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可编程控制器应用技术

可编程控制器应用技术. 第十章 FX 2N 系列可编程控制器的特殊功能模块. 目录. 特殊功能模块的类型及使用 模拟量输入模块 FX 2N -4AD 模拟量输出模块 FX 2N -4DA 可编程凸轮控制器 FX 2N -1RM-SET. 1. 内容提要.

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  1. 可编程控制器应用技术 第十章 FX2N系列可编程控制器的特殊功能模块

  2. 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-SET 1

  3. 内容提要 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。 2

  4. 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

  5. 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。 0号 1号 2号 图10-1 FX2N-48 MR与特殊功能模块连接示意图 4

  6. 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

  7. 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 表10-1 特殊功能模块读指令要素 6

  8. m1 m2 [D·] m XOO1 FNC78 FROM K2 K10 D10 K6 图10-2 FROM指令格式 第一节 特殊功能模块的类型及使用 7

  9. 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 表10-2 特殊功能模块写指令要素 8

  10. m1 m2 [S·] m XOO1 FNC79 TO H2 K10 D20 K2 图10-3 TO 指令格式 第一节 特殊功能模块的类型及使用 9

  11. 图10-4 模拟量输入模块 FX2N-4AD外观 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 10

  12. 第二节 模拟量输入模块FX2N-4AD 表10-3 FX2N-4AD技术指标 11

  13. 第二节 模拟量输入模块FX2N-4AD 续表 12

  14. 图10-5 FX2N-4AD接线图 第二节 模拟量输入模块FX2N-4AD 2.端子连接 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

  15. 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

  16. 第二节 模拟量输入模块FX2N-4AD 1.缓冲寄存器(BFM)编号 表10-4 FX2N-4AD模块 BFM分配表 15

  17. 第二节 模拟量输入模块FX2N-4AD 续表 16

  18. 第二节 模拟量输入模块FX2N-4AD 续表 17

  19. 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

  20. 第二节 模拟量输入模块FX2N-4AD • ①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

  21. 第二节 模拟量输入模块FX2N-4AD • ②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

  22. 第二节 模拟量输入模块FX2N-4AD • ⑥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

  23. 第二节 模拟量输入模块FX2N-4AD 表10-5 BFM#29中各位的状态信息 22

  24. 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

  25. 图10-6 例1的梯形图 第二节 模拟量输入模块FX2N-4AD 24

  26. 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

  27. 图10-7 例2的梯形图 第二节 模拟量输入模块FX2N-4AD 26

  28. 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-4DA 27

  29. 表10-6 FX2N-4DA技术指标 28

  30. 电压输出信号 电流输出信号 ○ ○ ○ ○ V+ I+ VI- …… V+ I+ VI- CH1 …… CH4 FX2N-4DA 图10-9 FX2N-4DA接线图 第三节 模拟量输出模块FX2N-4DA 2.端子连接 29

  31. 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

  32. 表10-7 FX2N-4DA模块 BFM分配表 31

  33. 续表 32

  34. 续表 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。 33

  35. 第三节 模拟量输出模块FX2N-4DA 2.缓冲寄存器(BFM)的设置 • ① BFM#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。 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

  36. 第三节 模拟量输出模块FX2N-4DA • ② 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

  37. 第三节 模拟量输出模块FX2N-4DA • ③ PLC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

  38. 第三节 模拟量输出模块FX2N-4DA • ④ BFM#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。 其中: (a) (b) 图10-10 BFM#8和#9为零点和增益调整的设置对应值 37

  39. 第三节 模拟量输出模块FX2N-4DA • ⑤ BFM#10～#17为零点和增益数据。 • ⑥ BFM#20为复位命令。 • ⑦ BFM#21为I/O状态禁止调整的控制。 • ⑧ BFM#29中各位的状态是FX2N-4DA运行正常与否的信息。 • ⑨ FX2N-4DA的识别码为K3010，存于BFM#30中。 38

  40. 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

  41. 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

  42. 第四节 可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SET • 一、FX2N-1RM-SET的特点 FX2N-1RM-SET外形 41

  43. 第四节 可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SET 1.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

  44. 第四节 可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SET 2.可与PLC联机使用 • ① 联机时必须放置在 FX2N的最后部，且最多可连接3台 FX2N-1RM-SET。 • ② PLC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。 • ④ FX2N-1RM-SET的程序存储在EEPROM中，当与FX2N联机时可设置8个程序库。 43

  45. 第四节 可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SET • ① 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。 • ② FX2N-1RM-SET的程序存储在EEPROM中。 3. FX2N-1RM-SET独立使用 44

  46. 第四节 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

  47. 第四节 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

  48. 表10-8 FX2N-1RM-SET缓冲寄存器BFM分配表 (部分) 47

  49. 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

  50. 第四节 可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SET 表10-9 初始设置缓冲寄存器 (BFM#0) 49

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