《可编程控制器应用技术》课件第10章.ppt

1、可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术第十章第十章 FX2N系列可编程控制系列可编程控制器的特殊功能模块器的特殊功能模块目录目录n 特殊功能模块的类型及使用特殊功能模块的类型及使用n 模拟量输入模块模拟量输入模块FXFX2N2N-4AD-4ADn 模拟量输出模块模拟量输出模块FXFX2N2N-4DA-4DAn 可编程凸轮控制器可编程凸轮控制器FXFX2N2N-1RM-SET-1RM-SET1内容提要内容提要2 FXFX2N2N系列可编程控制器的特殊功能模块种类繁多，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功能齐全，是组成闭环控制系统及专用控制环节

2、的重要单元。本章着重介绍模拟量输入模块要单元。本章着重介绍模拟量输入模块 FXFX2N2N-4AD-4AD、模、模拟量输出模块拟量输出模块 FXFX2N2N-4DA-4DA和可编程凸轮控制器和可编程凸轮控制器 FXFX2N2N-1RM-SET1RM-SET的基本功能，主要技术指标和应用实例。力的基本功能，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。求说明特殊功能模块的使用模式。第一节第一节 特殊功能模块的类型及使用特殊功能模块的类型及使用n 一、一、FXFX2N2N系列系列PLCPLC特殊功能模块的类型及用途特殊功能模块的类型及用途n 模拟量输入模块n 模拟量输出模块n 脉冲输出模

3、块n 高速计数模块n 可编程凸轮控制器3第一节第一节 特殊功能模块的类型及使用特殊功能模块的类型及使用n 二、二、FXFX2N2N系列系列PLCPLC特殊功能模块的安装及应用特殊功能模块的安装及应用 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。FX2N-48MRFX2N-4ADFX2N-16EXFX2N-4DAFX2N-32ERFX2N-4AD-PT0号2号1号图10-1 FX2N-48 MR与特殊功能模块连接示意图4第一节第一节 特殊功能模块的类型及使用特殊功能模块的类型及使用n FX2N系列可编程控制器与特殊功能模块之间的通

4、讯通过 FROM/TO指令执行。n 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。n 读、写操作都是针对特殊功能模块的缓冲寄存器BFM进行的。5第一节第一节 特殊功能模块的类型及使用特殊功能模块的类型及使用指令名称助记符指令代码操作数程序步m1m2Dn读指令FROMFNC78K、Hm1=07K、Hm2=031KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZK、Hn=132FROM 9步(D)FROM 17步表10-1 特殊功能模块读指令要素6第一节第一节 特殊功能模块的类型及使用特殊功能模块的类型及使用K2 K10 D10 K6FNC78

5、FROMXOO1m1m2mD图10-2 FROM指令格式7第一节第一节 特殊功能模块的类型及使用特殊功能模块的类型及使用指令名称助记符指令代码操作数程序步m1m2Sn写指令TOFNC79K、Hm1=07K、Hm2=031KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z、K、HK、Hn=132FROM 9步(D)FROM 17步表10-2 特殊功能模块写指令要素8第一节第一节 特殊功能模块的类型及使用特殊功能模块的类型及使用H2 K10 D20 K2FNC79TOXOO1m1m2mS图10-3 TO 指令格式9第二节第二节 模拟量输入模块模拟量输入模块FX2N-4ADn 一、技术指标及端子连接一、技术

6、指标及端子连接图10-4 模拟量输入模块 FX2N-4AD外观10第二节第二节 模拟量输入模块模拟量输入模块FX2N-4AD项目电压输入电流输入4通道模拟量输入。通过输入端子变换可选电压或电流输入模拟量输入范围DC-10+10V(输入电阻 200k)绝对最大输15VDC-20+20mA(输入电阻250)绝对最大输入32mA数字量输出范围带符号位的16位二进制(有效数值11位)。数值范围-2048+2047分辨率5mV(10V1/2000)20A(20mA1/1000)综合精确度1%(在-10+10V范围)1%(在-20+20mA范围)表10-3 FX2N-4AD技术指标11第二节第二节 模拟量

7、输入模块模拟量输入模块FX2N-4AD项目电压输入电流输入4通道模拟量输入。通过输入端子变换可选电压或电流输入转换速度每通道15mS(高速转换方式时为每通道6mS)隔离方式模拟量与数字量间用光电隔离。从基本单元来的电源经DC/DC转换器隔离。各输入端子间不隔离模拟量用电源DC24V10%55mAI/O占有点数程序上为8点(作输入或输出点计算),由PLC供电的消耗功率为5V30mA续表12第二节第二节 模拟量输入模块模拟量输入模块FX2N-4AD图10-5 FX2N-4AD接线图注意：当采用电流注意：当采用电流输入信号或电压输输入信号或电压输入信号时，端子的入信号时，端子的连接方法不一样。连接方

8、法不一样。13第二节第二节 模拟量输入模块模拟量输入模块FX2N-4ADn 二、缓冲寄存器及设置二、缓冲寄存器及设置n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。n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第二节第二节 模拟量输入模块模拟量输入模块FX2N-4ADBFM内容*#0通道初始化 缺省设定值=H0000*#1CH1平均值取样次数(取值范围14096)默认值=8*#2CH2*#3CH3*#4CH4#5CH1分别存放4个通道的平均值#6CH2#7CH3#8CH4表10-4 FX2N-4AD模块 BF

9、M分配表15第二节第二节 模拟量输入模块模拟量输入模块FX2N-4ADBFM内容#9CH1分别存放4个通道的当前值#10CH2#11CH3#12CH4#13#14#16#19保留#15 A/D转换速度的设置当设置为0时,A/D转换速度为15ms/ch,为默认值当设置为1时,A/D转换速度为6ms/ch,为高速值*#20 *#20恢复到默认值或调整值 默认值=0*#21 *#21禁止零点和增益调整 缺省设定值=0,1(允许)16第二节第二节 模拟量输入模块模拟量输入模块FX2N-4AD BFM内容*#22零点(Offset)、增益(Gain)调整b7b6b5b4b3b2b1G4O4G3O3G2O

10、2G1*#23零点值 缺省设定值=0*#24增益值 缺省设定值=5000#25#28保留#29出错信息#30识别码 K2010#31不能使用17第二节第二节 模拟量输入模块模拟量输入模块FX2N-4AD 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第二节第二节 模拟量输入模块模拟量输入模块FX2N-4ADn在BFM#0中写入十六进制4位数字H00

11、00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。H0000H0000中每位数值表示的含义如下：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第二节第二节 模拟量输入模块模拟量输入模块FX2N-4ADn输入当前值送到BFM#9#12,输入平均值送到BFM#5#8。n各通道平均值取样次数由BFM#1#4来指定。取样次数范围14096,若设定值超过该数值范围,按缺省设定值8处理。n当BFM#20被置1时,整个FX2N-4AD的设

12、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。n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第二节第二节 模拟量输入模块模拟量输入模块FX2N-4ADn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。nBFM#23和#24中设定值以mV或A为单位,但受FX2N-4AD的分辨率影响,其实际影响应以5mV/20A为步距。nBFM#30中存的是特殊功能模

13、块的识别码,PLC可用FROM指令读入。nBFM#29中各位的状态是FX2N-4AD运行正常与否的信息。21第二节第二节 模拟量输入模块模拟量输入模块FX2N-4ADBFM#29的位ONOFFb0当b1b3任意为ON时无错误b1表示零点和增益发生错误零点和增益正常b2DC24V电源故障电源正常b3A/D模块或其他硬件故障硬件正常b4b9未定义b10数值超出范围-2048+2047数值在规定范围b11平均值采用次数超出范围14096平均值采用次数正常b12零点和增益调整禁止零点和增益调整允许b13b15未定义表10-5 BFM#29中各位的状态信息22第二节第二节 模拟量输入模块模拟量输入模块F

14、X2N-4ADn 三、应用举例三、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。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第二节第二节 模拟量输入模块模拟量输入模块FX2N-4AD图10-6 例1的梯形图24第二节第二节 模拟量输入模块模拟量输入模块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

15、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。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第二节第二节 模拟量输入模块模拟量输入模块FX2N-4AD图10-7 例2的梯形图26第三节第三节 模拟量输出模块模拟量输出模块FX2N-4DAn 一、技术指标及端子连接一、技术指标及端子连接模拟量输出模块模拟量输出模块 FXFX2N2N-4DA-4DA27项目电压输出电流输出4通

16、道模拟量输出。根据电流输出还是电压输出,对端子进行设置模拟量输出范围DC-10+10V(外部负载电阻1k1M)DC+4+20mA(外部负载电阻500以下)数字输入电压=-2048+2047电流=0+1024分辨率5mV(10V1/2000)20A(20mA1/1000)综合精确度满量程10V的1%满量程20mA的1%转换速度 2.1mS(4通道)隔离方式模拟电路与数字电路间有光电隔离。与基本单元间是 DC/DC转换器隔离。通道间没有隔离模拟量用电源DC24V10%130mAI/O占有点数 程序上为8点(作输入或输出点计算),由PLC供电的消耗功率为 5V 30mA表10-6 FX2N-4DA技

17、术指标28第三节第三节 模拟量输出模块模拟量输出模块FX2N-4DAV+I+VI-V+I+VI-CH1 CH4 FX2N-4DA电压输出信号电流输出信号图10-9 FX2N-4DA接线图29第三节第三节 模拟量输出模块模拟量输出模块FX2N-4DAn 二、缓冲寄存器及设置二、缓冲寄存器及设置n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。30 BFM内容*#0(E)模拟量输出模式选择 缺省值=H0000*#1CH1输出数据*#2CH2输出数据*#3CH3输出数据*#4CH4输出数据*#5(E)输出保持或回零 缺省值=H0000#6、#7保

18、留*#8(E)CH1、CH2的零点和增益设置命令，初值为H0000*#9(E)CH3、CH4的零点和增益设置命令，初值为H0000表10-7 FX2N-4DA模块 BFM分配表31BFM 内容*#10 CH1的零点值单位:mV或mA例:采用输出模式3时各通道的初值:零点值=0增益值=5000*#11CH1的增益值*#12CH2的零点值*#13CH2的增益值*#14CH3的零点值*#15CH3的增益值*#16CH4的零点值*#17CH4的增益值#18、#19保留32BFM内容*#20(E)初始化 初值=0*#21(E)I/O特性调整禁止,初值=1#22#28保留#29出错信息#30识别码K301

19、0#31保留注注:1.:1.带带*号的号的BFMBFM缓冲寄存器可用缓冲寄存器可用TOTO指令将数据写入。指令将数据写入。2.2.带带E E表示数据写入到表示数据写入到EEPROMEEPROM中，具有断电记忆。中，具有断电记忆。33第三节第三节 模拟量输出模块模拟量输出模块FX2N-4DAn 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第三节第三节

20、模拟量输出模块模拟量输出模块FX2N-4DAn 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第三节第三节 模拟量输出模块模拟量输出模块FX2N-4DAn 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第三节第三节 模拟量输出模块模拟量输出模块FX2N-4DAn BFM#8和#9为零点和增益调整的

21、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。b3b2b1b0G2O2G1O1其中:b3b2b1b0G4O4G3O3(a)(b)图10-10 BFM#8和#9为零点和增益调整的设置对应值37第三节第三节 模拟量输出模块模拟量输出模块FX2N-4DAn BFM#10#17为零点和增益数据。n BFM#20为复位命令。n BFM#21为I/O状态禁止调整的控制。n BFM#29中各位的状态是FX2N-4DA运行正常与否的信息。n FX2N-4DA的识别码为K3010，存于BFM#30中。38第三节第三节 模拟量输出模块模拟量输出模块FX2N-4DAn 三、应用举例三、应用

22、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第三节第三节 模拟量输出模块模拟量输出模块FX2N-4DA满足以上要求的梯形图下图所示。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

23、送数据的寄存器D12、D13的取值范围为0+1000。40第四节第四节 可编程凸轮控制器可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SETn 一、一、FX2N-1RM-SETFX2N-1RM-SET的特点的特点FX2N-1RM-SETFX2N-1RM-SET外形外形41第四节第四节 可编程凸轮控制器可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SET 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第四节第四节 可编程凸轮控制器可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SETn 联机时必须放置在 FX2N的最后部，且最多可连接3台

24、 FX2N-1RM-SET。n 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。n 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。n 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第四节第四节 可编程凸轮控制器可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SETn 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。n FX2N-1RM-SET的程序存储在EEPROM中。44第四节第四节 可编程凸轮控制器可编程凸轮控

25、制器FX2N-1RM-SET45第四节第四节 可编程凸轮控制器可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SETn 二、缓冲寄存器及设置二、缓冲寄存器及设置46 BFM号名称初始值说明R:读,W:写,K:保持文本寄存器号#0初值设置0W、KD7144#1参考角度0机械参考角度的设置W、KD7145#2、#8002、#9002程序库号(0007)0当与PLC连接时有效W#3#8003、#9003命令0W#4输出禁止(Y000Y017)0b=0允许,b=1禁止输出W表10-8 FX2N-1RM-SET缓冲寄存器BFM分配表(部分)47 FXFX2N2N-1RM-SET-1RM-SET缓冲寄存器使用时要注意。

26、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第四节第四节 可编程凸轮控制器可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SETb15b7b6b5b4b3b2b1b0

27、未使用禁止键盘RUN到PRG操作局部自动角校正自动角校正程序库规格EEPROM写保护旋转方向分辨率0:允许 1:不允许 0:不使用 1:Y000Y003使用0:不使用 1:Y000Y017使用0:外部输入 1:与PLC连接0:允许写入 1:不允许0:时钟方向 1:计数器方向0:0.5度 1:1度表10-9 初始设置缓冲寄存器(BFM#0)49第四节第四节 可编程凸轮控制器可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SETb15b7b6b5b4b3b2b1b0未使用 在BFM的保持区域写指令初始化BFM的保持区域RUN方式下写指令复位选择参考角PRG方式RUN方式0:允许 1:不允许 0:不使用 1:Y0

28、00Y003使用上升沿有效上升沿有效上升沿有效上升沿有效上升沿有效表10-10 命令缓冲寄存器(BFM#3)50第四节第四节 可编程凸轮控制器可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SETb15b9b8b7b6b5未使用通信错误FX2N-1RM-SET(3台)与 PLC连接FX2N-1RM-SET(2台)与 PLC连接初始化BFM的保持区域显示1:出错b7=1 b6=1b7=0 b6=1b5=1b4b3b2b1b0RUN方式下写显示 错误报警旋转为计数器方向旋转为时钟方向运行显示b4=1b3=1b2=1b1=1b0=1表10-11 工作状态显示缓冲寄存器(BFM#28)51第四节第四节 可编程凸轮控

29、制器可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SET 23 222120旋转角传感器没连接EEPROM不能写入程序库号超范围数据超范围表10-12 错误报警缓冲寄存器(BFM#29)52第四节第四节 可编程凸轮控制器可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SETn 三、可编程凸轮控制器的应用举例三、可编程凸轮控制器的应用举例【例4】图10-13为可编程控制器 FX2N-80MT及其扩展单元 FX2N-16EYT与可编程凸轮控制器 FX2N-1RM-SET的连接图,要求由FX2N-80MT读取 FX2N-1RM-SET的输出状态信息,并通过 FX2N-80MT的输出端输出控制信号,同时 FX2N-80MT能够对 FX2N-1RM-SET发出运行、编程和复位的命令。试设计该程序。FX2N-16EYTFX2N-80MTFX2N-1RM-SET0号图10-13 例4连接图53第四节第四节 可编程凸轮控制器可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SETn 当可编程凸轮控制器 FX2N-1RM-SET与 PLC联机工作时,可以通过 FROM/TO指令,实现对可编程凸轮控制器的控制。PLC的控制程序如图10-14所示。其中 PLC的输入信号X000、X001、X002可以实现对可编程控制的运行控制。54第四节第四节 可编程凸轮控制器可编程凸轮控制器FX2N-1RM-SET图10-14 例4的梯形图55