PLC应用技术-电热水炉温度控制

《PLC应用技术》项目5PLC特殊功能模块应用一、任务分析二、相关知识三、任务实施四、知识拓展五、任务拓展任务1电热水炉温度控制《PLC应用技术》项目5PLC特殊功能模块应用要求：当水位低于低位液位开关时打开进水电磁阀加水，高于高位液位开关时关闭进水电磁阀停止加水。加热时，当水位高于低水位时，打开电源控制开关开始加热，当水烧开时，停止加热并保温。任务1电热水炉温度控制一、任务要求《PLC应用技术》项目5PLC特殊功能模块应用•在应用PLC控制电炉加热过程时，除了考虑进水液位控制外，还要考虑温度控制，这里就需要用到PLC模拟量输入模块。从图5-1中可以看到温度信号通过温度变送器以4～20mA电流输出，以FX2N型PLC为例，这里需要选择FX2N-2AD型模拟量输入模块予以采集。•在完成任务设计时，首先确定输入/输出设备。在进水液位控制时，输入信号S1为高位液位开关，S2为低位液位开关，输出信号Q1为进水电磁阀控制信号。在加热温度控制时，输入模拟量T1为炉内水温，输出信号Q2为加热电阻控制开关。一般开水温度在95℃～100℃保温温度一般设在80℃以上，这里就需要用到PLC功能指令的比较指令了。任务1电热水炉温度控制一、任务分析：《PLC应用技术》项目5PLC特殊功能模块应用1、布线任务1电热水炉温度控制二、相关知识-----FX2N-2AD（2通道12位A/D转换模块）使用中不能将一个通道作为模拟电压输入而将另一个作为电流输入，这是因为两个通道适应相同的偏值量和增益值，对于电流输入，使用时短路VIN和IIN。------可接受输入为0～10VDC、0～5VDC或4～20mA-------占用8个I/O点，消耗5VDC的电源和20mA的电流。《PLC应用技术》项目5PLC特殊功能模块应用任务1电热水炉温度控制二、相关知识-----FX2N-2AD（2通道12位A/D转换模块）表5-1FX2N-2AD技术特性项目电压输入电流输入绝缘承受电压500VAC1分钟（在所有的端子和外壳之间）模拟电路电源24VDC10%50mA（来自于主电源的内部电源供应）隔离方式在模拟电路和数字电路之间用光电耦合器进行隔离，主单元的电源用DC/DC转换器隔离，各输入端子间不隔离模拟量输入范围在装用时，对于0～10VDC的模拟电压输入，此单元的数字范围是0到4000，当使用FX2N-2AD并通过电流输入或通过0到5VDC输入时，就有必要通过偏置和增益量进行再调节0～10VDC，0～5VDC（输入阻抗200k），当输入电压超过−0.5V或+15VDC时，此单元可能损坏4～20mA（输入阻抗为250），当输入电流超过−2mA或+60mA时，此单元可能损坏分辨率2.5mV（10V/4000）1.25mV（5V/4000）4A{（20−4）/4000}集成精度1%（全范围0～10V）1%（全范围4～20mA）处理时间2.5ms/1通道（顺序程序和同步）2、FX2N-2AD技术特性《PLC应用技术》项目5PLC特殊功能模块应用任务1电热水炉温度控制二、相关知识-----FX2N-2AD（2通道12位A/D转换模块）3、模块的连接与编号《PLC应用技术》项目5PLC特殊功能模块应用任务1电热水炉温度控制二、相关知识-----FX2N-2AD（2通道12位A/D转换模块）4、缓冲存储器分配（BFM）BFM#0：由BFM#17（低8位数据）指定的通道的输入数据当前值被存储。当前值数据以二进制形式存储。BFM#1：输入数据当前值（高端4位数据）被存储（以二进制形式存储）。BFM#17：b0……进行模拟到数字转换的通道(CH1,CH2)被指定b0=0……CH1b0=1……CH2b1……0→1A/D转换过程开始表5-2FX2N-2AD缓冲存储器分配表BFM编号b15到b8b7到b4b3b2b1b0#0保留输入数据的当前值（低8位数据）#1保留输入数据当前值（高端4位数据）#2到16#保留#17保留模拟到数字转换开始模拟到数字转换通道#18或更大保留《PLC应用技术》项目5PLC特殊功能模块应用任务1电热水炉温度控制二、相关知识-----FX2N-2AD（2通道12位A/D转换模块）5、偏置和增益的调整模块出厂时，对于电压输入为0～10VDC，偏置值和增益值调整到数字值为0～4000。当FX2N-2AD用作电流输入或0～5VDC输入，或根据工厂设定的输入特性进行输入时，就有必要进行偏置值和增益值的调节。偏置值和增益值的调节是对实际的模拟输入设定一个数字值，这是由FX2N-2AD的容量调节器来调节的。《PLC应用技术》项目5PLC特殊功能模块应用任务1电热水炉温度控制二、相关知识-----FX2N-2AD（2通道12位A/D转换模块）5、偏置和增益的调整（1）增益调整《PLC应用技术》项目5PLC特殊功能模块应用任务1电热水炉温度控制二、相关知识-----FX2N-2AD（2通道12位A/D转换模块）5、偏置和增益的调整（2）偏置值调整《PLC应用技术》项目5PLC特殊功能模块应用任务1电热水炉温度控制二、相关知识-----FX2N-2AD（2通道12位A/D转换模块）5、偏置和增益的调整（2）偏置值调整①对于CH1和CH2偏置调整和增益调整是同时完成的。当调整了一个通道的偏置值和增益值时，另一个通道的值也会自动调整。②反复交替调整偏置值和增益值，直到获得稳定的数值。③当数字值不稳定时，使用计算平均值数据程序调整偏置值和增益值。④对模拟输入电路来说，每个通道都是相同的，通道之间几乎没有差别。但是，为了获得最大的精度，应独自检查每个通道。⑤当调整偏置值和增益值时，按增益调节和偏置调节的顺序进行。《PLC应用技术》项目5PLC特殊功能模块应用任务1电热水炉温度控制二、相关知识-----FX2N-2AD（2通道12位A/D转换模块）5、偏置和增益的调整（3）特殊功能模块的读写操作①读特殊功能模块指令FROM[m1]------特殊功能模块号（m1=0～７）[m2]------特殊功能模块缓冲存储器首元件编号（m2=0～31）[D]--------是指定存放的首元件号[n]---------指定特殊功能模块与PLC基本单元之间的字数，16位操作时n=1～32，32位操作时n=1～16。《PLC应用技术》项目5PLC特殊功能模块应用任务1电热水炉温度控制二、相关知识-----FX2N-2AD（2通道12位A/D转换模块）5、偏置和增益的调整（3）特殊功能模块的读写操作①读特殊功能模块指令FROM图5-7功能------从1号特殊模块的缓冲存储器#29中读出16位数据传送至PLC的K4M0中。当X001=1时写入，X001=0时不执行传送，传送点的数据不变化。《PLC应用技术》项目5PLC特殊功能模块应用任务1电热水炉温度控制二、相关知识-----FX2N-2AD（2通道12位A/D转换模块）5、偏置和增益的调整（3）特殊功能模块的读写操作①写特殊功能模块指令在执行读写特殊功能模块指令时，当特殊继电器M8028=0时，FROM、TO指令自动进入中断禁止状态，输入中断和定时器中断将在FROM、TO指令完成后执行，此时FROM、TO指令可以在中断程序中使用。当M8028=1时FROM、TO指令执行时，若发生中断，则立即执行，但中断程序中不可以使用FROM、TO指令。《PLC应用技术》项目5PLC特殊功能模块应用任务1电热水炉温度控制二、相关知识-----FX2N-2AD（2通道12位A/D转换模块）5、偏置和增益的调整（3）特殊功能模块的读写操作①写特殊功能模块指令图5-8实现的功能是在1号特殊模块的缓冲存储器#12、#13中写入32位PLC中D0、D1的数据。当X000=1时写入，X000=0时不执行传送，传送点的数据不变化。《PLC应用技术》项目5PLC特殊功能模块应用1、选择输入/输出设备，分配地址，绘制I/O接线图任务1电热水炉温度控制三、任务实施输入：X0-----高位液位开关；X1-----低位液位开关；输出：Y0------进水电磁阀；Y1------加热电阻；温度信号接入FX2N-2AD特殊模块。《PLC应用技术》项目5PLC特殊功能模块应用2、编制梯形图程序任务1电热水炉温度控制三、任务实施电热水炉运行，水位低于低位液位开关（X1）时，打开进水电磁阀（Y0）加水，当水加至高液位开关（X0）时，关闭进水电磁阀（Y0）。此时PLC通过对FX2N-2AD采集的炉内水温的判断，控制电热水炉加热，即当水温低于80℃时，开启加热电阻（Y1），当水温大于95℃时，关闭加热电阻（Y1）。《PLC应用技术》项目5PLC特殊功能模块应用1、FX2N-2DA模拟量输出模块的使用任务1电热水炉温度控制四、知识拓展FX2N-2DA型的模拟量输出模块用于将12位的数值转换成2点模拟量输出（电压输出和电流输出），并将它们输入到变频器、记录仪等。FX2N-2DA可连接到FX0N、FX2N和FX2NC系列PLC中。两个模拟输出通道可接受0～10VDC、0～5VDC或4～20mA输出。使用FROM和TO指令与PLC进行数据传输。产品出厂时，其输出特性调整为0～10VDC，如果需要不同的输出特性，可根据需要进行调整，FX2N-2DA可进行电压和电流混合输出。《PLC应用技术》项目5PLC特殊功能模块应用2、FX2N-2DA布线任务1电热水炉温度控制四、知识拓展如图5-11所示，当电压输出存在波动或有大量噪声时，在位置*1处连接0.1～0.47F、25VDC的电容。对于电压输出，在IOUT和COM之间进行短路。《PLC应用技术》项目5PLC特殊功能模块应用3、FX2N-2DA技术特性任务1电热水炉温度控制四、知识拓展《PLC应用技术》项目5PLC特殊功能模块应用4、FX2N-2DA缓冲存储器分任务1电热水炉温度控制四、知识拓展BFM#16：由BFM#17（数字值）指定的通道D/A转换数据被写。D/A数据以二进制形式，并以8位和高端4位两部分的顺序进行写。BFM#17：b0……1→0通道2的A/D转换开始b1……1→0通道1的A/D转换开始b2……1→0A/D转换的下端8位数据保持《PLC应用技术》项目5PLC特殊功能模块应用5、编程实例任务1电热水炉温度控制四、知识拓展在图5-12所示的程序中，FX2N-2DA模拟量输出模块接在0号位置，通道CH1和CH2分别在X0和X1的控制下执行转换，输出模拟量可以任意组合为0～10VDC、0～5VDC或4～20mA输出。《PLC应用技术》项目5PLC特殊功能模块应用试试看：任务1电热水炉温度控制五、任务拓展用FX2N-2DA模块实现模拟量电压或电流输出。《PLC应用技术》THEENDTHANKS!