課題六-PLC模擬量擴展模塊的使用

任務一用數(shù)碼管顯示輸入的模擬電壓值任務二應用PLC輸出模擬可調電壓任務三實現(xiàn)兩個模擬電壓大小比較*課題六PLC模擬量擴展模塊的使用在如圖6.1所示的恒溫控制系統(tǒng)中，溫度傳感器將現(xiàn)場溫度變換為模擬信號，模擬量輸入模塊將該模擬信號轉換為數(shù)字信號（稱為A/D轉換），送入PLC的基本單元去處理。PLC基本單元輸出的數(shù)字信號通過模擬量輸出模塊轉換為模擬信號（稱為D/A轉換），去控制加熱器的電壓幅度高低，以達到恒溫控制的目的。圖6.1恒溫控制系統(tǒng)框圖任務一用數(shù)碼管顯示輸入的模擬電壓值任務引入

如圖6.2所示模擬電壓數(shù)碼顯示與報警電路由PLC基本單元和模擬量輸入/輸出混合模塊FX0N-3A組成，輸入模擬電壓范圍為0～10V，用數(shù)碼管顯示（最大顯示9V），當輸入模擬電壓小于2V或大于8V時，下限或上限指示燈閃爍報警。圖6.2模擬電壓值數(shù)碼顯示與報警電路相關知識一、模擬量擴展模塊的規(guī)格二、擴展模塊的連接與編號特殊模塊根據靠近PLC基本單元的位置，依次從0到7編號，最多可以連接8個特殊模塊。PLC基本單元和特殊模塊之間的通信由光電耦合器實現(xiàn)。圖6.3基本單元與特殊模塊的連接與編號三、模擬量輸入/輸出混合模塊FX0N-3A

FX0N-3A有2個模擬輸入通道和1個模擬輸出通道，輸入/輸出接線端如圖6.4所示。圖6.4

FX0N-3A的輸入/輸出接線端三、模擬量輸入/輸出混合模塊FX0N-3A三、模擬量輸入/輸出混合模塊FX0N-3AFX0N-3A直流電壓0～10V輸入特性如圖6.5所示。

圖6.5

0～10V模擬電壓輸入特性四、緩沖存儲器（BFM）FX0N-3A內部共有32個緩沖存儲器（BFM），每個BFM均為16位，其高8位全部保留，BFM的分配見表6.4。（1）BFM0的低8位b7～b0存儲A/D通道輸入數(shù)據的當前值。（2）BFM16的低8位b7～b0位存儲D/A通道輸出數(shù)據的當前值。（3）BFM17的低3位：b0

=

0，選擇模擬輸入通道1；b0

=

1，選擇模擬輸入通道2。b1

=

1，啟動A/D轉換處理。b2

=

1，啟動D/A轉換處理。五、特殊模塊讀取、寫入指令特殊模塊讀取指令的說明如下。（1）FROM指令執(zhí)行時，讀取m1指定的模塊號中第m2個BFM開始連續(xù)n個數(shù)據到目標操作數(shù)D指定開始地址連續(xù)n個字中。（2）m1：0～7特殊模塊編號，m2：0～32767BFM號，n：1～32767傳送點數(shù)。五、特殊模塊讀取、寫入指令特殊模塊寫入指令的說明如下。（1）TO指令執(zhí)行時，寫源操作數(shù)S指定開始連續(xù)地址n個字數(shù)據到m1指定的模塊號中第m2個BFM開始連續(xù)n個字中。（2）m1：0～7特殊模塊編號，m2：0～32767BFM號，n：1～32767傳送點數(shù)。任務實施一、連接模擬電壓值數(shù)碼顯示與報警電路FX2N系列PLC基本單元通過擴展電纜連接一個FX0N-3A模擬量擴展模塊，F(xiàn)X0N-3A模擬量擴展模塊的輸入通道電壓端VIN1連接0～+10V直流可調電源。數(shù)碼管a～g段連接PLC輸出端Y0～Y6，顯示輸入模擬電壓值，數(shù)碼管各段限流電阻已內部連接；下限報警指示燈連接Y10，上限報警指示燈連接Y11。二、編寫模擬電壓值數(shù)碼顯示與報警程序圖6.6模擬電壓數(shù)碼顯示與報警程序三、操作步驟（1）使用擴展電纜連接PLC和FX0N-3A。（2）將數(shù)碼管a～g段連接Y0～Y6。（3）將下限、上限報警指示燈連接Y10、Y11。（4）接通PLC電源，使PLC處于編程狀態(tài)，將圖6.6所示的程序下載PLC。（5）模擬量模塊FX0N-3A電源指示燈POWER亮。（6）接通直流電源開關，當直流電壓小于10V時，將直流電源的正極與FX0N-3A的VIN1連接，負極與FX0N-3A的COM1連接。（7）使PLC處于程序運行狀態(tài)，并進入程序監(jiān)控狀態(tài)。（8）在電壓表的監(jiān)測下調節(jié)直流電源的輸出電壓，數(shù)碼顯示隨之變化。當電壓表讀數(shù)為0時，數(shù)碼管顯示0，下限指示燈閃爍；當數(shù)碼管顯示2～7時，下限指示燈停止閃爍；當數(shù)碼管顯示8、9時，上限指示燈閃爍。（9）數(shù)碼管顯示數(shù)字應與電壓表監(jiān)測數(shù)據一致，如果差別較大，請檢查FX0N-3A的接線和程序是否正確。任務二應用PLC輸出模擬可調電壓任務引入

如圖6.7所示電路的功能是：輸出模擬電壓0～10V，由電壓表監(jiān)測，按下增大按鈕SB2，輸出模擬電壓逐級增加，最大可達到10V；按下減小按鈕SB3，輸出模擬電壓逐級減小，最小為0V；按下停止按鈕SB1，停止輸出模擬電壓。圖6.7輸出模擬可調電壓的電路模擬量輸入/輸出混合模塊相關知識

模擬量輸入/輸出混合模塊FX0N-3A模擬電壓輸出特性如圖6.8所示，橫坐標表示數(shù)字值，縱坐標表示經D/A轉換后的模擬電壓。FX0N-3A出廠時，已為0～10V直流電壓輸出選擇了0～250范圍。圖6.8模擬電壓輸出特性任務實施一、連接模擬電壓輸出電路模擬電壓輸出電路如圖6.7所示，F(xiàn)X2N系列PLC基本單元通過擴展電纜連接一個FX0N-3A模擬量模塊，F(xiàn)X0N-3A輸出電壓端VOUT－COM連接直流電壓表。輸出電壓停止按鈕、增大按鈕和減小按鈕分別連接PLC輸入端X0、X1和X2。二、編寫輸出模擬可調電壓的程序圖6.9數(shù)字值轉換為模擬電壓的程序三、操作步驟（1）通過擴展電纜連接PLC和FX0N-3A。（2）將數(shù)字電壓表的正極與FX0N-3A的VOUT連接，負極與FX0N-3A的COM連接，用數(shù)字電壓表20VDC檔位測試FX0N-3A的輸出電壓。（3）接通PLC電源，使PLC處于編程狀態(tài)。（4）將圖6.9所示的程序下載PLC。（5）使PLC處于程序運行狀態(tài)，并進入程序監(jiān)控狀態(tài)。（6）當D0數(shù)據為0時，輸出電壓為0V，將數(shù)據記錄在表6.8中。（7）反復按下輸出電壓增加按鈕X1、減小按鈕X2或停止按鈕X0，將電壓表數(shù)據記錄在表6.8中。（8）測試數(shù)據與圖6.8所示輸出特性一致，說明數(shù)字值與輸出模擬電壓成線性正比關系。如果測試數(shù)據與輸出特性差別較大，請檢查FX0N-3A的接線和程序是否正確。任務三實現(xiàn)兩個模擬電壓大小比較任務引入

圖6.10所示是兩個模擬電壓值大小比較電路，兩路模擬電壓u1、u2分別送入模擬量模塊FX0N-3A的輸入通道1和輸入通道2。當u1=u2時，輸出指示燈HL1亮；當u1>u2時，輸出指示燈HL2亮；當u1<u2時，輸出指示燈HL3亮。PLC基本單元輸入/輸出端口分配見表6.9。圖6.10模擬電壓大小比較電路任務實施一、編寫模擬電壓大小比較程序圖6.11模擬電壓大小比較程序二、操作步驟（1）通過擴展電纜連接PLC和FX0N-3A。（2）接通PLC電源，使PLC處于編程狀態(tài)。（3）將圖6.11所示的程序下載PLC。（4）使PLC處于程序運行狀態(tài)，并進入程序監(jiān)控狀態(tài)。（5）將雙路直流電源的兩個正