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5-1
5.1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5-2 3、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5-4
5.2.1模拟量输入／输出单元 F2-6A-E
5、编程方法 • F1、F2系列PLC： 向F2-6A-E写数据用功能指令F670 K86。此时数据 源为PLC的数据寄存器D700~D777；数据目标为F26A-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-E
5、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F26A-E中，转换成模拟量后从输出第0号通道输出。
• 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。
• 综合编程方法（P129图5-15、图5-16）
读入
读
求和
加
加
加 求平均值F
除
求平均值F
除
平均值 F输出 写
求绝对值 求绝对值
f= F1-F 求压力差
减 减 压力差2f 保存
8
乘 乘
压力差2f 输出
5.2.2 FX-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 。
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。
5.2.2 FX-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l 6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。
5.2.1模拟量输入／输出单元 F2-6A-E
5、编程方法 • F1、F2系列PLC： 从F2-6A-E读数据用功能指令F670 K85。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
5.2.2 FX-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。
5.2.1模拟量输入／输出单元 F2-6A-E
3、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
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□□001
5.2.1模拟量输入／输出单元 F2-6A-E
• 与FX2系列PLC配合
5.2.2 FX-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 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5-5
5.2.1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。
5.2.2 FX-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。
• 与F1、F2系列PLC配合 输入通道编号12种表示法 CH010~CH013 CH410~CH413 CH510~CH513 输出通道编号6种表示法 CH000~CH001 CH400~CH401 CH500~CH501
5.2.1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~K013 K410~K413 K510~K513 输出通道编号6种表示法 K000~K001 K400~K401 K500~K501
5.2.2 FX-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。
5.2.2 FX-4AD与FX-2DA模拟量模块
5.2.1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FX224EI接口单元。每个FX2系列PLC最多可接3个FX224EI。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）
5.2.2 FX-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～+10V CH2：设定输入范围+4mA～+20mA CH3、CH4：关闭该通道