1、任务任务 模拟量输入输出模块及其应用模拟量输入输出模块及其应用任务任务 通信模块及其应用通信模块及其应用知识点：知识点：特殊功能模块、模拟量输入输出模块、FROM、TO 指令技能点：技能点：连接特殊功能模块与 PLC 主单元，会按照连接顺序对特殊功能模块编号，会使用 FROM 和 TO 指令对外部设备读写信号和控制任务 模拟量输入输出模块及其应用在如图所示的设备中有一个水箱，水箱中安装有一压力变送器（压力传感器）和一温度传感器，电动调节阀控制进水量，温度传感器检测水温，压力传感器检测水压。现要用 PLC 来检测水温、水压，控制进水量。任务提出任务提出水箱任务分析任务分析PLC 是从继电器控制系
2、统的替代产品发展而来的，主要的控制对象是机电产品，以开关量居多。模拟量处理流程图主单元与扩展模块实物图a）主单元 b）FX2N-4AD-PT c）FXON-3A1读取水箱温度读取水箱温度2读取水箱压力读取水箱压力读取水箱温度程序梯形图读取水箱压力的程序梯形图3 控制电动调节阀开度控制电动调节阀开度控制电路调节阀开度的程序梯形图相关知识相关知识一、一、常用的模拟量输入输出模块常用的模拟量输入输出模块模拟量输入模块(A/D 模块）用于把现场连续变化的模拟信号转换成适合 PLC 内部处理的数字信号。模拟量输出模块(D/A 模块）用于将 PLC 运算处理后的数字信号转换为相应的模拟信号输山，以满足生产
3、过程现场连续控制信号的需求。二、二、FX2N-4AD-PT 温度输入模块温度输入模块温度输入模块 FX2N-4AD-PT 的功能是把现场的模拟温度信号转换成相应的数字信号送给 PLC 主单元。FX2N 有两种温度输入模块，一种是热电偶传感器，另一种是热电阻铂温度传感器，二者基本原理相同。现介绍FX2N-4AD-PT 温度输入模块。1.特点特点FX2N-4AD-PT 温度输入模块将来自四个铂温度传感器(PT100，3 线，100）的输入信号放大，并将数据转换成12 位的可读数据，存储在 PLC 主单元中，摄氏温度和华氏温度数据都可读取。读分辨率是 0.20.3 0.360.54F。所有的数据传输
4、和参数设置都可以通过 FX2N-4AD-PT的软件控制来调整。2.接线接线接线如图所示。FX2N-4AD-PT 接线图3.技术指标与转换特性技术指标与转换特性环境指标电源指标 性能指标4.BFM 的分配的分配每一模拟量输入/输出模块都有一个缓冲寄存器(BFM），FX2N-4AD-PT 的 BFM 分配见表。BFM 的分配（1）BFM#28。数字范围错误锁存见表，BFM#28 锁存每个通道的错误状态，并且可用于检查热电偶是否断开。数字范围错误锁存（2）BFM#29。错误状态见表，BFM#29 的 b10(数字范围错误）用于判断测量温度是否在允许范围内。（3）识别码 BFM#30。可以使用 FRO
5、M 指令从 BFM#30中读出特殊功能模块的识别码或 ID 号。BFM#29 错误状态表三、三、FXON-3A 模拟量输入模拟量输入/输出模块输出模块模拟量输入/输出模块 FXON-3A 的功能是把现场的模拟信号转换成相应的数字信号送给 PLC 主单元。也把 PLC 的数字信号转换成模拟信号送给生产过程现场以满足连续控制信号的需求。1.特点特点模拟量输入/输出模块 FXON-3A 为两通道输入，一通道输出，在输入/输出的基础上选择电流或电压由用户的接线决定。2.接线接线FXON-3A模块接线图3.技术指标技术指标FXON-3A 的技术指标见表。模拟量输入/输出模块 FXON-3A 的技术指标模
6、拟量输入/输出模块 FXON-3A 的技术指标模拟量输入/输出模块 FXON-3A 的技术指标4.BFM 的分配的分配FXON-3A 模块 BFM 的分配见表。5.增益与偏移增益与偏移增益与偏移是使用 FXON-3A 模块要设定的两个重要参数。FXON-3A 模块 BFM 的分配表四、特殊功能模块的编号四、特殊功能模块的编号主单元和模块连接图五、模拟量输入五、模拟量输入/输出模块的读写操作输出模块的读写操作BFM 中的数据是通过 FROM 指令或 TO 指令使 PLC 主单元与模块进行数据交换。FROM 是 PLC 主单元从 BFM 读数据的指令，TO 是从 PLC 主单元将数据写到 BFM
7、的指令。1.FROM 指令指令FROM 指令是 BFM 读出指令，助记符、指令代码、操作数、程序步见表。FROM 指令是将第“m1”号扩展模块中 BFM 编号为“m2”开始的 n 个数据读入 PLC 主单元，并存于 D 指定元件的 n 个数据寄存器中。FROM 指令的属性2.TO 指令指令TO 指令是 BFM 写入指令，助记符、指令代码、操作数、程序步见表。TO 指令是将 PLC 主单元以 S 元件为首地址的 n 个字数据，写到第“m1”号扩展模块中，并存于 BFM 编号为“M2”开始的 n 个缓冲存器中。TO 指令的属性任务实施任务实施本任务的实施需要任务中指定的硬件条件与现场控制设备，在具
8、备硬件条件与现场控制设备的情况下，按如下步骤任务实施。1连接并调整调试好现场控制设备，确保完连接并调整调试好现场控制设备，确保完好。好。2按顺序接入按顺序接入 PLC 主单元、主单元、FX2N-4AD-PT 特特殊功能模块、殊功能模块、FXON-3A 特殊功能模块。特殊功能模块。3确定特殊功能模块的编号。确定特殊功能模块的编号。4将温度传感器、压力传感器、电动调节阀的控制信号将温度传感器、压力传感器、电动调节阀的控制信号连接到相应的特殊功能模块。连接到相应的特殊功能模块。5特殊功能模块特殊功能模块 BFM 的分配。的分配。6确定确定 A/D、D/A 转换中的比例关系，进行工程单位与转换中的比例
9、关系，进行工程单位与读入数值之间的换算。读入数值之间的换算。7编写用户程序。编写用户程序。8各单元单独调试后进行系统调试。各单元单独调试后进行系统调试。知识点：知识点：串行通信模块 RS、PRUN 指令技能点：技能点：会使用串行通信模块和 RS 指令、PRUN 指令实现 PLC 与外部设备、PLC 与PLC 之间的通信任务 通信模块及其应用在工业控制中，经常要用到 PLC 与计算机的通信，PLC 与其他设备如变频器、触摸屏、机械手、视觉系统、数据检测系统等的通信。本任务只简要实现将数据寄存器 D100D109 中的数据按 16 位通信传送出去，并将接收的数据转存到 D000D008 中。任务提
10、出任务提出任务分析任务分析要想完全实现 PLC 与其他设备之间数据的发送和接收，还必须有相应的支持该 PLC 通信的驱动程序，包括通信接口、端口设置、通信模式设置、程序传送、数据传送、系统监控等。应用系统不同，设置方式也不同。本任务编制的梯形图如图所示。数据通信传送程序相关知识相关知识1异步串行通信接口异步串行通信接口RS232C采用按位串行的方式，传递的波特率规定为 19200、9600、4800、2400、1200、600、300 等。在通信距离较近，波特率要求不高的场合可以直接采用，既简单又方便。但是，由于 RS232C 接口采用单端发送、单端接收，所以，在使用中有数据通信速率低、通信距
11、离近(15 m）、抗共模干扰能力差等缺点。RS422 接口采用差动发送、差动接收的工作方式，发送器、接收器仅使用+5 V 电源，因此在通信速率、通信距离、抗共模干扰能力等方面，较 RS232C 接口都有了很大提高。使用 RS422 接口，最大数据通信速率可达 10 Mbit/s(对应通信距离为 12 m），最大通信距离 1 200 m(对应通信速率为 10kbit/s）。RS485 接口的信号传送是用两根导线之间的电位差来表示逻辑 1 和逻辑 0 的，这样，RS485 接口仅需两根传输线就可完成信号的接收和发送任务。传输线也采用差动接收、差动发送的工作方式，而且输出阻抗低、无接地回路问题，所以
12、它的干扰抑制性很好，传输距离可达 1200 m，传输速率达 10Mbit/s。很多小型 PLC 上都设有 RS422 通信接口或 RS232C 通信接口。应用 RS422 和 RS232C 通道，可配置一个与外部计算机进行通信的系统。该系统中，PLC 和计算机相互传送数据，从而实现计算机对 PLC 的直接控制。2PLC 与计算机的通信与计算机的通信PLC 与计算机连接，构成 PLC 和计算机的综合系统，可使 PLC 与计算机互补功能上的不足。FX 系列 PLC 与通信设备间的数据交换，由特殊寄存器D8120 的内容指定，交换数据的点数、地址用 RS 指令设置，并通过 PLC 的数据寄存器和文件
13、寄存器实现数据交换。（1）通信参数设置在两个串行通信设备进行任意通信前，必须设置相互可以辨认的参数，这些参数是指传送数据的信息格式，包括起始位、数据位、奇偶校验位、停止位和波特率等。（2）串行通信指令 RS串行通信指令是利用 PLC 的通信适配器 FX-232ADP 进行通信控制的，实现 PLC 与外围设备的数据传送与接收。3PLC 与与 PLC 的通信的通信在较大规模的控制系统中，有时需要两台或两台以上的PLC 进行控制。在 FX2N 系列中，利用光纤并行通信适配器FX40AP/AW 和双绞线并行通信适配器 FXW-40AW，可实现2 台 FX 系列 PLC 间的自动数据传送，达到 2 台 PLC 并联运行的目的。任务实施任务实施本任务的实施需要任务中指定的硬件条件与现场控制设备，在具备硬件条件与现场控制设备的情况下，按如下步骤任务实施。1连接并调整调试好现场控制设备，确保完好。连接并调整调试好现场控制设备，确保完好。2将将 FX-232ADP 接入接入 PLC 主单元并利用通信线主单元并利用通信线连接连接 PLC 与计算机。与计算机。3各单元单独调试后进行系统调试。各单元单独调试后进行系统调试。
