可编程控制器应用技术 第十章FX2N系列可编程控制器的特殊功能模块 目录 特殊功能模块的类型及使用模拟量输入模块FX2N 4AD模拟量输出模块FX2N 4DA可编程凸轮控制器FX2N 1RM SET 1 内容提要 2 FX2N系列可编程控制器的特殊功能模块种类繁多 功能齐全 是组成闭环控制系统及专用控制环节的重要单元 本章着重介绍模拟量输入模块FX2N 4AD 模拟量输出模块FX2N 4DA和可编程凸轮控制器FX2N 1RM SET的基本功能 主要技术指标和应用实例 力求说明特殊功能模块的使用模式 第一节特殊功能模块的类型及使用 一 FX2N系列PLC特殊功能模块的类型及用途模拟量输入模块模拟量输出模块脉冲输出模块高速计数模块可编程凸轮控制器 3 第一节特殊功能模块的类型及使用 二 FX2N系列PLC特殊功能模块的安装及应用 1 模块的连接与编号 当PLC与特殊功能模块连接时 数据通讯是通过FROM TO指令实现的 每个特殊功能模块都有一个确定的地址编号 0号 2号 1号 图10 1FX2N 48MR与特殊功能模块连接示意图 4 第一节特殊功能模块的类型及使用 FX2N系列可编程控制器与特殊功能模块之间的通讯通过FROM TO指令执行 FROM指令用于PLC基本单元读取特殊功能模块中的数据 TO指令用于PLC基本单元将数据写到特殊功能模块中 读 写操作都是针对特殊功能模块的缓冲寄存器BFM进行的 2 FX2NPLC与特殊功能模块之间的读 写操作 5 第一节特殊功能模块的类型及使用 1 特殊功能模块读指令 表10 1特殊功能模块读指令要素 6 第一节特殊功能模块的类型及使用 7 第一节特殊功能模块的类型及使用 2 特殊功能模块写指令 表10 2特殊功能模块写指令要素 8 第一节特殊功能模块的类型及使用 9 第二节模拟量输入模块FX2N 4AD 一 技术指标及端子连接 1 技术指标 图10 4模拟量输入模块FX2N 4AD外观 10 第二节模拟量输入模块FX2N 4AD 表10 3FX2N 4AD技术指标 11 第二节模拟量输入模块FX2N 4AD 续表 12 第二节模拟量输入模块FX2N 4AD 2 端子连接 图10 5FX2N 4AD接线图 注意 当采用电流输入信号或电压输入信号时 端子的连接方法不一样 13 第二节模拟量输入模块FX2N 4AD 二 缓冲寄存器及设置缓冲寄存器BFM 是特殊功能模块工作设定及与主机通讯用的数据中介单元 是FROM TO指令读和写操作目标 该缓冲寄存器区由32个16位的寄存器组成 编号为BFM 0 31 14 第二节模拟量输入模块FX2N 4AD 1 缓冲寄存器 BFM 编号 表10 4FX2N 4AD模块BFM分配表 15 第二节模拟量输入模块FX2N 4AD 续表 16 第二节模拟量输入模块FX2N 4AD 续表 17 第二节模拟量输入模块FX2N 4AD 表中内容需要说明的有以下几点 1 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的设定值就可以改变FX2N 4AD模块的运行参数 调整其输入方式 输入增益和零点等 2 从指定的模拟量输入模块读入数据前应先将设定值写入 否则按缺省设定值执行 3 PLC用FROM指令可将不 号的BFM内的数据读入 18 第二节模拟量输入模块FX2N 4AD 在BFM 0中写入十六进制4位数字H0000使各通道初始化 最低位数字控制通道CH1 最高位控制通道CH4 2 缓冲寄存器 BFM 的设置 H0000中每位数值表示的含义如下 位 bit 0 设定输入范围 10 10V 位 bit 1 设定输入范围 4 20mA 位 bit 2 设定输入范围 20 20mA 位 bit 3 关闭该通道 19 第二节模拟量输入模块FX2N 4AD 输入当前值送到BFM 9 12 输入平均值送到BFM 5 8 各通道平均值取样次数由BFM 1 4来指定 取样次数范围1 4096 若设定值超过该数值范围 按缺省设定值8处理 当BFM 20被置1时 整个FX2N 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方法 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 1 缺省设定为0 1 20 第二节模拟量输入模块FX2N 4AD 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 O 增益 零点 位的状态来指定 BFM 23和 24中设定值以mV或 A为单位 但受FX2N 4AD的分辨率影响 其实际影响应以5mV 20 A为步距 BFM 30中存的是特殊功能模块的识别码 PLC可用FROM指令读入 BFM 29中各位的状态是FX2N 4AD运行正常与否的信息 21 第二节模拟量输入模块FX2N 4AD 表10 5BFM 29中各位的状态信息 22 第二节模拟量输入模块FX2N 4AD 三 应用举例 例1 FX2N 4AD模拟量输入模块连接在最靠近基本单元FX2N 48MR的地方 现要求仅开通CH1和CH2两个通道作为电压量输入通道 计算4次取样的平均值 结果存入FX2N 48MR的数据寄存器D0和D1中 分析 由特殊功能模块的地址编号原则可知FX2N 4AD模拟量输入模块编号为0号 按照控制要求设计的梯形图如图10 6所示 23 第二节模拟量输入模块FX2N 4AD 图10 6例1的梯形图 24 第二节模拟量输入模块FX2N 4AD 例2 试通过程序对模拟量输入模块FX2N 4AD的通道CH1进行零点和增益的调整 要求通道CH1为电压量输入通道 通道CH1的零点值调整为0V 增益值调整为2 5V 分析 由特殊功能模块的地址编号原则可知 FX2N 4AD模拟量输入模块编号为0号 模拟量模块的零点和增益的调整可以通过手动或程序进行 在工业自动控制系统的应用中 采用程序控制调整是非常有效的方法 相关的程序及说明见图10 7所示 25 第二节模拟量输入模块FX2N 4AD 图10 7例2的梯形图 26 第三节模拟量输出模块FX2N 4DA 一 技术指标及端子连接 1 技术指标 模拟量输出模块FX2N 4DA 27 表10 6FX2N 4DA技术指标 28 第三节模拟量输出模块FX2N 4DA 2 端子连接 29 第三节模拟量输出模块FX2N 4DA 二 缓冲寄存器及设置模拟量功能模块FX2N 4DA的缓冲寄存器BFM由32个16位的寄存器组成 编号为BFM 0 31 1 缓冲寄存器 BFM 编号 30 表10 7FX2N 4DA模块BFM分配表 31 续表 32 注 1 带 号的BFM缓冲寄存器可用TO指令将数据写入 2 带E表示数据写入到EEPROM中 具有断电记忆 续表 33 第三节模拟量输出模块FX2N 4DA BFM 0中的4位十六进制数H0000分别用来控制4个通道的输出模式 由低位到最高位分别控制CH1 CH2 CH3和CH4 2 缓冲寄存器 BFM 的设置 在H0000中 位 bit 0时 电压输出 10 10V 位 bit 1时 电流输出 4 20mA 位 bit 2时 电流输出 0 20mA 34 第三节模拟量输出模块FX2N 4DA 输出数据写在BFM 1到BFM 4 其中 BFM 1为CH1输出数据 缺省值 0 BFM 2为CH2输出数据 缺省值 0 BFM 3为CH3输出数据 缺省值 0 BFM 4为CH4输出数据 缺省值 0 35 第三节模拟量输出模块FX2N 4DA PLC由RUN转为STOP状态后 FX2N 4DA的输出是保持最后的输出值还是回零点 则取决于BFM 5中的4位十六进制数值 其中0表示保持输出值 1表示恢复到0 36 第三节模拟量输出模块FX2N 4DA BFM 8和 9为零点和增益调整的设置命令 通过 8和 9中的4位十六进制数指定是否允许改变零点和增益值 其中 a b 图10 10BFM 8和 9为零点和增益调整的设置对应值 37 第三节模拟量输出模块FX2N 4DA BFM 10 17为零点和增益数据 BFM 20为复位命令 BFM 21为I O状态禁止调整的控制 BFM 29中各位的状态是FX2N 4DA运行正常与否的信息 FX2N 4DA的识别码为K3010 存于BFM 30中 38 第三节模拟量输出模块FX2N 4DA 三 应用举例 例3 FX2N 4DA模拟量输出模块的编号为1号 现要将FX2N 48MR中数据寄存器D10 D11 D12 D13中的数据通过FX2N 4DA的四个通道输出 并要求CH1 CH2设定为电压输出 10 10V CH3 CH4通道设定为电流输出 0 20mA 并且FX2N 48MR从RUN转为STOP状态后 CH1 CH2的输出值保持不变 CH3 CH4的输出值回零 试编写程序 39 第三节模拟量输出模块FX2N 4DA 满足以上要求的梯形图下图所示 其中为通道CH1 CH2传送数据的寄存器D10 D11的取值范围为 2000 2000 为通道CH3 CH4传送数据的寄存器D12 D13的取值范围为0 1000 40 第四节可编程凸轮控制器FX2N 1RM SET 一 FX2N 1RM SET的特点 FX2N 1RM SET外形 41 第四节可编程凸轮控制器FX2N 1RM SET 1 可在高速旋转时准确检测角度和位置信号 可编程凸轮控制器FX2N 1RM SET在此种检测中 控制分辨率为1 或0 5 响应速度为830rpm 1 或415rpm 0 5 42 第四节可编程凸轮控制器FX2N 1RM SET 联机时必须放置在FX2N的最后部 且最多可连接3台FX2N 1RM SET PLC通过FROM TO指令对FX2N 1RM SET进行监视和控制 利用PLC的输出端实现48点的输出 可以使用计算机安装的PLC专用编程软件或编程器对可编程凸轮控制器进行程序的安装和下载 FX2N 1RM SET的程序存储在EEPROM中 当与FX2N联机时可设置8个程序库 2 可与PLC联机使用 43 第四节可编程凸轮控制器FX2N 1RM SET 通过操作面板进行监视和控制 可连接FX2N晶体管输出扩展单元 通过该扩展单元实现48点的输出 FX2N 1RM SET的程序存储在EEPROM中 3 FX2N 1RM SET独立使用 44 第四节可编程凸轮控制器FX2N 1RM SET 其他的特点 4 掉电保护功能5 本机具有的其他功能6 对连接电缆的限制 45 第四节可编程凸轮控制器FX2N 1RM SET 二 缓冲寄存器及设置 FX2N 1RM SET的联机运行缓冲寄存器 BFM 编号缓冲寄存器 BFM 的设置 46 表10 8FX2N 1RM SET缓冲寄存器BFM分配表 部分 47 注 FX2N 1RM SET缓冲寄存器使用时要注意 1 当PLC同时连接两个或三个FX2N 1RM SET时 PLC通过读 写最近一台FX2N 1RM SET的缓冲寄存器编号 BFM 8000 8999 对应第二台FX2N 1RM SET BFM 9000 9999 对应第三台FX2N 1RM SET 的相关数据 实现与第二和第三台FX2N 1RM SET的通讯 2 FX2N 1RM SET缓冲寄存器内的数据均为16位2进制数 3 当角度采用单倍值表示时 分辨率为1度 当采用2倍值表示时 分辨率为0 5度 48 第四节可编程凸轮控制器FX2N 1RM SET 表10 9初始设置缓冲寄存器 BFM 0 49 第四节可编程凸轮控制器FX2N 1RM SET 表10 10命令缓冲寄存器 BFM 3 50 第四节可编程凸轮控制器FX2N 1RM SET 表10 11工作状态显示缓冲寄存器 BFM 28 51 第四节可编程凸轮控制器FX2N 1RM SET 表10 12错误报警缓冲寄存器 BFM 29 52 第四节可编程凸轮控制