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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 FX2AD模拟量输入模块 7.2.2 FX4AD模拟量输入模块 7.2.3 FX2DA模拟量输出模块 7.2.4 其它模拟量输入输出模块简介 7.3 定位控制模块 7.3.1 FX1HC高速计数器模块 7.3.2 FX1PG和FX10PG脉冲输出模块 7.3.3 FX10GM和FX20GM定位专用单元 7.3.4 FX1RMESET可编程凸轮开关 7.4 FX系列PLC的通讯和和数据链接简介 7.4.1 CC-LINK省配线网络 7.
2、4.2 AS-I省配线网络 7.4.3 数据链接 7.4.4 通用通讯、外围设备通讯 7.5 图形操作终端17.1.1 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 概述基本单元2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
3、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
4、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 37.1.2 特殊单元和特殊模块的模块号FX-48MR FX-4AD FX-16EX FX-4AD FX-32ER FX-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0 1 2 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
5、8个特殊单元和特殊模块。47.2 模拟量输入输出模块图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 1、接线方式 FX2AD模拟量输入模块的接线方式如图7-3所示。5 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VIN2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。FX-32MT FX-2AD FX-16EX
6、FX-2AD FX-32ER FX-2AD 图7- 4 FX-2AD模拟量输入模块和基本单元连接图6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+15v420mA (输入电阻250) 绝对 最大量程：-2mA60mA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) DC
7、24V(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73、A/ D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84、FX2AD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。
8、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/数转换开始。95、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
9、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。容量调 节器 偏置和 增益的 调节图7- 6 FX2AD偏置和增益的调节10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的模拟量输入值，数字值调节到400
10、0。11（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126、FX2AD应用实例图7- 9 模拟量输入梯形图137、求FX2AD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14 7.2.2 FX4AD模拟量输入模块 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AD转换，其分辨率为12位。 输入的模
11、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10V 10V，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 1) 提供12位高精度分辨率(包括符号位)。 2) 4通道电压输入(-10+10V)或电流输入(-20+20mA)。 3) 每一通道都可以分别指定为电压输入或电流输入。 4) FX2N型PLC最多可连接8台。152、性能指标 1) 电源 模拟电路：24V10%V，电流为55mA (源于基本单元的外部电源)。 数字电路：5V DC 3 0 mA(源于基本单元的内部电源
12、)。 2) 环境 环境：与PLC基本单元相一致， 耐压绝缘电压：AC 5000V，分钟(在所有端子和地之间)， 3) 性能指标 FX4AD的性能见表7-4。项目电压输 入电流输入电压输 入或电流输入应选择 相应的输入端子，可使用4个输入点模拟量输 入范围10V10V (输入阻抗200K) (注意：如果输入电压 超过15V，单元会被损 坏)20 mA20 mA(输入阻抗250) (注意：如果输入电流超过32mA，单元会被损 坏) 数字输出带符号位的12位二进制(有效数位11位)，超过2047时为 2047，小于2048时为 2048分辨率5mV(10V1/2000)20A (20mA1/1000
13、)总体精度1%(满量程010V)1%(满量程420mA)转换 速度15mS/通道(常速)，6mS/通道(高速)表7- 4 FX4AD的性能指标163、模拟输入量的设定值范围 1) 10V十10V， 2) 4mA20 mA， 3) 20mA20 mA。 FX4AD模拟量输入模块AD转换关系如图7-11所示。图7- 11 FX4AD模拟量输入模块AD转换关系17图7- 12 FX4AD模块的外部连线1.FX4AD模块的外部连线185、FX4AD缓冲寄存器(BFM) FX4AD内部共有32个缓冲寄存器(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。可编程序控制器基本单元
14、 与FX4AD之间的数据通信是由FROMTO指令来执行的。FROM 是基本单元从FX 4AD读数据的指令。TO是基本单元将数据写到FX 4AD的指令。实际上读写操作都是针对FX4AD的缓冲寄存器BFM 进行的操作。缓冲寄存器编号为BFM#0#3l，FX4AD的缓冲寄存 器BFM分配表见表7- 5所示。19BFM内 容#0初始化通道，省缺值为H0000。设定值如用H表示，则 =0时，设定值输入范围为-10V+10V =1时，设定值输入范围为+4+20mA =2时，设定值输入范围为-20+20mA =3时，关闭该通道 H的最低位控制通道1，依次为通道2，通道3，最高位控制通道4。#1通道1各通道平均值的采样次数，采样次数范围为1 4096，若超过该值 范围时按省缺值8次处理。 #2通道2#3通道3#4通道4#5通道1输入采样的平均值#6通道2#7通道3#8通道4#9通道1输入采样的当前值#10通道2#11通道3#12通道4#13#14未使用表7- 5 FX4AD缓冲寄存器(BFM)分配表20BFM内 容 #13#14未使用 #15转换速度的选择，置1时为15ms/通道，置0时为6ms/通道 #16#19未使用 #20置1时设定值均回
