特殊功能模块及其应用.ppt

第8章 特殊功能模块及其应用 模拟量处理模块8.1通信扩展板8.2CC-Link现场总线模块 8.3其他特殊功能模块 8.48.1 模拟量处理模块FX系列PLC常用的模拟量控制设备有模 拟量扩展板（FX1N-2AD-BD、FX1N-1DA- BD）、普通模拟量输入模块（FX2N-2AD、 FX2N-4AD、FX2NC-4AD、FX2N-8AD）、 模拟量输出模块（FX2N-2DA、FX2N-4DA 、FX2NC-4DA）、模拟量输入输出混合模 块（FX0N-3A）、温度传感器用输入模块（ FX2N-4AD-PT、FX2N-4AD-TC、FX2N- 8AD）、温度调节模块（FX2N-2LC）等 8.1.1 普通A/D输入模块 1．FX2N-4AD概述FX2N-4AD模拟输入模块为4通道12位 A/D转换模块项 目输 入 电 压输 入 电 流模拟量输入范围−10～+10V（输入电阻200W ）−20～20mA（输入电阻250 W ）表表8-18-1 FX2NFX2N− −4AD4AD的技术指标的技术指标项 目输 入 电 压输 入 电 流数字输出12位，最大值+2047，最小值-2048分辨率5mV20μA总体精度±1%±1%转换速度15ms（6ms高速）隔离模数电路之间采用光电隔离电源规格主单元提供5V/30mA直流，外部提供24V/55mA直流占用I/O点数占用8个I/O点，可分配为输入或输出适用PLCFX1N，FX2N，FX2NC续表续表 2．接线 （1）接线图FX2N−4AD的接线如图8-1所示。

图图8-1 FX2N-4AD8-1 FX2N-4AD接线图接线图（2）注意事项① FX2N-4AD通过双绞屏蔽电缆来连接 电缆应远离电源线或其他可能产生电气干 扰的电线 ② 如果输入有电压波动，或在外部接线中 有电气干扰，可以接一个平滑电容器（ 0.1µF～0.47µF/25V）③ 如果使用电流输入，则须连接V+和I+端 子 ④ 如果存在过多的电气干扰，需将电缆屏 蔽层与FG端连接，并连接到FX2N−4AD的 接地端 ⑤ 连接FX2N-4AD的接地端与主单元的接 地端可行的话，在主单元使用3级接地3．缓冲存储器（BFM）分配FX2N−4AD共有32个缓冲存储器（ BFM），每个BFM均为16位，BFM的分配 如表8-2所示BFM内 容说 明*#0通道初始化，默认值 =H0000① 带*号的缓冲存储器（BFM）可以使用TO指令由PLC写入 ② 不带*号的缓冲存储器的数据可以使用FROM指令读入PLC ③ 在从模拟特殊功能模块读 出数据之前，确保这些设置已经送入 模拟特殊功能模块中，否则，将使用模块里面以前保存的数值 ④ BFM提供了利用软件调整偏移和增益的手段 ⑤ 偏移（截距）：当数字输出为0时的模拟输 入值 ⑥ 增益（斜率）：当数字输出为+1000时的模拟输 入值*#1通道1平均值采样次数（1～4096），用于得到平均结果，默认值为 8（正常速度，高速操作可 选择 1）*#2通道2*#3通道3*#4通道4#5通道1这些缓冲区为输 入的平均值#6通道2#7通道3#8通道4#9通道1这些缓冲区为输 入的当前值#10通道2#11通道3#12通道4#13～#14保留#15选择 A/D转换 速度，参见注2如设为 0，则选择 正常速度，15ms/通道（默认）如设为 1，则选择 高速，6ms/通道 BFMb7 b6b5 b4b3b2b1b0#16～#19保留*#20复位到默认值 和预设 。

默认值 =0*#21调整增益、偏移选择 b1，b0）为（0、1）允许，（1、0）禁止*#22增益、偏移调整G4O4G 3O3G 2O2G1O1*#23偏移值，默认值 =0*#24增益值，默认值 =5000（mV）#25～#19保留#29错误 状态#30识别码 K2010#31禁用表表8-28-2 BFMBFM分配表分配表图图8-2 8-2 增益示意图增益示意图 增益决定了校正线的角度或者斜率，由数字值增益决定了校正线的角度或者斜率，由数字值10001000标识 （（a a）小增益）小增益 读取数字值间隔大；读取数字值间隔大； （（b b）零增益）零增益 默认：默认：5V5V或或20mA20mA；； （（c c）大增益）大增益 读取数字值间隔小读取数字值间隔小图图8-3 8-3 偏移示意图偏移示意图偏移是校正线的偏移是校正线的““位置位置””，由数字值，由数字值0 0标识 （（d d）负偏移）负偏移 数字值为数字值为0 0时模拟值为负；时模拟值为负； （（e e）零偏移）零偏移 数字值等于数字值等于0 0时模拟值等于时模拟值等于0 0；； （（f f）正偏移）正偏移 数字值为数字值为0 0时模拟值为正。

时模拟值为正偏移和增益可以独立或一起设置合 理的偏移范围是−5～+5V或−20～20mA 而合理的增益值是1～15V或4～32mA增 益和偏移都可以用PLC的程序调整调整增益/偏移时，应该将增益/偏移 BFM#21的位b1，b0设置为0、1，以允许 调整一旦调整完毕，这些位元件应该设 为1，0，以防止进一步的变化5．实例程序 （1）基本程序FX2N-4AD模块连接在特殊功能模块 的0号位置，通道CH1和CH2用作电压输入 平均采样次数设为4，并且用PLC的数据 寄存器D0和D1接收输入的数字值其基本 程序如图8-4所示图图8-4 FX2N8-4 FX2N− −4AD4AD基本程序基本程序（2）FX2N-4AD增益和偏移的调整程 序通过软件设置调整偏移/增益量，其程 序如图8-5所示图图8-5 8-5 偏移量调整程序偏移量调整程序8.1.2 温度A/D输入模块 1．FX2N-4AD-PT概述项 目摄氏度℃华氏度℉模拟量输入信号箔温度PT100传感器（100W），3线，4通道传感器电流PT100传感器100 W时1mA补偿范围−100～+600℃−148～+1112℉ 数字输出−1000～+6000−1480～+11120 12转换（11个数据位+1个符号位）最小分辨率0.2～0.3℃0.36～0.54℉整体精度满量程的±1%转换速度15ms 电源主单元提供5V/30mA直流，外部提供24V/50mA直流占用I/O点数占用8个点，可分配为输入或输出适用PLCFX1N，FX2N，FX2NC表表8-48-4 FX2N-4AD-PTFX2N-4AD-PT的技术指标的技术指标2．接线 （1）接线图FX2N-4AD-PT的接线如图8-6所示。

（2）注意事项 ① FX2N-4AD-PT应使用PT100传感器的 电缆或双绞屏蔽电缆作为模拟输入电缆， 并且和电源线或其他可能产生电气干扰的 电线隔开② 可以采用压降补偿的方式来提高传感器 的精度如果存在电气干扰，将电缆屏蔽 层与外壳地线端子（FG）连接到FX2N- 4AD-PT的接地端和主单元的接地端如可 行的话，可在主单元使用3级接地③ FX2N-4AD-PT可以使用可编程控制器 的外部或内部的24V电源 3．缓冲存储器（BFM）的分配FX2N-4AD-PT的BFM分配如表8-5所 示图图8-6 FX2N-4AD-PT8-6 FX2N-4AD-PT接线图接线图BFM内 容说 明 *#1～#4CH1～CH4的平均温度值的采样次数（1 ～4096），默认值=8① 平均温度的采样次 数被分配给BFM#1～#4 只有1～4096的范围 是有效的，溢出的值 将被忽略，默认值为 8 ② 最近转换的一些可 读值被平均后，给出 一个平均后的可读值 平均数据保存在BFM 的#5～#8和#13～#16中 ③ BFM#9～#12和#17～ #20保存输入数据的当 前值这个数值以 0.1℃或0.1℉为单位 ，不过可用的分辨率 为0.2℃～0.3℃或者 0.36℉～0.54℉*#5～#8CH1～CH4在0.1℃单位下的平均温度*#9～#12CH1～CH4在0.1℃单位下的当前温度*#13～#16CH1～CH4在0.1℉单位下的平均温度*#17～#20CH1～CH4在0.1℉单位下的当前温度*#21～#27保留*#28数字范围错误锁 存 #29错误状态 #30识别号K2040 #31保留表表8-58-5 BFMBFM分配表分配表（1）缓冲存储器BFM#28BFM#28是数字范围错误锁存，它锁 存每个通道的错误状态如表8-6所示，据此 可用于检查热电偶是否断开。

b15到b8b7b6b5b4b3b2b1b0未 用高低高低高低高低CH4CH3CH2CH1表表8-68-6 FX2NFX2N− −4AD-PT BFM#284AD-PT BFM#28位信息位信息注： 注：““低低””表示当测量温度下降，并低于最低可测量温度极限时，对应位为表示当测量温度下降，并低于最低可测量温度极限时，对应位为ONON；；“ “高高””表示当测量温度升高，并高于最高可测量温度极限或者热电偶断表示当测量温度升高，并高于最高可测量温度极限或者热电偶断 开时，对应位为开时，对应位为ONON如果出现错误，则在错误出现之前的 温度数据被锁存如果测量值返回到有效 范围内，则温度数据返回正常运行，但错 误状态仍然被锁存在BFM#28中当错误消除后，可用TO指令向 BFM#28写入K0或者关闭电源，以清除错 误锁存2）缓冲存储器BFM#29BFM#29中各位的状态是FX2N-4AD- PT运行正常与否的信息，具体规定如表8-7 所示BFM#29各位的功能ON（1）OFF（0）b0：错误如果b1～b3中任何一个为ON，出错通 道的A/D转换停止无错误b1：保留保留保留b2：电源故障DC 24V电源故障电源正常b3：硬件错误A/D转换器或其他硬件故障硬件正常b4～b9：保留保留保留b10：数字范围错 误数字输出/模拟输入值超出指定范围数字输出值正 常 b11：平均值的采 样次数错误采样次数超出范围，参考BFM#1～#4正常（1～4096 ） b12～b15：保留保留保留表表8-78-7 FX2N-4AD-PT BFM#29FX2N-4AD-PT BFM#29位信息位信息（3）缓冲存储器BFM#30FX2N-4AD-PT的识别码为K2040，它 就存放在缓冲存储器BFM#30中。

在传输/ 接收数据之前，可以使用FROM指令读出 特殊功能模块的识别码（或ID），以确认 正在对此特殊功能模块进行操作4．实例程序图8-7所示的程序中，FX2N-4AD-PT 模块占用特殊模块0的位置（即紧靠可编程 控制器），平均采样次数是4，输入通道 CH1～CH4以℃表示的平均温度值分别保 存在数据寄存器D0～D3中图图8-7 FX2N8-7 FX2N− −4AD-PT4AD-PT基本程序基本程序8.1.3 D/A输出模块 1．FX2N-2DA概述 2．接线图FX2N-2DA的接线如图8-8所示 3．缓冲存储器（BFM）分配FX2N-2DA的缓冲存储器分配如表8-9 所示项 目输 出 电 压输 出 电 流模拟量输出范围0～10V直流，0～5V直流4～20mA数字输出12位分辨率2.5mV（10V/4000） 1.25mV（5V/4000）4mA（20mA/4000）总体精度满量程1%转换速度4ms/通道电源规格主单元提供5V/30mA和24V/85mA占用I/O点数占用8个I/O点，可分配为输入或输出适用的PLCFX1N，FX2N，FX2NC表表8-88-8 FX2N-2DAFX2N-2DA的技术指标的技术指标图图8-8 FX2N8-8 FX2N− −2DA2DA接线图接线图 ※1※1当电压输出存在波动或有大量噪声时，在图中位置处连接当电压输出存在波动或有大量噪声时，在图中位置处连接0.10.1～～0.47mF 0.47mF 25V DC25V DC的电容。