟量模块及其编程 FX2系列PLC的模拟量控制模块主要有：4路 输入、2路输出模块F2-6A-E；4路输入模块 FX-4AD； 2路输出模块FX-2DA 等。 常用的模拟量模块外形图见图5-5 5.2.1模拟量输入输出单元 F2-6A-E F2-6A-E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-E是8位4通道输入、2通道输出的模拟 量输人输出模块。 F2-6A-E输入输出特性如表5-1所示。 5.2.1模拟量输入输出单元
3、F2-6A-E 1、输入通道 4路模拟量输入通道分别记为0、1、2、3。 每个通道都可以用开关设置成电压或电流输入状态。 量程可设定成DC 05V、 DC 010V、 DC420mA、DC020mA。 2、输出通道 2路模拟量输出通道分别记为0、1。 每个通道都可以用开关设置成电压或电流输出状态。 量程可设定成DC 05V、 DC 010V、 DC420mA、DC020mA。 5.2.1模拟量输入输出单元 F2-6A-E 3、通道编号 与F1、F2系列PLC配合 F1、F2系列PLC中有3个扩展接口，分别编号为000 、 400、500。F2-6A-E直接与相应接口相连即可。 电气连接时的通道
4、编号（见图5-6） 输入输出的通道号由3位数字组成。 5.2.1模拟量输入输出单元 F2-6A-E 与F1、F2系列PLC配合 输入通道编号12种表示法 CH010CH013 CH410CH413 CH510CH513 输出通道编号6种表示法 CH000CH001 CH400CH401 CH500CH501 5.2.1模拟量输入输出单元 F2-6A-E 与F1、F2系列PLC配合 编写指令时的通道编号 输入通道编号12种表示法 K010K013 K410K413 K510K513 输出通道编号6种表示法 K000K001 K400K401 K500K501 5.2.1模拟量输入输出单元 F2-
5、6A-E 与FX2系列PLC配合 与FX2系列PLC配合时，它们之间必须加一个FX2- 24EI接口单元。每个FX2系列PLC最多可接3个FX2- 24EI。每个FX2-24EI可提供16个输入点，8个输出点 。 FX2-24EI与FX2基本单元相接时，由近到远依次编号 为NO.1、 NO.2、 NO.3。地址用输入输出的首元件号 表示。X40，Y30（实际地址X40X57，Y30Y37 ）；X60，Y40 （实际地址X60X77，Y40Y47） ；X100，Y50 （实际地址X100X117，Y50Y57 ） 。（见图5-8） 5.2.1模拟量输入输出单元 F2-6A-E 与FX2系列PLC
6、配合 电气连接时的通道编号（见图5-9） 输入通道编号表示法 X，Y010 X，Y013 输出通道编号表示法 X，Y000 X，Y001 5.2.1模拟量输入输出单元 F2-6A-E 与FX2系列PLC配合 编写指令时的通道编号 输入通道编号表示法 X，YK010 X，YK013 输出通道编号表示法 X，YK000 X，YK001 5.2.1模拟量输入输出单元 F2-6A-E 4、数据传输 F1、F2系列PLC与F2-6A-E之间进行数据传输时，是 PLC的D000D777数据寄存器与F2-6A-E的锁存器 之间进行。（3位BCD码） FX2系列PLC与F2-6A-E之间进行数据传输时，是 P
7、LC的D000D512、 D1000D2999数据寄存器 与F2-6A-E的锁存器之间进行。（4位BCD码） 数据传输及处理关系见图5-10 5.2.1模拟量输入输出单元 F2-6A-E 5、编程方法 F1、F2系列PLC： 从F2-6A-E读数据用功能指令F670 K85。此时数 据源为F2-6A-E的输入通道；数据目标为PLC的数据 寄存器D700D777。 在图5-11中，F671为设定线圈，用于指明数据来源； F672为设定线圈，用于指明数据传送目标；F670为功 能线圈，K85指明模拟量读操作； 程序段含义：当X400得电时，PLC将连接400扩展 口的F2-6A-E的输入第2号通道
8、中的模拟量，转换成8位 二进制数后读入PLC，被处理为3位BCD码存入PLC的 D730中 5.2.1模拟量输入输出单元 F2-6A-E 5、编程方法 F1、F2系列PLC： 向F2-6A-E写数据用功能指令F670 K86。此时数据 源为PLC的数据寄存器D700D777；数据目标为F2- 6A-E的输出通道。 在图5-12中，F671为设定线圈，用于指明数据源； F672为设定线圈，用于指明数据传送目标；F670为功 能线圈，K86指明模拟量写操作； 程序段含义：当X400得电时，PLC将D740中的3位 BCD码处理为8位二进制数后转换成模拟量写到连接000 扩展口的F2-6A-E的输出
9、第1号通道中。 5.2.1模拟量输入输出单元 F2-6A-E 5、编程方法 FX2系列PLC： 从F2-6A-E读数据用功能指令ANRD。此时数据源为 F2-6A-E的输入通道；数据目标为PLC的数据 寄存器D000D512、 D1000D2999 。 在图5-13中，X40、Y30为扩展口号， K10为数据 来源； D300为数据传送目标；ANRD指明模拟量读操 作； 程序段含义：当X0得电时，PLC将连接X40，Y30 扩展口的F2-6A-E的输入第0号通道中的模拟量，转换成 8位二进制数后读入PLC，被处理为4位BCD码存入PLC 的D300中。 在图5-13中，X40、Y30为扩展口号
10、， K10为数据 来源； D300为数据传送目标；ANRD指明模拟量读操 作； 程序段含义：当X0得电时，PLC将连接X40，Y30 扩展口的F2-6A-E的输入第0号通道中的模拟量，转换成 8位二进制数后读入PLC，被处理为4位BCD码存入PLC 的D300中。 5.2.1模拟量输入输出单元 F2-6A-E 5、编程方法 FX2系列PLC： 向F2-6A-E写数据用功能指令ANWR。此时数据源为 PLC的数据寄存器D000D512、 D1000 D2999 ； 数据目标为F2-6A-E的输出通道。 在图5-14中， X40、Y30为扩展口号， D310为数据 源；K00为数据传送目标；ANW
11、R指明模拟量写操作； 程序段含义：当X0得电时，PLC将D310中的4位BCD 码处理为8位二进制数后写到连接X40，Y30扩展口的F2- 6A-E中，转换成模拟量后从输出第0号通道输出。 在图5-14中， X40、Y30为扩展口号， D310为数据 源；K00为数据传送目标；ANWR指明模拟量写操作； 程序段含义：当X0得电时，PLC将D310中的4位 BCD码处理为8位二进制数后写到连接X40，Y30扩展 口的F2-6A-E中，转换成模拟量后从输出第0号通道输出 。 5.2.1模拟量输入输出单元 F2-6A-E 综合编程方法（P129图5-15、图5-16 ） 读 读入 加 加 加 求和
12、求平均值F 除 平均值 F输出 求平均值F 除 写 求绝对值 减 乘 K78 求绝对值 减 乘 K78 f= F1-F 求压力差 压力差2f 输出 压力差2f 保存 5.2.2 FX-4AD与FX-2DA模拟量模块 1、FX-4AD模拟量输入模块 FX-4AD为4通道12位AD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，是一种具有高精确度的输入模块。通 过简易的调整或根据PLC的指令可改变模拟量 输入的范围。瞬时值和设定值等数据的读出和 写入用FROMTO指令进行。FX-4AD的技 术指标如表5-2所示 。 5.2.2 FX-4AD与FX-2DA模拟量模块 缓冲寄存器
13、(BFM)分配： FX系列PLC基本单元与FX-4AD、FX-2DA 等之间的数据通信是由FROM指令和TO指令 来执行的，FROM是基本单元从FX-4AD、 FX-2DA读数据的指令，TO是从基本单元将数 据写到FX-4AD、FX-2DA的指令。实际上读 、写操作都是对FX-4AD、FX-2DA的缓冲寄 存器BFM进行的。这一缓冲寄存器区由32个l 6位的寄存器组成，编号为BFM#0#31。 FX-4AD模块BFM的分配表详见表5-2。 5.2.2 FX-4AD与FX-2DA模拟量模块 表中带*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的设定值即可 改变FX-4A
14、D模块的运行参数，调整其输入方式 ，输入增益和零点等。 从指定的模拟量输入模块读人数据前应先将设 定值写人，否则按缺省设定值执行。 PLC用FROM指令可将不带*号的BFM内的数 据读入。 5.2.2 FX-4AD与FX-2DA模拟量模块 在BFM#0中写入十六进制4位数字H使各通道初 始化，最低位数字控制通道1，最高位控制通道4，各 位数字的意义如下： =0：设定输入范围-1OV+l0V =1：设定输入范围+4mA+20mA =2：设定输入范围-20mA+20mA =3：关闭该通道 例如BFM#0H3310时，则 CH1：设定输入范围-10V+10V CH2：设定输入范围+4mA+20mA
15、CH3、CH4：关闭该通道 5.2.2 FX-4AD与FX-2DA模拟量模块 输入的当前值送到BFM#912，输入的平均 值送到BFM#58。 各通道平均值取样次数分别由BFM#14来 指定。取样次数范围从1-4096，若设定值超过 该数值范围时，按缺省设定值8次处理。 当BFM20被置1时，整个FX-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办法。 5.2.2 FX-4AD与FX-2DA模拟量模块 若BFM21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、l。 零点：数字量输出为0时的输入值。 增益：数字输出为+l000时的输入值。 5.2.2 FX-4AD与FX-2DA模拟量模块 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、0(增 益-零点)位的状态来指定。 例如，若BFM#22的G1、01位置1，则 BFM#23和24的设定值即可送入通道l的增益 和零点寄存器。各通道的增益和零点既可统一 调整，也可独立调整。 5.2.2 FX-4AD与FX-2
