三菱模拟量控制与编程

第5章可编程控制器的模拟量控制与编程•5.1模拟量的基本概念•5.2模拟量模块及其编程•5.3模拟量控制的应用5.1模拟量的基本概念•模拟量：在时间上、数值上都连续变化的物理量。1、初始性•模拟量大部分是自然界中的初始变量。•对非电量进行测量、处理、控制时，要把非电量转化成模拟电信号。•标准的模拟电压信号：0~10V。•标准的模拟电流信号：4~20mA或0~20mA•模拟电信号的产生过程：见图5-15.1模拟量的基本概念5.1模拟量的基本概念2、连续性•模拟量随时间的变化曲线是光滑而连续的，没有间断点。•变化曲线见图5-23、转换性•A/D转换；D/A转换。4、过程性•模拟量控制系统=过程控制系统：输入信号和输出信号都是模拟量的控制系统。•模拟量控制系统框图：图5-45.2模拟量模块及其编程•FX2系列PLC的模拟量控制模块主要有：4路输入、2路输出模块F2-6A-E；4路输入模块FX-4AD；2路输出模块FX-2DA等。•常用的模拟量模块外形图见图5-55.2.1模拟量输入／输出单元F2-6A-E•F2-6A-E模拟量输入输出单元功能模块既可用于Fl、F2系列PLC，也适用于FX2和FX2C系列PLC。•F2-6A-E是8位4通道输入、2通道输出的模拟量输人输出模块。•F2-6A-E输入输出特性如表5-1所示。5.2.1模拟量输入／输出单元F2-6A-E1、输入通道•4路模拟量输入通道分别记为0、1、2、3。•每个通道都可以用开关设置成电压或电流输入状态。•量程可设定成DC0~5V、DC0~10V、DC4~20mA、DC0~20mA。2、输出通道•2路模拟量输出通道分别记为0、1。•每个通道都可以用开关设置成电压或电流输出状态。•量程可设定成DC0~5V、DC0~10V、DC4~20mA、DC0~20mA。5.2.1模拟量输入／输出单元F2-6A-E3、通道编号•与F1、F2系列PLC配合•F1、F2系列PLC中有3个扩展接口，分别编号为000、•400、500。F2-6A-E直接与相应接口相连即可。•电气连接时的通道编号（见图5-6）•输入／输出的通道号由3位数字组成。5.2.1模拟量输入／输出单元F2-6A-E•与F1、F2系列PLC配合输入通道编号12种表示法CH010~CH013CH410~CH413CH510~CH513输出通道编号6种表示法CH000~CH001CH400~CH401CH500~CH5015.2.1模拟量输入／输出单元F2-6A-E•与F1、F2系列PLC配合•编写指令时的通道编号输入通道编号12种表示法K010~K013K410~K413K510~K513输出通道编号6种表示法K000~K001K400~K401K500~K5015.2.1模拟量输入／输出单元F2-6A-E•与FX2系列PLC配合•与FX2系列PLC配合时，它们之间必须加一个FX2-24EI接口单元。每个FX2系列PLC最多可接3个FX2-24EI。每个FX2-24EI可提供16个输入点，8个输出点。•FX2-24EI与FX2基本单元相接时，由近到远依次编号为NO.1、NO.2、NO.3。地址用输入输出的首元件号表示。X40，Y30（实际地址X40~X57，Y30~Y37）；X60，Y40（实际地址X60~X77，Y40~Y47）；X100，Y50（实际地址X100~X117，Y50~Y57）。（见图5-8）5.2.1模拟量输入／输出单元F2-6A-E•与FX2系列PLC配合•电气连接时的通道编号（见图5-9）输入通道编号表示法X□□，Y□□010~X□□，Y□□013输出通道编号表示法X□□，Y□□000~X□□，Y□□0015.2.1模拟量输入／输出单元F2-6A-E•与FX2系列PLC配合•编写指令时的通道编号输入通道编号表示法X□□，Y□□K010~X□□，Y□□K013输出通道编号表示法X□□，Y□□K000~X□□，Y□□K0015.2.1模拟量输入／输出单元F2-6A-E4、数据传输•F1、F2系列PLC与F2-6A-E之间进行数据传输时，是PLC的D000~D777数据寄存器与F2-6A-E的锁存器之间进行。（3位BCD码）•FX2系列PLC与F2-6A-E之间进行数据传输时，是PLC的D000~D512、D1000~D2999数据寄存器与F2-6A-E的锁存器之间进行。（4位BCD码）•数据传输及处理关系见图5-105.2.1模拟量输入／输出单元F2-6A-E5、编程方法•F1、F2系列PLC：从F2-6A-E读数据用功能指令F670K85。此时数据源为F2-6A-E的输入通道；数据目标为PLC的数据寄存器D700~D777。在图5-11中，F671为设定线圈，用于指明数据来源；F672为设定线圈，用于指明数据传送目标；F670为功能线圈，K85指明模拟量读操作；程序段含义：当X400得电时，PLC将连接400扩展口的F2-6A-E的输入第2号通道中的模拟量，转换成8位二进制数后读入PLC，被处理为3位BCD码存入PLC的D730中5.2.1模拟量输入／输出单元F2-6A-E5、编程方法•F1、F2系列PLC：向F2-6A-E写数据用功能指令F670K86。此时数据源为PLC的数据寄存器D700~D777；数据目标为F2-6A-E的输出通道。在图5-12中，F671为设定线圈，用于指明数据源；F672为设定线圈，用于指明数据传送目标；F670为功能线圈，K86指明模拟量写操作；程序段含义：当X400得电时，PLC将D740中的3位BCD码处理为8位二进制数后转换成模拟量写到连接000扩展口的F2-6A-E的输出第1号通道中。5.2.1模拟量输入／输出单元F2-6A-E5、编程方法•FX2系列PLC：从F2-6A-E读数据用功能指令ANRD。此时数据源为F2-6A-E的输入通道；数据目标为PLC的数据寄存器D000~D512、D1000~D2999。在图5-13中，X40、Y30为扩展口号，K10为数据来源；D300为数据传送目标；ANRD指明模拟量读操作；程序段含义：当X0得电时，PLC将连接X40，Y30扩展口的F2-6A-E的输入第0号通道中的模拟量，转换成8位二进制数后读入PLC，被处理为4位BCD码存入PLC的D300中。在图5-13中，X40、Y30为扩展口号，K10为数据来源；D300为数据传送目标；ANRD指明模拟量读操作；程序段含义：当X0得电时，PLC将连接X40，Y30扩展口的F2-6A-E的输入第0号通道中的模拟量，转换成8位二进制数后读入PLC，被处理为4位BCD码存入PLC的D300中。5.2.1模拟量输入／输出单元F2-6A-E5、编程方法•FX2系列PLC：向F2-6A-E写数据用功能指令ANWR。此时数据源为PLC的数据寄存器D000~D512、D1000~D2999；数据目标为F2-6A-E的输出通道。在图5-14中，X40、Y30为扩展口号，D310为数据源；K00为数据传送目标；ANWR指明模拟量写操作；程序段含义：当X0得电时，PLC将D310中的4位BCD码处理为8位二进制数后写到连接X40，Y30扩展口的F2-6A-E中，转换成模拟量后从输出第0号通道输出。在图5-14中，X40、Y30为扩展口号，D310为数据源；K00为数据传送目标；ANWR指明模拟量写操作；程序段含义：当X0得电时，PLC将D310中的4位BCD码处理为8位二进制数后写到连接X40，Y30扩展口的F2-6A-E中，转换成模拟量后从输出第0号通道输出。5.2.1模拟量输入／输出单元F2-6A-E•综合编程方法（P129图5-15、图5-16）读读入加加加求和求平均值F除平均值F输出求平均值F除写求绝对值减乘K78求绝对值减乘K78f=F1-F求压力差压力差2f输出压力差2f保存5.2.2FX-4AD与FX-2DA模拟量模块•1、FX-4AD模拟量输入模块•FX-4AD为4通道12位A／D转换模块，根据外部连接方法及PLC指令，可选择电压输入或电流输入，是一种具有高精确度的输入模块。通过简易的调整或根据PLC的指令可改变模拟量输入的范围。瞬时值和设定值等数据的读出和写入用FROM／TO指令进行。FX-4AD的技术指标如表5-2所示。5.2.2FX-4AD与FX-2DA模拟量模块•缓冲寄存器(BFM)分配：•FX系列PLC基本单元与FX-4AD、FX-2DA等之间的数据通信是由FROM指令和TO指令来执行的，FROM是基本单元从FX-4AD、FX-2DA读数据的指令，TO是从基本单元将数据写到FX-4AD、FX-2DA的指令。实际上读、写操作都是对FX-4AD、FX-2DA的缓冲寄存器BFM进行的。这一缓冲寄存器区由32个l6位的寄存器组成，编号为BFM#0～#31。FX-4AD模块BFM的分配表详见表5-2。5.2.2FX-4AD与FX-2DA模拟量模块•表中带*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的设定值即可改变FX-4AD模块的运行参数，调整其输入方式，输入增益和零点等。•从指定的模拟量输入模块读人数据前应先将设定值写人，否则按缺省设定值执行。•PLC用FROM指令可将不带*号的BFM内的数据读入。5.2.2FX-4AD与FX-2DA模拟量模块•①在BFM#0中写入十六进制4位数字H□□□□使各通道初始化，最低位数字控制通道1，最高位控制通道4，各位数字的意义如下：•□=0：设定输入范围-1OV～+l0V•□=1：设定输入范围+4mA～+20mA•□=2：设定输入范围-20mA～+20mA•□=3：关闭该通道•例如BFM#0＝H3310时，则CH1：设定输入范围-10V～+10VCH2：设定输入范围+4mA～+20mACH3、CH4：关闭该通道5.2.2FX-4AD与FX-2DA模拟量模块•②输入的当前值送到BFM#9～12，输入的平均值送到BFM#5～8。•③各通道平均值取样次数分别由BFM#1～4来指定。取样次数范围从1-4096，若设定值超过该数值范围时，按缺省设定值8次处理。•④当BFM＃20被置1时，整个FX-4AD的设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办法。5.2.2FX-4AD与FX-2DA模拟量模块•⑤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、l。零点：数字量输出为0时的输入值。增益：数字输出为+l000时的输入值。5.2.2FX-4AD与FX-2DA模拟量模块•⑥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、0(增益-零点)位的状态来指定。例如，若BFM#22的G1、01位置1，则BFM#23和24的设定值即可送入通道l的增益和零点寄存器。各通道的增益和零点既可统一调整，也可独立调整。5.2.2FX-4AD与FX-2DA模拟量模块•⑦BFM#23和#24中设定值以mV或μA为单位，但受FX-4AD的分辨力的影响，其实际响应以5mV／20μA为步距。•⑧BFM#30中存的是特殊功能模块的识别码。PLC可用FROM指令读入。FX-4AD的识别码为K2010。用户在程序中可以方便地利用这一识别码传送数据前先确认该特殊功能模块。⑨BFM#29中各位的状态是FX-4AD运行正常与否的信息。例如，b2为OFF时，表示DC24V电源正常，b2为哦ON时，则电源有故障。用FROM指令将其读入，即可作相应处理。•BFM#3l不能使用5.2.2FX-4AD与FX-2DA模拟量模块•指令格式：•FROM是基本单元从FX-4AD、FX-2DA读数据的指令，TO是从基本单元将数据写到FX-4AD、FX-2DA的指令。实际上读、写操作都是对FX-4AD、FX-2DA的缓冲寄存器BFM进行的。•图5-17中，程序含义为：将编号为2的特殊功能模块中缓冲存储器BFM