1、Date:2023-1-31 Page:1PLCPLC与输入输出设备的连接与输入输出设备的连接 第十章 PLC控制系统应用设计Date:2023-1-31 Page:2一、一、PLCPLC控制系统设计的基本原则控制系统设计的基本原则1 1满足被控对象的控制要求满足被控对象的控制要求 考虑将来发展的需要，考虑将来发展的需要，PLCPLC选用功能较强的新产选用功能较强的新产品，并留有适当的余量。品，并留有适当的余量。2 2系统安全、可靠系统安全、可靠3 3尽可能简单、经济、使用与维修方便尽可能简单、经济、使用与维修方便4 4具有高的性能价格比。具有高的性能价格比。第一节第一节 PLCPLC控制系统
2、设计的内容与步骤控制系统设计的内容与步骤Date:2023-1-31 Page:3二、二、PLCPLC控制系统设计步骤控制系统设计步骤1 1分析被控对象，提出控制要求。分析被控对象，提出控制要求。2.2.确定输入、输出设备。确定输入、输出设备。3 3确定确定PLCPLC的的I/OI/O点数，选择点数，选择PLCPLC机型。机型。4 4分配分配I/OI/O点数，绘制点数，绘制PLCPLC控制系统输入、输出端子接线图。控制系统输入、输出端子接线图。5 5程序设计，绘制工作循环图或状态转移图。程序设计，绘制工作循环图或状态转移图。1 1）初始化程序；）初始化程序；2 2）控制程序；）控制程序；3 3
3、）检测、故障诊断和显）检测、故障诊断和显示等程序；示等程序；4 4）保护和联锁程序。）保护和联锁程序。6 6程序调试。先进行模拟调试，再进行现场联机调试；先进程序调试。先进行模拟调试，再进行现场联机调试；先进行局部、分段调试，再进行整体、系统调试。行局部、分段调试，再进行整体、系统调试。7 7调试过程结束，整理技术资料，投入使用。调试过程结束，整理技术资料，投入使用。第一节第一节 PLCPLC控制系统设计的内容与步骤控制系统设计的内容与步骤Date:2023-1-31 Page:4PLCPLC控制系统设计步骤流程图控制系统设计步骤流程图Date:2023-1-31 Page:5v PLCPLC
4、机型的选择机型的选择v I/OI/O点的数量和种类点的数量和种类v CPUCPU的速度的速度v 内存容量内存容量v 编程器编程器v 打印机打印机v I/OI/O模块模块v 通讯接口模块通讯接口模块v 通讯传输电缆通讯传输电缆第二节第二节 PLCPLC的硬件设置的硬件设置Date:2023-1-31 Page:6一、一、PLC机型选择机型选择结构形式结构形式 整体式整体式 模块式模块式安装方式安装方式 集中式集中式 远程远程IO式式 分布式分布式功能要求功能要求响应速度响应速度系统可靠性系统可靠性机型统一机型统一Date:2023-1-31 Page:7 输入器件：指连接到输入器件：指连接到PL
5、C输入接线端子用于产生输入输入接线端子用于产生输入 信号的器件信号的器件。分类分类 主令器件主令器件 检测器件检测器件 有源触点输入器件有源触点输入器件 无源触点输入器件无源触点输入器件输入信号输入信号 模拟信号模拟信号 数字信号数字信号 开关信号开关信号二、二、PLCI/O端口选择端口选择按钮、选择开关、数字开关按钮、选择开关、数字开关行程开关、接近开关、光电开关、继行程开关、接近开关、光电开关、继电器触点，接触器辅助触点电器触点，接触器辅助触点行程开关、接近开关、光电行程开关、接近开关、光电开关、继电器触点，接触器开关、继电器触点，接触器辅助触点辅助触点行程开关、接近开关、光电行程开关、接
6、近开关、光电开关、继电器触点，接触器开关、继电器触点，接触器辅助触点辅助触点压力传感器、温度传感器压力传感器、温度传感器数字开关数字开关按钮、转换开关、形成开关、按钮、转换开关、形成开关、触点触点Date:2023-1-31 Page:8 输出器件：指连接到输出器件：指连接到PLC输出接线端子用于执行程序输出接线端子用于执行程序 运行结果的器件。运行结果的器件。分类：分类：驱动负载驱动负载 显示负载显示负载 输出端口：输出端口：继电器输出继电器输出 晶体管输出晶体管输出 晶闸管输出晶闸管输出接触器、继电器、电磁阀接触器、继电器、电磁阀二、二、PLCI/O端口选择端口选择指示灯、数字显示装置、电
7、指示灯、数字显示装置、电铃、蜂鸣器铃、蜂鸣器交直流负载交直流负载直流负载直流负载交流负载交流负载Date:2023-1-31 Page:9 I/O点数的确定点数的确定 I/O点数是衡量可编程控制器规模大小的依据。点数是衡量可编程控制器规模大小的依据。确定依据：将与确定依据：将与PLC相连的全部输入、输出器件根据所相连的全部输入、输出器件根据所需的电压、电流的大小和种类分别统计，考虑将来发展需的电压、电流的大小和种类分别统计，考虑将来发展的需要再相应增加的需要再相应增加 1015的余量的余量二、二、PLC I/O端口选择端口选择Date:2023-1-31 Page:10 CPU CPU的运行速
8、度是指执行每一步用户程序的时间。的运行速度是指执行每一步用户程序的时间。对于以开关量为主的控制系统，不用考虑扫描速度，一对于以开关量为主的控制系统，不用考虑扫描速度，一般的般的PLCPLC机型都可使用。对于以模拟量为主的控制系统，机型都可使用。对于以模拟量为主的控制系统，则需考虑扫描速度，必须选择合适则需考虑扫描速度，必须选择合适CPUCPU种类的种类的PLCPLC机型。机型。三、三、CPU的速度的速度Date:2023-1-31 Page:11 远程远程I/OI/O模块：输入、输出装置比较分散，工作现场远模块：输入、输出装置比较分散，工作现场远 离控制站离控制站 高速计数器模块：当高速计数器
9、模块：当PLCPLC内部的高速计数器的最高计数频内部的高速计数器的最高计数频率不能满足要求时，可选择使用率不能满足要求时，可选择使用 定位模块：在机械设备中，保证加工精度进行定位定位模块：在机械设备中，保证加工精度进行定位 通信联网模块：通信联网模块：PLCPLC与与PLCPLC之间，或之间，或PLCPLC与计算机之间的通与计算机之间的通信与联网信与联网 模拟输入模块、输出模块：把流量、速度、压力、风模拟输入模块、输出模块：把流量、速度、压力、风 力、张力等变换成数字量，及把数字量变换成模拟量，力、张力等变换成数字量，及把数字量变换成模拟量，进行输入、输出。进行输入、输出。四、四、PLC模块的
10、选择模块的选择Date:2023-1-31 Page:12 PLC PLC的外围设备主要是人的外围设备主要是人机对话装置，用于机对话装置，用于PLCPLC的的编程和监控。通过人编程和监控。通过人机对话装置可以进行编程、调试机对话装置可以进行编程、调试及显示图形报表、文件复制、报警等。及显示图形报表、文件复制、报警等。PLCPLC外围外围设外围外围设备有编程器、打印机、备有编程器、打印机、EPROMEPROM写入器、显示器等。写入器、显示器等。五、五、PLC外围设外围设Date:2023-1-31 Page:13 我国优先选择我国优先选择220V220V的交流电源电压，特殊情况可选的交流电源电压
11、，特殊情况可选择择24V24V直流电源供电。直流电源供电。输入信号电源，一般利用输入信号电源，一般利用PLCPLC内部提供的直流内部提供的直流24V24V电电源。对于带有有源器件的接近开关可外接源。对于带有有源器件的接近开关可外接220V220V交流电源，交流电源，提高稳定避免干扰。提高稳定避免干扰。选用直流选用直流I/OI/O模块时，需要外设直流电源。模块时，需要外设直流电源。六、电源电压的选择六、电源电压的选择Date:2023-1-31 Page:14 存储容量大小不仅与PLC系统的功能有关，还与功能实现的方法、程序编写水平有关。一个有经验的程序员和一个初学者，在完成同一复杂功能时，其程
12、序量可能相差25之多。在IO点数确定的基础上，按下式估算存储容量后，再加2030的裕量。存储容量存储容量(字节字节)开关量开关量I/O点数点数10 模拟量模拟量I/O通通道数道数100 存储容量选择的同时，注意对存储器的类型的选择。Date:2023-1-31 Page:15第三节第三节 PLCPLC与输入输出设备的连接与输入输出设备的连接 一、一、PLCPLC与常用输入设备的连接与常用输入设备的连接 Date:2023-1-31 Page:16 Date:2023-1-31 Page:17 Date:2023-1-31 Page:18I-传感器的漏电流（mA）UOFF-PLC输入电压低电平的
13、上限值（V）RC-PLC的输入阻抗（K）Date:2023-1-31 Page:19二、二、PLCPLC与常用输出设备的连接与常用输出设备的连接 Date:2023-1-31 Page:20续流二极管的额定电流为1A、额定电压大于电源电压的3倍；电阻值可取50120电容值可取0.10.47F，电容的额定电压应大于电源的峰值电压。接线时要注意续流二极管的极性 Date:2023-1-31 Page:21 1 1）除了）除了PLCPLC输入和输出共用同一电源外，输入公共输入和输出共用同一电源外，输入公共端与输出公共端一般不能接在一起；端与输出公共端一般不能接在一起；2 2）PLCPLC的晶体管和晶
14、闸管型输出都有较大的漏电流，的晶体管和晶闸管型输出都有较大的漏电流，尤其是晶闸管输出，将可能会出现输出设备的误动作。尤其是晶闸管输出，将可能会出现输出设备的误动作。所以要在负载两端并联一个旁路电阻，旁路电阻所以要在负载两端并联一个旁路电阻，旁路电阻R R的阻的阻值估算可由下式确定：值估算可由下式确定：UONUON是负载的开启电压（是负载的开启电压（V V），），I I是输出漏电流（是输出漏电流（mAmA）Date:2023-1-31 Page:22第四节第四节 提高提高PLCPLC控制系统可靠性的措施控制系统可靠性的措施 PLC具有很高的可靠性，并且有很强的抗干扰能力，但在过于恶劣的环境或安装
15、使用不当等情况下，都有可能引起PLC内部信息的破坏而导致控制混乱，甚至造成内部元件损坏。为了提高PLC系统运行的可靠性，应注意以下问题：Date:2023-1-31 Page:23一、适合的工作环境一、适合的工作环境 通常通常PLCPLC允许的环境温度约在允许的环境温度约在055055C C。安装时不要。安装时不要把发热量大的元件放在把发热量大的元件放在PLCPLC的下方；的下方；PLCPLC四周要有足够四周要有足够的通风散热空间；不要把的通风散热空间；不要把PLCPLC安装在阳光直接照射或离安装在阳光直接照射或离暖气、加热器、大功率电源等发热器件很近的场所；暖气、加热器、大功率电源等发热器件
16、很近的场所；安装安装PLCPLC的控制柜最好有通风的百叶窗，如果控制柜温的控制柜最好有通风的百叶窗，如果控制柜温度太高，应该在柜内安装风扇强迫通风。度太高，应该在柜内安装风扇强迫通风。PLCPLC工作环境的空气相对湿度一般要求小于工作环境的空气相对湿度一般要求小于8585，以保证以保证PLCPLC的绝缘性能。湿度太大也会影响模拟量输入的绝缘性能。湿度太大也会影响模拟量输入/输出装置的精度。因此，不能将输出装置的精度。因此，不能将PLCPLC安装在结露、雨安装在结露、雨淋的场所淋的场所Date:2023-1-31 Page:24 不宜把不宜把PLCPLC安装在有大量污染物（如灰尘、油烟、安装在有
17、大量污染物（如灰尘、油烟、铁粉等）、腐烛性气体和可燃性气体的场所，尤其是铁粉等）、腐烛性气体和可燃性气体的场所，尤其是有腐蚀性气体的地方，易造成元件及印刷线路板的腐有腐蚀性气体的地方，易造成元件及印刷线路板的腐蚀。蚀。远离有强烈振动和冲击场所，尤其是连续、频繁远离有强烈振动和冲击场所，尤其是连续、频繁的振动。必要时可以采取相应措施来减轻振动和冲击的振动。必要时可以采取相应措施来减轻振动和冲击的影响。的影响。PLCPLC应远离强干扰源，如大功率晶闸管装置、高频应远离强干扰源，如大功率晶闸管装置、高频设备和大型动力设备等，同时设备和大型动力设备等，同时PLCPLC还应该远离强电磁场还应该远离强电磁
18、场和强放射源，以及易产生强静电的地方。和强放射源，以及易产生强静电的地方。Date:2023-1-31 Page:25 PLC的IO电路都具有滤波、隔离功能，所以对外部电源要求不高 内部电源的性能好坏直接影响到PLC的可靠性，对其要求较高。在干扰较强或可靠性要求较高的场合，应该用，对PLC系统供电。还可以在隔离变压器二次侧。同时，在安装时还应注意以下问题：1）隔离变压器与PLC和I/O电源之间最好采用双绞线连接，以抑制串模干扰；2）系统的动力线应足够粗，以降低大容量设备起动时引起的线路压降；3）PLC输入电路用外接直流电源时，最好采用稳压电源，以保证正确的输入信号。否则可能使PLC接收到错误的
19、信号。Date:2023-1-31 Page:26 PLC不能在高压电器和高压电源线附近安装，更不能与高压电器安装在同一个控制柜内。在柜内PLC应远离高压电源线，二者间距离应大于200mm。1)I/O线、动力线及控制线应分开走线，尽量不要在同一线槽中。2)交流线与直流线、输入线与输出线最好分开走线。3)开关量与模拟量的/线最好分开走线，传送模拟量信号的/线最好用屏蔽线，且屏蔽线的屏敝层应一端接地。4)PLC的基本单元与扩展单元之间电缆传送的信号小、频率高，很容易受干扰，不能与其它的连线敷埋在同一线槽内。5）PLC的I/O回路配线，必须使用压接端子或单股线。6)与PLC安装在同一控制柜内的感性元
20、件，最好有消弧电路。Date:2023-1-31 Page:27二、二、正确的接地正确的接地 PLCPLC一般最好单独接地，也可以采用公共接地，但禁止一般最好单独接地，也可以采用公共接地，但禁止使用串联接地方式使用串联接地方式 PLCPLC的接地线应尽量短，使接地点尽量靠近的接地线应尽量短，使接地点尽量靠近PLCPLC。同时，。同时，接地电阻要小于接地电阻要小于100100，接地线的截面应大于，接地线的截面应大于mmmm2 2。Date:2023-1-31 Page:28三、必须的安全保护环节三、必须的安全保护环节 应该在应该在PLCPLC外部输出回路中装上熔断器，进行短路保护。最好外部输出回
21、路中装上熔断器，进行短路保护。最好在每个负载的回路中都装上熔断器。在每个负载的回路中都装上熔断器。除在程序中保证电路的互锁关系，除在程序中保证电路的互锁关系，PLCPLC外部接线中还应该采取外部接线中还应该采取硬件的互锁措施，以确保系统安全可靠地运行。硬件的互锁措施，以确保系统安全可靠地运行。PLCPLC外部负载的供电线路应具有失压保护措施，当临时停电再外部负载的供电线路应具有失压保护措施，当临时停电再恢复供电时，不按下恢复供电时，不按下“启动启动”按钮按钮PLCPLC的外部负载就不能自行启的外部负载就不能自行启动。这种接线方法的另一个作用是，当特殊情况下需要紧急停机动。这种接线方法的另一个作
22、用是，当特殊情况下需要紧急停机时，按下时，按下“停止停止”按钮就可以切断负载电源，而与按钮就可以切断负载电源，而与PLCPLC毫无关系。毫无关系。Date:2023-1-31 Page:29四、必要的软件措施四、必要的软件措施 Date:2023-1-31 Page:30 超时检测超时检测：设备在各工步的动作所需的时间一般是不：设备在各工步的动作所需的时间一般是不变的，即使变化也不会太大，因此可以以这些时间为变的，即使变化也不会太大，因此可以以这些时间为参考，在参考，在PLCPLC发出输出信号，相应的外部执行机构开始发出输出信号，相应的外部执行机构开始动作时启动一个定时器定时，定时器的设定值比
23、正常动作时启动一个定时器定时，定时器的设定值比正常情况下该动作的持续时间长情况下该动作的持续时间长2020左右。左右。逻辑错误检测逻辑错误检测：编制一些常见故障的异常逻辑关系，：编制一些常见故障的异常逻辑关系，一旦异常逻辑关系为一旦异常逻辑关系为ONON状态，就应按故障处理。状态，就应按故障处理。消除预知干扰消除预知干扰：某些干扰是可以预知的，如：某些干扰是可以预知的，如PLCPLC的输出的输出命令使执行机构（如大功率电动机、电磁铁）动作，命令使执行机构（如大功率电动机、电磁铁）动作，常常会伴随产生火花、电弧等干扰信号，它们产生的常常会伴随产生火花、电弧等干扰信号，它们产生的干扰信号可能使干扰
24、信号可能使PLCPLC接收错误的信息。在容易产生这些接收错误的信息。在容易产生这些干扰的时间内，可用软件封锁干扰的时间内，可用软件封锁PLCPLC的某些输入信号，在的某些输入信号，在干扰易发期过去后，再取消封锁。干扰易发期过去后，再取消封锁。Date:2023-1-31 Page:31五、五、采用冗余系统或热备用系统采用冗余系统或热备用系统 冗余系统是指系统中有多余的部分，在系统出现故障时，这多余的部分能立即替代故障部分而使系统继续正常运行。热备用系统的结构较冗余系统简单，虽然也有两个CPU模块在同时运行一个程序，但没有冗余处理单元RPU。系统两个CPU模块的切换，是由主CPU模块通过通信口与
25、备用CPU模块进行通信来完成的。Date:2023-1-31 Page:32【应用范例1】机械手臂控制Date:2023-1-31 Page:33控制说明：LS0LS0DD点有无工件侦测用限制开关点有无工件侦测用限制开关 LS5LS5EE点有无工件侦测用限制开关点有无工件侦测用限制开关 LS1LS1AA缸前行限制开关（左极限）缸前行限制开关（左极限）LS2LS2AA缸退回限制开关（右极限）缸退回限制开关（右极限）LS3LS3BB缸下降限制开关（下极限）缸下降限制开关（下极限）LS4LS4BB缸上升限制开关（上极限）缸上升限制开关（上极限）Date:2023-1-31 Page:34功能分析：原
26、点复位：选定以原点复位：选定以A A缸退回至右极限位置（缸退回至右极限位置（LS2 ONLS2 ON）、）、B B缸缸 上升至上极限位置（上升至上极限位置（LS4 ONLS4 ON）及）及C C缸缸松开为机械手臂的原点。松开为机械手臂的原点。执行一个动作之后，应做原点复位的侦测（因为执行一个动作之后，应做原点复位的侦测（因为A A、B B、C C缸缸 均为单作用气缸，所以会自动退回原点）。均为单作用气缸，所以会自动退回原点）。工件搬运流程：依题意其动作为一循环式单一顺序流程。工件搬运流程：依题意其动作为一循环式单一顺序流程。传送带流程：在侦测到传送带流程：在侦测到E E点有工件且点有工件且B
27、B缸缸在上极限位置时，在上极限位置时，应驱动传送带转动。应驱动传送带转动。上述两个流程可以同时进行，因此使用并进分支流程来完上述两个流程可以同时进行，因此使用并进分支流程来完 成组合。成组合。Date:2023-1-31 Page:35元件分配：D D点点工件传感器工件传感器LS0LS0，使用输入继电器，使用输入继电器A A缸缸左限位传感器左限位传感器LS1LS1，使用输入继电器，使用输入继电器A A缸缸右限位传感器右限位传感器LS2LS2，使用输入继电器，使用输入继电器B B缸缸下限位传感器下限位传感器LS3LS3，使用输入继电器，使用输入继电器B B缸缸上限位传感器上限位传感器LS4LS4
28、，使用输入继电器，使用输入继电器E E点点工件传感器工件传感器LS5LS5，使用输入继电器，使用输入继电器A A缸缸驱动，使用输出继驱动，使用输出继电器电器B B缸缸驱动，使用输出继驱动，使用输出继电器电器C C缸缸驱动，使用输出继驱动，使用输出继电器电器传送带传送带驱动，使用输驱动，使用输出继电器出继电器Date:2023-1-31 Page:36绘绘制状态流程图b.工件搬运流程工件搬运流程B缸缸下移下移（Y1 ON）C缸缸夹取工件并延时夹取工件并延时（Y2 ON）B缸缸上升上升（Y1 OFF）A缸缸前进前进（Y0 ON）工件尚未工件尚未完全搬运完全搬运B缸缸下移下移（Y1 ON）C缸缸松开
29、工件并延时松开工件并延时（Y2 OFF）B缸缸上升上升（Y1 OFF）A缸缸后退后退（Y0 OFF）a.原点复位流程原点复位流程A A缸缸退回至右极限位置（LS2 ONLS2 ON）B缸缸上升至上极限位置（LS4 ON）Date:2023-1-31 Page:37绘绘制状态流程图d d.并进并进-合流分支合流分支c c.传送带流程传送带流程B B缸缸在上极限位置E点有工件驱动传送带电机并延时2秒将工件搬运流程和传送带流程做成并进-合流分支结构Date:2023-1-31 Page:38步进阶梯图转换Date:2023-1-31 Page:39程序清单Date:2023-1-31 Page:40
30、第五节第五节 PLCPLC在模拟量闭环控制中的应用在模拟量闭环控制中的应用 一、一、PLCPLC模拟量闭环控制系统的基本原理模拟量闭环控制系统的基本原理 虚线部分由PLC的基本单元加上模拟量输入/输出扩展单元来承担。即由PLC自动采样来自检测元件或变送器的模拟输入信号，同时将采样的信号转换为数字量，存在指定的数据寄存器中，经过PLC运算处理后输出给执行机构。Date:2023-1-31 Page:41二、二、PLCPLC的的A/DA/D和和D/AD/A模块介绍模块介绍 FX2NFX2N系列中有关模拟量的特殊功能模块有：系列中有关模拟量的特殊功能模块有：FX2N-2ADFX2N-2AD（2 2路
31、模拟量输入）路模拟量输入）FX2N-4ADFX2N-4AD（4 4路模拟量输入）路模拟量输入）FX2N-8ADFX2N-8AD（8 8路模拟量输入）路模拟量输入）FX2N-4AD-PTFX2N-4AD-PT（4 4路热电阻直接输入）路热电阻直接输入）FX2N-4AD-TCFX2N-4AD-TC（4 4路热电偶直接输入）路热电偶直接输入）FX2N-2DAFX2N-2DA（2 2路模拟量输出）路模拟量输出）FX2N-4DAFX2N-4DA（4 4路模拟量输出）路模拟量输出）FX2N-2LCFX2N-2LC（2 2路温度路温度PIDPID控制模块）等。控制模块）等。Date:2023-1-31 Pa
32、ge:42 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 204
33、7 2047 对应的转换结果：对应的转换结果：12mA12mADate:2023-1-31 Page:43 A/DA/D转换转换变送器：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 信数 字 信号号0409501023CPU数 字 信数 字 信号号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
34、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:2023-1-31 Page:44 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（Analog 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/
35、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 双积分型双积分型 Date:2023-1-31 Page:451 1模拟量输入模块模拟量输入模块FX-4ADFX-4ADCOMX0X1X2X3X4X5X6汇点式COM1Y0Y1Y2Y3COM1Y0Y1Y2Y3COM2COM2COM3COM4分组式分隔式 FX-4AD FX-4AD为为4 4通道通道1212位位A/DA/D转换模块，根据外部连转换模块，根据外部连接方法及接方法及PLCPLC指令，可选择电压输入或电流输入，是指令，可选择电压输入或电流输入，是一种具有较高精确度的输入模块。一种具有较高精确度的输入模块。Date:2023
36、-1-31 Page:46Date:2023-1-31 Page:47Date:2023-1-31 Page:48 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转换转换模块，这是一种内附温度传感器前置放大器的模拟电模块，这是一种内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压量输入模块，它可以直接与三线的铂电阻PT-100PT-100直直接连接。接连接。Date:2023-1-31 Page:49 3 3热电偶温度传感
37、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-TCFX-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通道热电偶温度传感器模拟量输入模块。模块。Date:2023-1-31 Page:50Date:2023-1-31 Page:51 D/AD/A转换转换调节阀调节阀变频器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 信数 字 信号号0409501023CPU工程量工程量0100软件实现软件实现数 字 信数 字 信号号0409501023工程化反变
38、换工程化反变换Date:2023-1-31 Page:52COMX0X1X2X3X4X5X6汇点式COM1Y0Y1Y2Y3COM1Y0Y1Y2Y3COM2COM2COM3COM4分组式分隔式 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模拟量输出模块模拟量输出模块FX-2DAFX-2DADate:2023-1-31 Page:53Date:2023-1-31 Pag
39、e:54Date:2023-1-31 Page:55 特殊功能模块的编号Date:2023-1-31 Page:56 特殊功能模块的读/写指令 ml为特殊功能模块的编号，ml=07；m2为该特殊功能模块中缓冲寄存器(BFM)的编号，m2=032767；n是待传送数据的字数，n=l32（16位操作）或l16（32位操作）。Date:2023-1-31 Page:57 编程举例 例例11：FX2N-4AD模块在0号位置，其通道CH1和CH2作为电压输入，CH3、CH4关闭，平均值采样次数为4，数据存储器D1和D2用于接收CH1、CH2输入的平均值。Date:2023-1-31 Page:58编程举
40、例 例例22：FX2N-2DA模块在1号位置，其通道CH1和CH2作为电压输出，将数据存储器D1和D2的内容通过CH1、CH2输出。程序如图所示，X000接通时，通道1（CH1）执行数字到模拟量的转换；X001接通时，通道2（CH2）执行数字到模拟量的转换。Date:2023-1-31 Page:59第六节第六节 PLCPLC控制系统的维护和故障诊断控制系统的维护和故障诊断 一、一、PLCPLC控制系统的维护控制系统的维护 一般情况下检修时间以每6个月至一年1次为宜，当外部环境条件较差时，可根据具体情况缩短检修间隔时间。PLC日常维护检修的一般内容 Date:2023-1-31 Page:60
41、二、二、PLCPLC的故障诊断的故障诊断 任何任何PLCPLC都具有自诊断功能，当都具有自诊断功能，当PLCPLC异常时应该充分利异常时应该充分利用其自诊断功能以分析故障原因。一般当用其自诊断功能以分析故障原因。一般当PLCPLC发生异常发生异常时，首先请检查电源电压、时，首先请检查电源电压、PLCPLC及及I/OI/O端子的螺丝和接端子的螺丝和接插件是否松动，以及有无其他异常。然后再根据插件是否松动，以及有无其他异常。然后再根据PLCPLC基基本单元上设置的各种本单元上设置的各种LEDLED的指示灯状况，以检查的指示灯状况，以检查PLCPLC自自身和外部有无异常。身和外部有无异常。下面以下面
42、以FXFX系列系列PLCPLC为例，来说明根据为例，来说明根据LEDLED指示灯状况以指示灯状况以诊断诊断PLCPLC故障原因的方法。故障原因的方法。Date:2023-1-31 Page:61（POWERLEDPOWERLED指示）指示）当向当向PLCPLC基本单元供电时，基本单元表面上设置的基本单元供电时，基本单元表面上设置的POWERPOWERLEDLED指示灯会亮。指示灯会亮。如果电源合上但如果电源合上但POWERPOWERLEDLED指示灯不亮，请确认电指示灯不亮，请确认电源接线。另外，若同一电源有驱动传感器等时，请确源接线。另外，若同一电源有驱动传感器等时，请确认有无负载短路或过电
43、流。若不是上述原因，则可能认有无负载短路或过电流。若不是上述原因，则可能是是PLCPLC内混入导电性异物或其他异常情况，使基本单元内混入导电性异物或其他异常情况，使基本单元内的保险丝熔断，此时可通过更换保险丝来解决。内的保险丝熔断，此时可通过更换保险丝来解决。Date:2023-1-31 Page:62（EPRORLED闪烁）当程序语法错误（如忘记设定定时器或计数器的常数当程序语法错误（如忘记设定定时器或计数器的常数等），或有异常噪音、导电性异物混入等原因而引起等），或有异常噪音、导电性异物混入等原因而引起程序内存的内容变化时，程序内存的内容变化时，EPROREPRORLEDLED会闪烁，会闪
44、烁，PLCPLC处处于于STOPSTOP状态，同时输出全部变为状态，同时输出全部变为OFFOFF。在这种情况下，。在这种情况下，应检查程序是否有错，检查有无导电性异物混入和高应检查程序是否有错，检查有无导电性异物混入和高强度噪音源。强度噪音源。发生错误时，发生错误时，80098009、8060806880608068其中之一的值被写入特其中之一的值被写入特殊数据寄存器殊数据寄存器D8004D8004中，假设这个写入中，假设这个写入D8004D8004中内容是中内容是80648064，则通过查看，则通过查看D8064D8064的内容便可知道出错代码。与的内容便可知道出错代码。与出错代码相对应的出
45、错代码相对应的 实际出错内容参见实际出错内容参见PLCPLC使用手册的使用手册的错误代码表。错误代码表。Date:2023-1-31 Page:63（EPRORLED灯亮）由于由于PLCPLC内部混入导电性异物或受外部异常噪音的影响，内部混入导电性异物或受外部异常噪音的影响，导致导致CPUCPU失控或运算周期超过失控或运算周期超过200ms200ms，则，则WDTWDT出错，出错，EPROREPRORLEDLED灯亮，灯亮，PLCPLC处于处于STOPSTOP，同时输出全部都变，同时输出全部都变为为OFFOFF。此时可进行断电复位，若。此时可进行断电复位，若PLCPLC恢复正常，请检恢复正常，
46、请检查一下有无异常噪音发生源和导电性异物混入的情况。查一下有无异常噪音发生源和导电性异物混入的情况。另外，请检查另外，请检查PLCPLC的接地是否符合要求。的接地是否符合要求。检查过程如果出现检查过程如果出现EPROREPRORLEDLED灯亮灯亮闪烁的变化，闪烁的变化，请进行程序检查。如果请进行程序检查。如果EPROREPRORLEDLED依然一直保持灯依然一直保持灯亮状态时，请确认一下程序运算周期是否过长（监视亮状态时，请确认一下程序运算周期是否过长（监视D8012D8012可知最大扫描时间）。可知最大扫描时间）。如果进行了全部的检查之后，如果进行了全部的检查之后，EPROREPRORLE
47、D LED 的灯亮状的灯亮状态仍不能解除，应考虑态仍不能解除，应考虑PLCPLC内部发生了某种故障，请与内部发生了某种故障，请与厂商联系。厂商联系。Date:2023-1-31 Page:64 不管输入单元的不管输入单元的LEDLED灯亮还是灭，请检查输入信号开关灯亮还是灭，请检查输入信号开关是否确实在是否确实在ONON或或OFFOFF状态。状态。如果输入开关的额定电流容量过大或由于油侵入等原如果输入开关的额定电流容量过大或由于油侵入等原因，容易产生接触不良。当输入开关与因，容易产生接触不良。当输入开关与LEDLED灯亮用电阻灯亮用电阻并联时，即使输入开关并联时，即使输入开关OFFOFF但并联
48、电路仍导通，仍可对但并联电路仍导通，仍可对PLCPLC进行输入。如果使用光传感器等输入设备，由于发进行输入。如果使用光传感器等输入设备，由于发光受光部位粘有污垢等，引起灵敏度变化，有可能光受光部位粘有污垢等，引起灵敏度变化，有可能不能完全进入不能完全进入“ON”ON”状态。在比状态。在比PLCPLC运算周期短的时间运算周期短的时间内，不能接收到内，不能接收到ONON和和OFFOFF的输入。如果在输入端子上外的输入。如果在输入端子上外加不同的电压时，会损坏输入回路加不同的电压时，会损坏输入回路。Date:2023-1-31 Page:65 不管输出单元的不管输出单元的LEDLED灯亮还是灭，如果负载不能进行灯亮还是灭，如果负载不能进行ONON或或OFFOFF时，主要是由于过载、负载短路或容量性负载的时，主要是由于过载、负载短路或容量性负载的冲击电流等，引起继电器输出接点粘合，或接点接触冲击电流等，引起继电器输出接点粘合，或接点接触面不好导致接触不良。面不好导致接触不良。另外，还也可根据另外，还也可根据PLCPLC的出错代码来诊断故障原因，的出错代码来诊断故障原因，FXFX系列系列PLCPLC出错代码一览表见附录出错代码一览表见附录B B，在此不再赘述。，在此不再赘述。
