可编程控制器技术(教学资源)-项目九-PLC实现模拟量控制2-PPT课件.ppt

1、可编程控制器技术可编程控制器技术（三菱（三菱FX系列）系列）第三篇：提高篇第三篇：提高篇 知识目标知识目标 技能目标技能目标（1 1）掌握）掌握PLCPLC基本单元与模基本单元与模拟量特殊功能模块硬件连线拟量特殊功能模块硬件连线及参数设置；（及参数设置；（2 2）了解）了解N:NN:N网络通信中软元件的分配及网络通信中软元件的分配及通信程序的编写；（通信程序的编写；（3 3）了解）了解自动生产线的组成与功能，自动生产线的组成与功能，熟悉三菱变频器的工作原理。熟悉三菱变频器的工作原理。（1 1）能在）能在PLCPLC基本单元上基本单元上编程实现对模拟量特殊功能编程实现对模拟量特殊功能模块的操作与

2、控制；（模块的操作与控制；（2 2）能熟练使用触摸屏编程软件，能熟练使用触摸屏编程软件，能实现能实现PLCPLC、触摸屏网络通信、触摸屏网络通信控制；控制；（3 3）能操作通能操作通用变频器，利用用变频器，利用PLCPLC实现自动实现自动生产线分拣单元控制。生产线分拣单元控制。PLCPLC的发展日新月异，让我们的发展日新月异，让我们跟上时代的脚步吧！跟上时代的脚步吧！【项目引入】【项目引入】PLCPLC的应用领域越来越广泛，控制对象也越来越多样化。早期的应用领域越来越广泛，控制对象也越来越多样化。早期的的PLCPLC只能完成逻辑控制，但是随着只能完成逻辑控制，但是随着PLCPLC的发展，它不仅

3、具有逻的发展，它不仅具有逻辑控制功能，而且增加模拟量控制、通信联网、定位等特殊功辑控制功能，而且增加模拟量控制、通信联网、定位等特殊功能，这就需选择除能，这就需选择除PLCPLC基本单元以外的相应扩展模块、特殊功能基本单元以外的相应扩展模块、特殊功能模块、特殊适配器予以扩展。模块、特殊适配器予以扩展。【学习目标】【学习目标】（1 1）掌握特殊功能模块及相关指令的应用。）掌握特殊功能模块及相关指令的应用。（2 2）学会使用模拟量输入模块。）学会使用模拟量输入模块。（3 3）学会使用模拟量输出模块。）学会使用模拟量输出模块。项目九项目九 PLCPLC实现模拟量控制实现模拟量控制项目九项目九 PLC

4、PLC实现模拟量控制实现模拟量控制 一、一、FXFX系列模拟量控制概述系列模拟量控制概述 众所周知，在控制系统中有两个常见的术语，模拟量和开众所周知，在控制系统中有两个常见的术语，模拟量和开关量。不论输入还是输出，参数要么是开关量，要么是模拟量。关量。不论输入还是输出，参数要么是开关量，要么是模拟量。所谓开关量，该物理量只有两种状态，如开关的导通和断所谓开关量，该物理量只有两种状态，如开关的导通和断开的状态，继电器的闭合和断开，电磁阀的通和断等。开关量开的状态，继电器的闭合和断开，电磁阀的通和断等。开关量分为输入开关量和输出开关量，前面项目所学即为开关量控制。分为输入开关量和输出开关量，前面项

5、目所学即为开关量控制。控制系统量的大小是一个在一定范围内变化的连续数值，控制系统量的大小是一个在一定范围内变化的连续数值，比如温度、压力、流量、液位和电动阀门开度等，这些量都是比如温度、压力、流量、液位和电动阀门开度等，这些量都是模拟量。模拟量也有输入和输出之分。模拟量。模拟量也有输入和输出之分。三菱三菱FXFX系列的模拟量控制有模拟量输入（电压系列的模拟量控制有模拟量输入（电压/电流输电流输入）、模拟量输出（电压入）、模拟量输出（电压/电流输出）、温度传感器输入等。电流输出）、温度传感器输入等。用用FXFX系列系列PLCPLC进行模拟量控制时，需要模拟量输入输出产品，进行模拟量控制时，需要模

6、拟量输入输出产品，有功能扩展板、特殊适配器和特殊功能模块三种有功能扩展板、特殊适配器和特殊功能模块三种 。任务一任务一 特殊功能模块及相关指令的学习特殊功能模块及相关指令的学习项目九项目九 PLCPLC实现模拟量控制实现模拟量控制项目九项目九 PLCPLC实现模拟量控制实现模拟量控制（1 1）特殊扩展板特殊扩展板 模拟量功能特殊扩展板使用特殊软元件与模拟量功能特殊扩展板使用特殊软元件与PLCPLC进行数进行数据交换。据交换。FXFX系列产品中有系列产品中有FX1N-2AD-BDFX1N-2AD-BD、FX3G-2AD-BDFX3G-2AD-BD、FX1N-1DA-BDFX1N-1DA-BD、F

7、X3G-1DA-BD FX3G-1DA-BD 等特殊扩展板。等特殊扩展板。（2 2）特殊适配器特殊适配器 模拟量特殊适配器使用特殊软元件与模拟量特殊适配器使用特殊软元件与PLCPLC进行数据交进行数据交换。特殊适配器连接在换。特殊适配器连接在FX3U PLCFX3U PLC左侧，连接特殊适配器时，左侧，连接特殊适配器时，需要特殊功能扩展板，最多可以连接需要特殊功能扩展板，最多可以连接4 4台模拟量特殊功能适台模拟量特殊功能适配器。配器。FXFX系列产品中有系列产品中有FX3U-4AD-ADPFX3U-4AD-ADP、FX3U-4DA-ADPFX3U-4DA-ADP、FX3U-3A-ADPFX3

8、U-3A-ADP、FX3U-4AD-PT-ADPFX3U-4AD-PT-ADP、FX3U-4AD-PTW-ADPFX3U-4AD-PTW-ADP、FX3U-4AD-PNK-ADPFX3U-4AD-PNK-ADP、FX3U-4AD-TC-ADPFX3U-4AD-TC-ADP等特殊适配器。等特殊适配器。项目九项目九 PLCPLC实现模拟量控制实现模拟量控制(3(3）特殊功能模块）特殊功能模块 特殊功能模块是为了实现某种特殊功能，如特殊功能模块是为了实现某种特殊功能，如A/DA/D转换、转换、D/AD/A转换、高速输入、脉冲输出定位、通信等模块。特殊功能转换、高速输入、脉冲输出定位、通信等模块。特殊

9、功能模块中都含有缓冲存储器模块中都含有缓冲存储器BFMBFM，用来存储外部写入获取的数据，用来存储外部写入获取的数据以及向外部输出的数据。每个缓冲存储器类似于数据寄存器以及向外部输出的数据。每个缓冲存储器类似于数据寄存器D D。特殊功能模块连接在特殊功能模块连接在FX3U PLCFX3U PLC右侧，最多可以连接右侧，最多可以连接8 8台特台特殊功能模块，特殊功能模块使用缓冲存储器殊功能模块，特殊功能模块使用缓冲存储器BFMBFM与与PLCPLC进行数进行数据交换。据交换。FXFX系列产品中模拟量特殊功能模块有系列产品中模拟量特殊功能模块有FX2N-2ADFX2N-2AD、FX2N-4ADFX

10、2N-4AD、FX2NC-4ADFX2NC-4AD、FX3U-4ADFX3U-4AD、FX3UC-4ADFX3UC-4AD、FX2N-8ADFX2N-8AD、FX2N-2DAFX2N-2DA、FX2N-4DAFX2N-4DA、FX2NC-4DAFX2NC-4DA、FX3U-4DAFX3U-4DA、FX0N-3AFX0N-3A、FX2N-5AFX2N-5A等。等。项目九项目九 PLCPLC实现模拟量控制实现模拟量控制图3-1-5 FX3U PLC与特殊功能模块的连接项目九项目九 PLCPLC实现模拟量控制实现模拟量控制二、缓冲存储器二、缓冲存储器BFMBFM的读出、写入方法的读出、写入方法 使用

11、特殊功能模块之前，首先来了解一下特殊功能模块的使用特殊功能模块之前，首先来了解一下特殊功能模块的地址分配，上电时，地址分配，上电时，PLCPLC基本单元会从其最近的特殊功能模块开始，基本单元会从其最近的特殊功能模块开始，按照按照No.0No.0No.7No.7的顺序，依次对特殊功能模块自动分配单元号的顺序，依次对特殊功能模块自动分配单元号No.No.，而输入输出扩展模块没有单元号而输入输出扩展模块没有单元号No.No.。PLCPLC与特殊功能模块交换数据都是通过特殊功能模块的缓冲与特殊功能模块交换数据都是通过特殊功能模块的缓冲寄存器寄存器BFMBFM来完成的。来完成的。FX3U PLCFX3U

12、 PLC对对BFMBFM的读出、写入方法有直接指的读出、写入方法有直接指定和使用指令两种。定和使用指令两种。1 1BFMBFM的直接指定的直接指定U UGG 对对FX3U FX3U 系列系列PLCPLC可以直接指定特殊功能模块的可以直接指定特殊功能模块的BFMBFM，BFMBFM为为1616位或位或3232位的字数据。直接指定方法是将设定软元件直接指定为应位的字数据。直接指定方法是将设定软元件直接指定为应用指令的源操作数或者目标操作数，其表现形式为用指令的源操作数或者目标操作数，其表现形式为U UGG，其中，其中U U表示模块单元号表示模块单元号No.No.，为，为0 07 7，G G表示表示

13、BFMBFM编号，为编号，为0 03276632766。其使用示例如图其使用示例如图3-1-63-1-6、图、图3-1-73-1-7所示。所示。项目九项目九 PLCPLC实现模拟量控制实现模拟量控制项目九项目九 PLCPLC实现模拟量控制实现模拟量控制2.BFM2.BFM读出指令读出指令FROM FROM FROM FROM指令表示指令表示PLCPLC控制器基本模块从模拟量模块读取相应数控制器基本模块从模拟量模块读取相应数据的指令。据的指令。其中其中m1m1为特殊功能模块的单元号，设定范围为为特殊功能模块的单元号，设定范围为K0K0K7K7；m2m2为缓冲存储器为缓冲存储器BFMBFM的编号，

14、的编号，n n为传送点数，设定范围为为传送点数，设定范围为K1K1K32767K32767。这条指令表示当这条指令表示当X0X0为为ONON时，将时，将No.1No.1号特殊功能模块的号特殊功能模块的BFM BFM 读读取一个点的数据，并存储到取一个点的数据，并存储到PLCPLC的的K4M0K4M0存储单元。存储单元。项目九项目九 PLCPLC实现模拟量控制实现模拟量控制3.BFM3.BFM写入指令写入指令TOTO TO TO指令表示指令表示PLCPLC控制器基本模块向模拟量模块写入数据或控制器基本模块向模拟量模块写入数据或命令的指令。命令的指令。TOTO功能指令功能号为功能指令功能号为FNC

15、 79FNC 79。TOTO指令的梯形图如图指令的梯形图如图3-1-103-1-10所示。其中所示。其中m1m1为特殊功能模块为特殊功能模块的单元号，设定范围为的单元号，设定范围为K0K0K7K7；m2m2为缓冲存储器为缓冲存储器BFMBFM的编号，的编号，n n为传送点数，设定范围为为传送点数，设定范围为K1K1K32767K32767。这条指令表示当这条指令表示当X0X0为为ONON时，时，PLCPLC将将D0D0、D1D1、D2D2数据写入到数据写入到No.1No.1号特殊功能模块的号特殊功能模块的BFM#10BFM#10、BFM#11BFM#11、BFM#12BFM#12号缓冲存储号缓

16、冲存储器中。器中。项目九项目九 PLCPLC实现模拟量控制实现模拟量控制 三菱公司的模拟量特殊功能模块种类很多，本项目我们三菱公司的模拟量特殊功能模块种类很多，本项目我们选择学习其中的选择学习其中的FX3U-4ADFX3U-4AD和和FX3U-4DAFX3U-4DA。一、一、FX3U-4ADFX3U-4AD的功能概要的功能概要 FX3U-4ADFX3U-4AD连接在连接在FX3UFX3U系列系列PLCPLC上，也可连接在上，也可连接在FX3GFX3G、X3UCX3UC系列系列PLCPLC上，是获取上，是获取4 4通道的电压通道的电压/电流数据的模拟量特殊电流数据的模拟量特殊功能模块。其功能如下

17、：功能模块。其功能如下：（1 1）在）在PLCPLC上最多可以连接上最多可以连接8 8台台(包括其它特殊功能模块的连包括其它特殊功能模块的连接台数接台数)。（2)2)可以对各通道指定电压输入、电流输入。可以对各通道指定电压输入、电流输入。（3 3）A/DA/D转换值保存在转换值保存在4AD4AD的缓冲存储区的缓冲存储区(BFM)(BFM)中。中。（4 4）通过数字滤波器的设定，可以读取稳定的）通过数字滤波器的设定，可以读取稳定的A/DA/D转换值。转换值。（5 5）各通道中，最多可以存储）各通道中，最多可以存储17001700次次A/DA/D转换值的历史记录。转换值的历史记录。任务二任务二 F

18、X3U-4AD FX3U-4AD 模拟量输入模块的学习模拟量输入模块的学习项目九项目九 PLCPLC实现模拟量控制实现模拟量控制二、二、FX3U-4ADFX3U-4AD的接线的接线（1 1）端子排列端子排列FX3U-4ADFX3U-4AD的端子排列如图的端子排列如图3-1-113-1-11所示。所示。(2)(2)模拟量输入接线模拟量输入接线 项目九项目九 PLCPLC实现模拟量控制实现模拟量控制项目九项目九 PLCPLC实现模拟量控制实现模拟量控制(3)连接PLC时的电源接线项目九项目九 PLCPLC实现模拟量控制实现模拟量控制三、三、BFMBFM分配分配 FX3U-4ADFX3U-4AD模拟

19、量输入模块缓冲寄存器模拟量输入模块缓冲寄存器BFMBFM从从BFM#0BFM#0BFM#8063BFM#8063，其功能设置非常多其功能设置非常多 。BFMBFM0 0输入模式的指定，用于设定通道输入模式的指定，用于设定通道ch1ch1ch4ch4的输入的输入模式。输入模式的指定采用模式。输入模式的指定采用4 4位数的十六进制码，对各位分配各位数的十六进制码，对各位分配各通道的编号，如图通道的编号，如图3-1-143-1-14所示。通过在各位中设定所示。通过在各位中设定0 08 8、F F的数的数值，可以改变输入模式。值，可以改变输入模式。项目九项目九 PLCPLC实现模拟量控制实现模拟量控制

20、设定值（HEX）输入模式模拟量输入范围数量输出范围0电压输入模式-10+10V-32000+320001电压输入模式-10+10V-4000+40002电压输入模式（模拟量值直接显示）-10+10V-10000+100003电流输入模式4 20mA0 160004电流输入模式4 20mA0 40005电流输入模式（模拟量值直接显示）4 20mA4000 200006电流输入模式-20+20mA-16000+160007电流输入模式-20+20mA-4000+40008电流输入模式-20+20mA-20000+200009E不可以设定 F通道不使用项目九项目九 PLCPLC实现模拟量控制实现模拟

21、量控制四、四、基本程序示例基本程序示例 FX3U PLCFX3U PLC上连接了上连接了FX3U-4ADFX3U-4AD（单元号（单元号0 0），输入模式设定通），输入模式设定通道道ch1ch1、ch2ch2模式为模式为0 0，通道，通道ch3ch3、ch4ch4模式为模式为3 3，设定通道，设定通道ch1ch1ch4ch4平均次数为平均次数为1010次，数值滤波器功能无效（初始值）。分配软次，数值滤波器功能无效（初始值）。分配软元件元件D0D0D3D3对应通道对应通道ch1ch1ch4ch4的的A/DA/D转换数字值。转换数字值。项目九项目九 PLCPLC实现模拟量控制实现模拟量控制图9-1

22、3 FX3U-4AD示例程序2项目九项目九 PLCPLC实现模拟量控制实现模拟量控制一、一、FX3U-4DAFX3U-4DA功能概要功能概要 FX3U-4DAFX3U-4DA连接在连接在FX3UFX3U系列系列PLCPLC上，也可以连接在上，也可以连接在FX3UCFX3UC、FX3GFX3G系列系列PLCPLC上，是将来自上，是将来自PLCPLC的的4 4个通道的数字值个通道的数字值转换成模拟量值转换成模拟量值(电压电压/电流电流)并输出的模拟量特殊功能模块。并输出的模拟量特殊功能模块。（1)1)在在PLCPLC上最多可以连接上最多可以连接8 8台台(包括其它特殊功能模块包括其它特殊功能模块的

23、连接台数的连接台数)。（2)2)可以对各通道指定电压输出、电流输出。可以对各通道指定电压输出、电流输出。（3)3)将将FX3U-4DAFX3U-4DA的缓冲存储器的缓冲存储器(BFM)(BFM)中保存的数字值转中保存的数字值转换成模拟量值换成模拟量值(电压、电流电压、电流)，并输出。，并输出。（4)4)可以用数据表格的方式，预先对决定好的输出形可以用数据表格的方式，预先对决定好的输出形式做设定，然后根据该数据表格进行模拟量输出式做设定，然后根据该数据表格进行模拟量输出任务三任务三 FX3U-4DA FX3U-4DA 模拟量输出模块的学习模拟量输出模块的学习项目九项目九 PLCPLC实现模拟量控

24、制实现模拟量控制二、二、FX3U-4DAFX3U-4DA的接线的接线（1 1）端子排列端子排列（2 2）模拟量输出接线）模拟量输出接线 模拟量输出模式中，各通道模拟量输出模式中，各通道chch中都可以使用电压输出、中都可以使用电压输出、电流输出电流输出 项目九项目九 PLCPLC实现模拟量控制实现模拟量控制项目九项目九 PLCPLC实现模拟量控制实现模拟量控制三、三、BFMBFM分配分配 FX3U-4DAFX3U-4DA模拟量输出模块缓冲寄存器模拟量输出模块缓冲寄存器BFMBFM从从BFM#0BFM#0BFM#3098BFM#3098。BFM BFM0 0输出模式的指定，用于设定通道输出模式的

25、指定，用于设定通道ch1ch1ch4ch4的输出模的输出模式。输出模式的指定采用式。输出模式的指定采用4 4位数的十六进制码，对各位分配各位数的十六进制码，对各位分配各通道的编号，如图通道的编号，如图3-1-193-1-19所示。通过在各位中设定所示。通过在各位中设定0 04 4、F F的的数值，可以改变输出模式。数值，可以改变输出模式。项目九项目九 PLCPLC实现模拟量控制实现模拟量控制设定值设定值（HEXHEX）输出模式输出模式模拟量输出范模拟量输出范围围数量输入范围数量输入范围0 0电压输出模式电压输出模式-10-10 +10V+10V-32000-32000 +32000+32000

26、1 1电压输出模拟量电压输出模拟量值值mVmV指定模式指定模式-10-10 +10V+10V-10000-10000 +10000+100002 2电流输出模式电流输出模式0 0 20mA20mA0 0 32000320003 3电流输出模式电流输出模式4 4 20mA20mA0 0 32000320004 4电流输出模拟量电流输出模拟量值值AA指定模式指定模式0 0 20mA20mA0 0 20000200005 5E E无效（设定值不无效（设定值不变化）变化）F F通道不使用通道不使用表3-1-11 输出模式的种类项目九项目九 PLCPLC实现模拟量控制实现模拟量控制四、四、基本程序示例基

27、本程序示例 FX3U PLCFX3U PLC上连接了上连接了FX3U-4DAFX3U-4DA（单元号（单元号0 0），输出模式设定通），输出模式设定通道道ch1ch1、ch2ch2模式为模式为0 0，通道，通道ch3ch3模式为模式为3 3，通道，通道ch4ch4模式为模式为2 2。项目九项目九 PLCPLC实现模拟量控制实现模拟量控制图图9-18 FX3U-4DA9-18 FX3U-4DA示例程序示例程序 FX3U-4DA FX3U-4DA 模块的应用模块的应用 FX3U-4DA FX3U-4DA的应用，其控制要求如下：按启动按钮，模拟的应用，其控制要求如下：按启动按钮，模拟量输出模块量输出

28、模块FX3U-4DAFX3U-4DA通道通道1 1输出输出0V0V，通道，通道2 2输出输出20mA20mA，按，按X11X11X15X15，通道，通道1 1和通道和通道2 2输出如表输出如表9-99-9所示。按停止按钮，所示。按停止按钮，通道通道1 1和通道和通道2 2保持输出保持输出0V0V和和20 mA20 mA。输入输入通道通道X11X11X12X12X13X13X14X14X15X15ch1ch11V1V2V2V3V3V4V4V5V5Vch2ch218 mA18 mA16 mA16 mA14 mA14 mA12 mA12 mA10 mA10 mA表表9-9 9-9 输入和输出对应表输

29、入和输出对应表项目九项目九 PLCPLC实现模拟量控制实现模拟量控制训练评价表训练评价表考核项目考核项目考核内容考核内容配分配分考核标准考核标准工艺工艺接线、布线工艺接线、布线工艺2020分分接线正确、工艺符合标准接线正确、工艺符合标准程序设计程序设计I/OI/O配置、梯形图设配置、梯形图设计、程序编写计、程序编写3030分分I/OI/O配置合理，能实现控制要配置合理，能实现控制要求、有创新意识，符合编程规求、有创新意识，符合编程规则、输入正确则、输入正确调试与运行调试与运行程序调试与运行程序调试与运行3030分分会排除故障、符合控制要求会排除故障、符合控制要求职业规范职业规范正确使用设备和工正确使用设备和工具，无操作不当引具，无操作不当引起的事故起的事故1010分分教师掌握教师掌握职业素养职业素养小组成员分工协作、小组成员分工协作、积极参与积极参与1010分分教师掌握教师掌握合计合计教师教师签字签字项目九项目九 PLCPLC实现模拟量控制实现模拟量控制?本本 章章 节节 结结 束束第三篇：提高篇第三篇：提高篇