(完整版)PLC特殊功能模块的编程及应用

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【ch010】FX3U系列PLC的特殊功能模块及其应用

特殊功能模块的应用实例
硬件电路及分析
01
在本例中，由于变频器的速度控制信号是电压信号，属于模拟量，因此需要使用
FX3U-4DA。由表10-4可以看出，在输出模式0时，数字量0~32000对应模拟量
DCO~10V，同时在变频器中对应频率О~50Hz（使用三菱A700变频器，设置参数
Pr.125=-50)，那么可以列表进行说明，如表10-9所示。验布机的5种工作速度与
模拟量及数字量的对应关系（数字量640对应模拟量0.2VHz）如表10-10所示。
特殊功能模块的应用实例
根据表10-9绘制出验布机控制系统输入/输出接线图，如图10-18所示。
特殊功能模块的应用实例
2.程序设计
02
验布机通过X001~X005分别将数字量6400、12800、19200、25600、32000
4路模拟量输出模块
4路模拟量输出模块
1.BFM及分配
FX3U-4AD和FX2N-4AD是4路模拟量输入模块，两者都可以应用于 FX3U系列PLC，二者的特性对比如表10-1所示。
4路模拟量输出模块
FX3U-4DA的 BFM一览表如表10-5所示。
4路模拟量输出模块
在 BFM#0中写入十六进制4位数字H口口口口使各通道初始化，4位数字中的最低位数控制通道CH1，最高位数控制通道CH4。HD口口口中的每位数值表示的含义如表10-6 所示。其余BFM的内容请参阅模拟量控制手册。
02
PART TWO
特殊功能模块的读写操作
特殊功能模块的读写操作
三菱PLC的CPU在模块内存中为特殊功能模块分配了一个数据缓冲区 BFM，用于特殊功能模块和CPU之间的通信。三菱PLC有两条专门的指令用于对BFM进行读写，即FROM指令和TO指令。对于FX3U系列PLC，也可以采用直接指定方法来读写BFM的数据，这种方法是适用于FX3U-4AD等模块的专用方法。

PLC特殊功能模块及其应用

Date: 2020/6/18 星期四
Page: 6
深圳职业技术学院
第8章特殊功能模块及其应用
4．增益和偏移
Date: 2020/6/18 星期四
Page: 7
深圳职业技术学院
第8章特殊功能模块及其应用
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。
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深圳职业技术学院
第8章特殊功能模块及其应用
4．偏移和增益的调整
Date: 2020/6/18 星期四
Page: 24
深圳职业技术学院
第8章特殊功能模块及其应用
8.1.4 模拟输入/输出模块FX0N-3A（选讲）
8.1.5 模拟输入/输出模块FX2N-5A （选讲）
8.2 通信扩展板 8.3 CC-Link现场总线模块（选讲） 8.4 其他特殊功能模块（选讲）
第8章特殊功能模块及其应用
8.1 模拟量处理模块 8.2 通信扩展板 8.3 CC-Link现场总线模块 8.4 其他特殊功能模块实训27 FX2N-4AD的应用实训28 FX2N-2DA的应用实训29 PLC的1:1通信实训30 PLC的N:N通信实训31 触摸屏控制电动机的正、反转
Date: 2020/6/18 星期四
第8章特殊功能模块及其应用
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PLC），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D10至D13中。

PLC的编程及应用

X1
Y1 X2
Y0
Y0
X2
Y0 X1
Y1
Y1
电机正反转的切换电路
当按下红按钮时，无论在此之前电机的转动状态如何，都停止电机的转动。
利用红色按钮同时切断正转和反转的控制通路。
X1
Y1 X2 X0
Y0
Y0
X2
Y0 X1 X0
Y1
Y1
（ ED ）
0
ST X1
1
OR Y0
2
AN/ Y1
3
AN/ X2
4
AN/ X0
Y 0
X 0 X 1 Y 0
X2
正确程序
错误程序
二、 PLC编程原则
3. 除步进程序外，任何线圈、定时器、计数器、高级指令等不能直接与左母线相连(也不全面)。
如果需要任何时候都被执行的程序段，可以通过特殊内部常闭继电器或某个内部继电器的常闭触点来连接。
R 9010
T M R 0,K 100
R0
第一节 PLC编程特点和原则
二． PLC的编程原则
1. 输入/输出继电器、内部辅助继电器、定时器、计数器等器件的触点可以多次重复使用，无需复杂的程序结构来减少触点的使用次数。
2. 梯形图每一行都是从左母线开始，线圈终止于右母线。触点不能放在线圈的右边。接点和线圈的顺序：
X 0 X 1 X2
1.PLC的I/O点的确定与分配
锅炉点火和熄火控制PLC的I/O点分配表
PLC点名称 R0 R1 Y0 Y1 Y2
连接的外部设备蓝按钮红按钮
控制继电器1 控制继电器2 控制继电器3
功能说明点火命令熄火命令控制引风控制鼓风控制点火开关

PLC编程及应用ppt课件

扩展设备扩展单元通讯模块功能模块
为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益
2.CPU模块存储器
存储器系统包括：系统程序存储器和用户程序存储器。系统程序是PLC的操作系统，存在ROM中。用户程序是由用户编写的系统程序。
PLC的由来和历史
这些问题需要寻求一种新的控制装置来取代老式的继电器控制, 使得电器控制系统更加灵活,适应于工艺变动. (3)解决方案-PLC (创新) 能用在工业现场 ; 能改变其控制”逻辑”,而不需要改动组成他的元件和修改内部接线;出现故障易于诊断和维护( 与IEC的标准定义相印证)
为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益
PLC的工作模式
PLC的工作模式；
RUN模式：执行用户程序； STOP模式：创建和编辑用户程序，设置PLC的硬件功能，并将用户程序和硬件设置信息下载到PLC
改变工作模式的方法；
用模式开关改变工作方式；用STEP7-Micro/WIN32软件改变工作方式；
在程序中改变工作模式；
为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益
为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益
PLC实现的两大类控制
逻辑变量-顺序控制(下图所示)
模拟量的调节(如PID)
➢ 如过程变量(如温度,流量,压力,液位) ➢ 广泛应用于冶金,化工,电力,食品…

第七章 PLC特殊功能模块的编程及应用

（2）定位模块：FX-10GM，FX-20GM，E-20GM FX-10GM o 是1轴定位单元， o 有4个通用输入和6点通用输出 o 最高输出为100kbit/s, FX-20GM， E-20GM o 是2轴定位单元， o 内置EEPROM，E-20GM可单独使用，可执行直线插补，圆弧插补，或独立的2轴控制， o 最高输出为200kbit/s, 占用8点I/O FX-10GM和FX-20GM须通过FX-CNV-IF变换器与FX相连。
（5）若BFM#21的b1b0=10,则增益和零点的设定值禁止改动。若b1b0=01，允许改动零点和增益的设定值，零点：数字量输出为0时的输入值；增益：数字量输出为+1000时的输入值。（6）BFM#23，#24内的增益和零点设定值会被送到指定输入通道的增益和零点寄存器中，而需要调整的输入通道由BFM#22的G，O（增益-零点）位的状态来指定。如：BFM#22内G1O1（b1b0）=11,则BFM#23， 24的设定值送入通道1的增益和零点寄存器。各通道的增益和零点可统一调整，也可单独调整。
•带*号的BFM中的数据可通过TO指令改写，改变模块的运行参数； •从指定的模拟量输入模块读入数据前应先写入设定值，否则按缺省设定值执行。 •用FROM指令将不带*号的BFM内数据读入。
FX-4AD的BFM：
（1） BFM#0，写入十六进制4位数字H0000，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；各位数字意义： 0：设定输入范围-10~+10V； 1：设定输入范围+4~+20mA; 2：设定输入范围-20~+20mA; 3：关闭该通道。如：BFM#0=H3310，则4个输通道，CH1：设定输入范围-10~+10V ；CH2：设定输入范围 +4~+20mA ；CH3，CH4：关闭。（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指定，取样次数范围1~4096，若设定值超范围，按缺省值8次处理。

PLC的特殊功能模块

7.2.2异步串行通信接口
RS422接口采用差动发送、差动接收的工作方式，发送器、接收器仅使用＋5V电源，因此，在通信速率、通信距离、抗共模干扰能力等方面，较RS232C接口都有了很大提高。
使用 RS422接口，最大数据通信速率可达l0Mbps(对应通信距离为12m)，最大通信距离1200m (对应通信速率为l0Kbps)。
7.2.1 串行通信的数据传送方式
串行通信中，数据在两个站之间是双向传送的，A 站可作为发送端，B站作为接收端，也可以A站作为接受端，而B站作为发送端，串行通信可根据要求分为单工(Simplex)、半双工(HalfDuplex) 和全双工(Full DupIeX)三种传送方式。
单工: 数据只按一个固定的方向传送。半双工: 每次只能有一个站发送，即只能是由A发送到
波特率（b7 b6 b5 b4）
(0101): 1200bps (0110): 2400bps
(0111): 4800bps (1000): 9600bps
(1001): 19200bps
起始字符
无
D8124
结束字符
无
D8125
对接信号类型 1
无
H/W1
模式（控制线）
常规
单控
对接信号类型 2
无
H/W2
2.转换特性
电压量转换
电流量转换
图2 图模拟量与数字量对应曲线
第7章第5页
３．模拟量模块的性能说明:
（１）4个输入点可同时使用。（２）输入电压为-10V~+10V,如果绝对值超过15V，则可对
单元造成损坏。
（３）12位转换结果以二进制补码形式存放。最大值2047 ，最小值-2048。

PLC特殊功能模块(温度控制模块)NEW

可靠性
选择具有良好口碑和稳定性能的温度控制模块，以确保长期可靠运行。
04 温度控制模块的使用与维护
温度控制模块的使用步骤
启动温度控制
设定温度参数
根据实际需求，通过PLC编程软件或控制面板设定温度参数，包括目标温度、温度范围等。
按下启动按钮，温度控制模块开始工作，执行温度控制任务。
监控运行状态
通过PLC编程软件或控制面板实时监控温度控制模块的运行状态，包括实际温度、控制输出等。
确认电源连接
停止温度控制
确保温度控制模块的电源连接正确，电源电压符合模块要求。
当需要停止温度控制时，按下停止按钮，模块将停止工作。
温度控制模块的常见故障及排除方法
故障一
温度控制不准确
排除方法
检查传感器是否正常，校准传感器；检查PLC程序中的温度参数设置是否正确；检查电源电压是否稳定。
降低能耗
温度控制模块的节能技术将有助于降低工业自动化领域的能耗，减少能源浪费和环境污染。
促进产业升级
温度控制模块的发展将促进工业自动化领域的产业升级和技术进步，推动相关产业的协同发展。
感谢您的观看
THANKS
节能环保
温度控制模块将更加注重节能环保，采用高效节能技术和环保材料，降低能耗和减少对环境的影响。
温度控制模块的应用前景展望
智能制造领域新能源领域生物医药领域其他领域
温度控制模块将在智能制造领域发挥重要作用，如智能工厂、智能车间等，为生产过程提供高效、稳定、可靠的温度控制。
随着新能源产业的发展，温度控制模块将在太阳能、风能等新能源领域得到广泛应用，提高设备的运行效率和稳定性。
温度控制模块的常见故障及排除方法

第7章PLC特殊功能模块

图7-8 FX2N-2AD增益的调整 a) 出厂设定的电压I/O特性(DC0～10V) b) 调整后的电压I/O特性 (DC0～5V) c) 出厂设定的电流I/O特性(DC4～20mA)
第十一页，共116页。
第7章 PLC的特殊功能模块
4) 偏置的调整
增益调整后，再根据预设范围对偏置进行调整。偏置值可设置为任意数值，但为了
隔离方式电流消耗占用输入输出点数适用PLC
质量
DC-10～+10V，（输入电阻200KΩ）绝对最大输入：±15V
11位二进制+1位符号位
5mV（10V/2000），
DC4～20mA，DC-20mA～+20mA（输入电阻250Ω）绝对最大输入：±32mA
10位二进制+1位符号位
20μA（20mA/1000）
第7章 PLC的特殊功能模块
第7章可编程控制器的特殊功能模块
7.1 特殊功能模块和功能扩展板与PLC的连接 7.2 模拟量输入/输出模块 7.3 高速计数器模块 7.4 通信接口模块与功能扩展板 7.5 人机界面GOT
第一页，共116页。
第7章 PLC的特殊功能模块
7.1 特殊功能模块和功能扩展板与PLC的连接
的模拟输入值。增益的校正线如图7-6a)所示。偏移的校正线如图7-6b)所示。
图7-6 增益和偏移的校正线
a) 增益校正线
b) 偏移校正线
(a)大增益 (b)零增益 (c)小增益 (d)负偏移 (e)零偏移 (f)正偏移
第九页，共116页。
第7章 PLC的特殊功能模块
2) 增益与偏置的调整方法和步骤
±1%（满量程-10V～+10V）
±1%（满量程-20mA～+20mA）

PLC特殊功能模块温度控制模块

#18：自动／手动模式切换(K0,K1)
自动模式：测量值PV与设定值SV比较，给出控制输出值MV
手动模式: 控制输出值MV总是固定为手动输出设定值
#19：手动输出设定值
设置手动模式时的输出ＯＮ比范围-5.0~105.0%
PLC特殊功能模块温度控制模块
#20：自动调谐执行命令 (K1,K0)
#30：模块识别码（2060）
第四章温度控制模块 FX2N 2LC
功能：温度控制模块两个温度输入端口
(从热电偶或铂电阻温度传感器中读取温度信号) 两个晶体管输出端口（PID输出控制，输出周期，ON比）
PLC特殊功能模块温度控制模块
一、模块简介二、关于热电偶和PID调节 ➢ 三、性能指标四、厂家提供的程序范例五、应用程序设计举例
#32：操作模式 (K0,K1,K2)
监控：监控测量值（＃３）温度报警：监控事件输入错误和报警１～４
（＃１的b0,b1）（＃１的b４～b７）控制：执行温度控制（PID）控制，给出控制输出
PLC特殊功能模块温度控制模块
#36：控制响应参数
K0 慢速， K１中速， K２快速
PLC特殊功能模块温度控制模块
当测量端与参考端存在温差时，就会产生热电势，工作仪表便显示出热电势所对应的温度值。
PLC特殊功能模块温度控制模块
PLC特殊功能模块温度控制模块
热电偶测量端温度高低与输出电势的对应值用分度表给出
PLC特殊功能模块温度控制模块
补偿导线：热电偶的分度表是在冷端为0℃时制定的，测量时冷端很难保持恒定（ 0℃更难做到），故常将连接导线换成与热电偶有相同电热特性的特殊导线，相当于将热电偶的冷端延长至测量仪表的接线端，以保证冷端的相对稳定性。

三菱plc-特殊模块使用

第十二讲特殊模块理论其及应用FX2N系列PLC的特殊功能模块大致有四类模拟量输入/输出类、温度测、高速脉冲计数与定位控制类通信接口类。

这里主要以FX2N-4AD与FX2N-4DA ，来说明特殊模块的用法。

AD、DA模块概述随着PLC，PLC 。

模拟量输入/输出模块简称为AD、DA ，分别可以实现模数转换和数模转换。

运用AD、DA ，PLC 。

FX2N系列中有关：FX2N-2AD（2 ）、FX2N-4AD （4 ）、FX2N-8AD（8 ）、FX2N-4AD-PT（4）、FX2N-4AD-TC（4 ）、FX2N-2DA（2路模拟）、FX2N-4DA（4 ）和FX2N-2LC（2路温度PID ）等。

.1.1 FX2N-4AD模拟量输入模块FX-42NAD模拟量输入模块是FX。

该模块有4个输（CH 通过输入端子变换，可。

电压输入，输入信号范围为DC–10~+ 10V输入阻抗为200kΩ分辨率为5mV电流输入，输入信号范围为DC-20~+20mA输入阻抗为250Ω分辨率为20μA。

FX2N-4AD模块将接收的模拟信号转换成12，并以补码的形式存于16 ，数值范围是-2048~+ 2047它的传输速率为15ms/K 综合精度为量程的1％。

FX2N-4AD的工作电源为DC24V模拟量与数字量之间采用，但各通道之间没有隔离。

FX-4AD消耗PLC主单元或有源扩展单元5V电源槽30mA。

FX2N-4AD占用基本单元的8 ，即在软件上占8 个I/O ，在计算PLC的I/O时可以将这8个点作为PLC 。

1. FX2N-4AD的接线FX-4AD的接线如图5-1，图中模拟输人信号采用双绞屏蔽电缆与FX2N-4AD ，电缆应远离电源线或其它可能产生电气干扰的导线。

如果输入有，或在外部接线中有电气干扰，可以接一个0.1μF~0.47μF（25V的电容。

，应将端子V+和I+ 。

FX2N-4AD 接地端与PLC主单元接地端，如果存在过多的电气干扰，再将外壳地端FG和FX2N-4AD 。

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模拟量输入输出模块 PID过程控制模块中断输入模块与快速响应模块高速计数模块运动控制模块通信模块模拟量设定功能扩展板数据处理与控制模块
第一节模拟量输入输出模块
➢工业控制中，某些输入量（如压力、温度、流量、转速等）是模拟量，某些执行机构（如伺服电动机、调节阀、记录仪等）要求PLC输出模拟量信号，而PLC的CPU只能处理数字量；
四、温度传感器模拟量输入模块FX-2AD-PT
1、基本技术指标 • 2通道温度输入12位A/D转换模块， • 内附温度传感器前置放大器的模拟电压量输入模块，可直
接与三线的铂电阻PT-100直接连接，带补偿的两路输入，可校正传感器的非线性。 • 分辨率为0.2~0.3℃，综合精度为1%， • 额定温度范围-100~+600℃ • 转换速度最高为15ms/通道， • 在程序中，占用8个输入输出点，一台FX0N最多可连接8 个FX-2AD-PT模块。 2、模块编号从最靠近基本单元的那一个开始顺次编号0~7。 3、瞬时值和设定值的读出和写入用TO/FROM指令。
M0为ON时，
•第一条TO指令将H00写入 BFM＃17，b0=0,选择通道1，第二条TO指令将H02写入BFM ＃17，b1b0=10启动通道1开始 A/D转换，
•FROM指令读取FX0N－3A通道1的模拟量并存入D0中，
M0为OFF时，读取通道2的模拟量并存入D1。
当M0为ON时，
•第一条TO指令将D2中的数字量写入BFM#16，该数字量被FX0N-3A转换为模拟量，
• 模拟量I/O，每块可能有2,4,8,16个通道，有的模块有输入通道和输出通道。
• A/D,D/A转换器的二进制位数反映了它们的分辨率，位数越多，分辨率越高，如8位 A/D转换器分辨率为1/28＝0.38%；
• 另一个重要指标是转换时间；
• 各模块都是用光电耦合器和DC/DC转换器来隔离输入/输出信号和PLC的电源。
➢传感器和变送器的模拟量为标准的电流或电压，如4~20mA,1~5V,0~10V，PLC通过 A/D转换器将模拟量转换为数字量；
➢带正负号的电流或电压信号在A/D转换后用二进制的原码或补码表示。
➢ D/A转换器可将PLC的数字输出量转换为模拟量电压或电流信号，去控制执行机构。
➢ 模拟量I/O模块的主要任务是完成A/D转换和
个FX0N-4AD模块。 2、模块编号从最靠近基本单元的那一个开始顺次编号0~7。 3、缓冲寄存器（BFM）的分配 BFM区由32个16位的寄存器组成，编号为#0~#31。 4、瞬时值和设定值的读出和写入用TO/FROM指令。
三、模拟量输出模块FX-2DA
1、基本技术指标 • 2通道12位模拟量输出模块 • 各通道可指定为电流输入（4mA~+20mA）或电压输入
特殊功能ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ块
• 现代工业控制许多新课题，仅仅靠通用I/O 模块来解决，一方面在硬件方面的费用高，软件编程方面麻烦，另一方面有些控制任务甚到无法用通用I/O来完成。
• 各厂家开发出来的品种繁多的特殊I/O，增强了PLC的功能，扩大了应用范围，也为 PLC的智能化，网络化，专业化提供了基础。
分类：
（-10V~+10V）， • 分辨率为20μA，5mV，综合精度为1%， • 转换速度最高为9ms/通道， • 在程序中，占用8个输入输出点，一台FX0N最多可连接8
个FX0N-2DA模块。 2、模块编号从最靠近基本单元的那一个开始顺次编号0~7。 3、缓冲寄存器（BFM）的分配 BFM区由32个16位的寄存器组成，编号为#0~#31。 4、瞬时值和设定值的读出和写入用TO/FROM指令。
• 小型PLC一般没有模拟量I/O模块或只有通道数有限的8位A/D或D/A模块；
• 大中型PLC可配置成百上千个模拟量通道，且一般是12位的；
• 模拟量输入、输出信号可以是电压或电流信号；可以是单极性信号，如 0~5V,0~10V,1~5V,4~20mA；也可以是双极性信号，如±50mV, ±5V, ±10V, ±20mA,可以输入多种量程的电压或电流。
几种模拟量输入输出模块：
• 模拟量输入输出模块FX-3A • 模拟量输入模块FX-4AD • 模拟量输出模块FX-2DA • 温度传感器模拟量输入模块FX-2AD-PT • (内附温度传感器前置放大器的模拟电压输
入模块,可以与三线的铂电阻PT-100直接连接) • 热电偶温度传感器模拟量输入模块FX4AD-TC
•后两条TO指令分别将H04和H00写入BFM#17，使b2=1→0启动D/A转换。
二、模拟量输入模块FX-4AD
1、基本技术指标 • 4通道12位模拟量输入模块 • 各通道可指定为电流输入（-20mA~+20mA）或电压输入
（-10V~+10V）， • 分辨率为20μA，5mV • 在程序中，占用8个输入输出点，一台FX0N最多可连接8
一、模拟量输入输出模块FX-3A
FX-3A有2个输入通道和1个输出通道，最大分辨率为8位。
输入输出模拟量可选择：0~10VDC、 0~5VDC、4~20mA。
用TO/FORM指令进行数据传送和参数设置。
占用8个I/O点。
FX-3A内部数据缓冲寄存器（BFM）分配
FX-3A使用说明
FX0N-3A系列PLC可写入（TO指令）或读取（FROM指令）FX0N-3A的缓冲寄存器；
➢ D/ A转换的.
• 可以是单独的A/D转换或D/ A转换（只有输入通道或输出通道），如模拟量输入模块FX2N－ 4AD，模拟量输出模块FX2N－4DA；
• 也可以是模拟量输入输出模块（每块模块有输入通道和输出通道），如FX2N－3A；
➢例如：加热炉的温度用热电偶或热电阻检测，温度变送器将温度信号转换为标准电流（如4~20mA)或标准电压（如1~5V）后送给模拟量输入模块，经A/D转换后得到与温度成比例的数字量，CPU将它与温度设定值比较,并按某种控制规律对差值进行运
算，将结果（数字量）送给输出模块，经 D/A转换后变为电流或电压信号，用来控制
电动调节阀的开度，通过控制天然气的流量实现对温度的闭环控制。
➢如果，用PLC的温度检测模块（如FX2N－ 4AD－TC，FX2N－4AD－PT），温度传感器（热电偶或热电阻）与它们直接相连，可省去温度变送器。
➢ FX系列PLC的一般性能指标：