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1、Date: 2024/7/30 Page: 1u模拟量输入模拟量输入/ /输出单元输出单元uA/DA/D转换、转换、D/AD/A转换转换第十一章第十一章 PLC PLC用于模拟量和位置控制用于模拟量和位置控制 一、模拟量控制一、模拟量控制二、位置控制二、位置控制u脉冲输出单元脉冲输出单元u运动控制模块运动控制模块Date: 2024/7/30 Page: 2一、一、模拟量输入模拟量输入/ /输出单元输出单元 以以三菱公司的三菱公司的F2-6AF2-6A模块为例，来说明模拟量输模块为例，来说明模拟量输入输出单元模块的有关性能：入输出单元模块的有关性能： F2-6AF2-6A是三菱公司是三菱公司F
2、1F1、F2F2系列系列PLCPLC的扩展单元，的扩展单元，为为8 8位位4 4通道输入、通道输入、2 2通道输出的模拟量输入输出单元通道输出的模拟量输入输出单元模块。模块。 F2-6AF2-6A模块与模块与F1F1、F2F2系列系列PLCPLC连接示意图如下：连接示意图如下：Date: 2024/7/30 Page: 3 A/DA/D转换、转换、D/AD/A转换转换 模数转换（模数转换（A/DA/D）模块：）模块：将现场仪表输出的将现场仪表输出的（标准）模拟量信号（标准）模拟量信号0-10mA0-10mA、4-20mA4-20mA、1-5VDC1-5VDC等转等转化为计算机可以处理的数字信号
3、化为计算机可以处理的数字信号 数模转换（数模转换（D/AD/A）模块：）模块：将计算机内部的数将计算机内部的数字信号转化为现场仪表可以接收的标准信号字信号转化为现场仪表可以接收的标准信号4-20mA4-20mA等。等。如：如：1212位数字量（位数字量（0-40950-4095） 4-20mA 4-20mA 2047 2047 对应的转换结果：对应的转换结果： 12mA 12mADate: 2024/7/30 Page: 4 A/DA/D转换转换（A/DA/D、AIAI）的作用）的作用变送器：变送器： 温度变送器温度变送器 压力变送器压力变送器 流量变送器流量变送器 液位变送器液位变送器 成分
4、分析仪成分分析仪传感器：传感器： Pt100 Cu50 热电偶热电偶 现场仪表模拟信号现场仪表模拟信号420mA010mA15VDCmV、模数转换模数转换(A/D、AI)端口端口(地址地址)数字信号数字信号0409501023CPU数字信号数字信号0409501023软件实现软件实现检测仪表检测仪表硬件滤波硬件滤波如：如：RC滤波滤波软件滤波软件滤波如：中值滤波如：中值滤波 软件软件RC滤波滤波 工程化转换工程化转换工程量工程量0100?kPaDate: 2024/7/30 Page: 5 一般是由一般是由多路转换开关多路转换开关、前置放大器前置放大器、采样保持采样保持器器、ADCADC（An
5、alog to Digital ConverterAnalog to Digital Converter）等组成等组成 A/DA/D组成：组成：前置放大前置放大采样保持采样保持内、外内、外补偿补偿多路多路转换转换ADC光电光电隔离隔离数据数据驱动驱动锁存锁存数据数据总线总线控制单元控制单元控制控制总线总线输入信号输入信号1输入信号输入信号nA/DA/D转换通常有二种方式：转换通常有二种方式： 逐次比较型逐次比较型 双积分双积分型型 Date: 2024/7/30 Page: 61 1模拟量输入模块模拟量输入模块FX-4ADFX-4AD FX-4AD FX-4AD为为4 4通道通道1212位位A
6、/DA/D转换模块，根据外部连接转换模块，根据外部连接方法及方法及PLCPLC指令，可选择电压输入或电流输入，是一指令，可选择电压输入或电流输入，是一种与种与F2-6AF2-6A相比具有高精确度的输入模块。相比具有高精确度的输入模块。 Date: 2024/7/30 Page: 7Date: 2024/7/30 Page: 8 2 2温度传感器模拟量输入模块温度传感器模拟量输入模块FX-2AD-PTFX-2AD-PT FX-2AD-PTFX-2AD-PT是是2 2通道温度传感器输入通道温度传感器输入1212位位A/DA/D转换模转换模块，这是一种内附温度传感器前置放大器的模拟电压块，这是一种内
7、附温度传感器前置放大器的模拟电压量输入模块，它可以直接与三线的铂电阻量输入模块，它可以直接与三线的铂电阻PT-100PT-100直接直接连接。连接。 Date: 2024/7/30 Page: 9 3 3热电偶温度传感器模拟量输入模块热电偶温度传感器模拟量输入模块 FX-4AD-TC FX-4AD-TC FX-4AD-TCFX-4AD-TC是是4 4通道热电偶温度传感器模拟量输入模通道热电偶温度传感器模拟量输入模块。块。Date: 2024/7/30 Page: 10Date: 2024/7/30 Page: 11 D/AD/A转换转换（D/AD/A、AOAO）的作用）的作用调节阀调节阀变频器
8、变频器执行器控制信号执行器控制信号420mA010mA15VDC010VDC数模转换数模转换(D/A、AO)端口端口(地址地址)数字信号数字信号0409501023CPU工程量工程量0100软件实现软件实现数字信号数字信号0409501023工程化反变换工程化反变换Date: 2024/7/30 Page: 12 FX-2DAFX-2DA为为2 2通道通道1212位位D/AD/A转换模块，每个通道可独立转换模块，每个通道可独立设置电压或电流输出。设置电压或电流输出。FX-2DAFX-2DA是一种与是一种与F2-6AF2-6A相比具有相比具有高精确度的输出模块。高精确度的输出模块。 4 4模拟量
9、输出模块模拟量输出模块FX-2DAFX-2DADate: 2024/7/30 Page: 13Date: 2024/7/30 Page: 14二、位置控制二、位置控制 位置控制是对工位的控制，可由位置控制模块实现位置控制是对工位的控制，可由位置控制模块实现.PLC.PLC系统可作为整个位置控制系统中的一个控制环节，系统可作为整个位置控制系统中的一个控制环节，配上伺服放大器或驱动放大器，就可以将位置控制功能配上伺服放大器或驱动放大器，就可以将位置控制功能和逻辑控制、顺序控制等一揽子解决。和逻辑控制、顺序控制等一揽子解决。 Date: 2024/7/30 Page: 15 利用利用PLCPLC模块
10、实现位置控制的优点：模块实现位置控制的优点： 1、在在实实现现位位置置控控制制的的时时候候，可可充充分分利利用用PLCPLC系系统统的的硬硬件件和和软软件件资资源源。更更便便于于在在柔柔性性制制造造系系统统（FMSFMS）、计计算算机机集集成成制制造造系系统统（CIMSCIMS）或或工工厂厂自自动动化化（FAFA）系系统统中中大量应用位置控制。大量应用位置控制。 2 2、用用户户可可根根据据自自身身要要求求灵灵活活配配置置系系统统，既既降降低低成成本本，又能因地制宜。又能因地制宜。 3 3、可靠性高，维护方便。、可靠性高，维护方便。Date: 2024/7/30 Page: 16 脉冲输出单元
11、脉冲输出单元 1 1点位控制的脉冲输出单元点位控制的脉冲输出单元F2-30GM F2-30GM 2 2脉冲输出模块脉冲输出模块FX-1PGFX-1PG（FXFX2 2、FXFX2C2C用）用） 3 3脉冲输出单元脉冲输出单元FX-1GMFX-1GM（FXFX2 2、FXFX2C2C用）用） 4 42 2轴定位单元轴定位单元FX-20GMFX-20GM Date: 2024/7/30 Page: 17 1 1点位控制的脉冲输出单元点位控制的脉冲输出单元F2-30GMF2-30GM 脉冲输出单元脉冲输出单元F2-30GMF2-30GM与步进电机或伺服电机驱动与步进电机或伺服电机驱动器相接，可驱动步
12、进电机或伺服电机实现位置控制。器相接，可驱动步进电机或伺服电机实现位置控制。Date: 2024/7/30 Page: 18 F2-30GMF2-30GM应用系统方框图应用系统方框图Date: 2024/7/30 Page: 192 2脉冲输出模块脉冲输出模块FX-1PGFX-1PG（FXFX2 2、FXFX2C2C用）用） FX-1PGFX-1PG脉脉冲冲输输出出模模块块是是一一种种根根据据FROM/TOFROM/TO指指令令进进行行与与FXFX2 2、FXFX2C2C系系列列PLCPLC数数据据交交换换的的特特殊殊功功能能模模块块。用用一一台台FX-1PGFX-1PG独独立立进进行行一一轴
13、轴定定位位控控制制，而而一一台台PLCPLC则则最最多多可可连连8 8台台FX-1PGFX-1PG。Date: 2024/7/30 Page: 203 3脉冲输出单元脉冲输出单元FX-1GMFX-1GM（FXFX2 2、FXFX2C2C用）用） FX-1GMFX-1GM是一种采用定位专用语言的简易高功能定是一种采用定位专用语言的简易高功能定位装置。通用的具有位装置。通用的具有7 7点输入、点输入、7 7点输出，还备有定位点输出，还备有定位控制编程语言。控制编程语言。 FX-1GMFX-1GM脉脉冲冲输输出出单单元元最最高高输输出出频频率率为为100K100K波波特特率率，可得到足够的控制精度。
14、可得到足够的控制精度。Date: 2024/7/30 Page: 214 42 2轴定位单元轴定位单元FX-20GMFX-20GM FX-20GMFX-20GM是一个能独立进行是一个能独立进行2 2轴定位控制的装置。它轴定位控制的装置。它不仅备有定位控制语言、编程控制语言，还有可进行数不仅备有定位控制语言、编程控制语言，还有可进行数据处理的功能指令，因此可独立进行更高级的定位控制。据处理的功能指令，因此可独立进行更高级的定位控制。Date: 2024/7/30 Page: 22Date: 2024/7/30 Page: 23Date: 2024/7/30 Page: 24 运动控制模块运动控制
15、模块 1 1角位控制开关角位控制开关F2-32-RM-SET F2-32-RM-SET 2 2A A系列的运动控制模块系列的运动控制模块 （1 1）位置控制功能模块）位置控制功能模块AD71AD71和和AD72AD72 （2 2）实现运动控制和顺控一体化的）实现运动控制和顺控一体化的A73CPU A73CPU 模块模块 Date: 2024/7/30 Page: 25 F2-32RM-SETF2-32RM-SET可编程轮开关集可编程轮开关集CPUCPU、电源、输入、输、电源、输入、输出编程器于一体，可通过简单的键操作，替代出编程器于一体，可通过简单的键操作，替代3232个凸轮个凸轮开关，进行开
16、关，进行3232个输出动作，实现角位置控制。个输出动作，实现角位置控制。1 1角位控制开关角位控制开关F2-32-RM-SETF2-32-RM-SETDate: 2024/7/30 Page: 262 2A A系列的运动控制模块系列的运动控制模块 （1 1）位置控制功能模块）位置控制功能模块AD71AD71和和AD72AD72 位置控制功能模块位置控制功能模块AD71AD71和和AD72AD72是一种高精度定位智是一种高精度定位智能化定位模块。能化定位模块。 AD71 AD71与与AD72AD72的主要区别在于的主要区别在于AD71AD71没有偏差计数器与没有偏差计数器与D/AD/A变换这两个
17、环节。变换这两个环节。Date: 2024/7/30 Page: 27位置控制功能模块位置控制功能模块AD72AD72的工作原理框图：的工作原理框图：Date: 2024/7/30 Page: 282 2A A系列的运动控制模块系列的运动控制模块 （2 2）实现运动控制和顺控一体化的）实现运动控制和顺控一体化的A73CPUA73CPU模块模块 A73CPUA73CPU是是A A系系列列PLCPLC中中一一种种专专门门用用于于运运动动控控制制的的CPUCPU。以以A73CPUA73CPU为为核核心心的的三三菱菱多多轴轴定定位位系系统统，将将伺伺服服控控制制功功能能和和顺顺控控、逻逻辑辑控控制制等等功功能能以以最最佳佳方方式式结结合合在在一一起起，以以适适应应工工厂厂自自动动化化所所必必须须满满足足的的多多品品种种、小小批批量量生生产产的的要要求求，达到生产的高度灵活性和可靠性的统一。达到生产的高度灵活性和可靠性的统一。 Date: 2024/7/30 Page: 29A73CPUA73CPU位置控制系统原理图位置控制系统原理图Date: 2024/7/30 Page: 30作业布置：作业布置：练习册：练习册：Date: 2024/7/30 Page: 31
