课题六 PLC模拟量扩展模块的使用

任务一用数码管显示输入的模拟电压值任务二应用PLC输出模拟可调电压任务三实现两个模拟电压大小比较*课题六PLC模拟量扩展模块的使用在如图6.1所示的恒温控制系统中，温度传感器将现场温度变换为模拟信号，模拟量输入模块将该模拟信号转换为数字信号（称为A/D转换），送入PLC的基本单元去处理。PLC基本单元输出的数字信号通过模拟量输出模块转换为模拟信号（称为D/A转换），去控制加热器的电压幅度高低，以达到恒温控制的目的。任务一用数码管显示输入的模拟电压值任务引入如图6.2所示模拟电压数码显示与报警电路由PLC基本单元和模拟量输入/输出混合模块FX0N-3A组成，输入模拟电压范围为0～10V，用数码管显示（最大显示9V），当输入模拟电压小于2V或大于8V时，下限或上限指示灯闪烁报警。相关知识一、模拟量扩展模块的规格二、扩展模块的连接与编号特殊模块根据靠近PLC基本单元的位置，依次从0到7编号，最多可以连接8个特殊模块。PLC基本单元和特殊模块之间的通信由光电耦合器实现。三、模拟量输入/输出混合模块FX0N-3AFX0N-3A有2个模拟输入通道和1个模拟输出通道，输入/输出接线端如图6.4所示。三、模拟量输入/输出混合模块FX0N-3A三、模拟量输入/输出混合模块FX0N-3AFX0N-3A直流电压0～10V输入特性如图6.5所示。四、缓冲存储器（BFM）FX0N-3A内部共有32个缓冲存储器（BFM），每个BFM均为16位，其高8位全部保留，BFM的分配见表6.4。（1）BFM0的低8位b7～b0存储A/D通道输入数据的当前值。（2）BFM16的低8位b7～b0位存储D/A通道输出数据的当前值。（3）BFM17的低3位：b0=0，选择模拟输入通道1；b0=1，选择模拟输入通道2。b1=1，启动A/D转换处理。b2=1，启动D/A转换处理。五、特殊模块读取、写入指令特殊模块读取指令的说明如下。（1）FROM指令执行时，读取m1指定的模块号中第m2个BFM开始连续n个数据到目标操作数D指定开始地址连续n个字中。（2）m1：0～7特殊模块编号，m2：0～32767BFM号，n：1～32767传送点数。五、特殊模块读取、写入指令特殊模块写入指令的说明如下。（1）TO指令执行时，写源操作数S指定开始连续地址n个字数据到m1指定的模块号中第m2个BFM开始连续n个字中。（2）m1：0～7特殊模块编号，m2：0～32767BFM号，n：1～32767传送点数。任务实施一、连接模拟电压值数码显示与报警电路FX2N系列PLC基本单元通过扩展电缆连接一个FX0N-3A模拟量扩展模块，FX0N-3A模拟量扩展模块的输入通道电压端VIN1连接0～+10V直流可调电源。数码管a～g段连接PLC输出端Y0～Y6，显示输入模拟电压值，数码管各段限流电阻已内部连接；下限报警指示灯连接Y10，上限报警指示灯连接Y11。二、编写模拟电压值数码显示与报警程序三、操作步骤（1）使用扩展电缆连接PLC和FX0N-3A。（2）将数码管a～g段连接Y0～Y6。（3）将下限、上限报警指示灯连接Y10、Y11。（4）接通PLC电源，使PLC处于编程状态，将图6.6所示的程序下载PLC。（5）模拟量模块FX0N-3A电源指示灯POWER亮。（6）接通直流电源开关，当直流电压小于10V时，将直流电源的正极与FX0N-3A的VIN1连接，负极与FX0N-3A的COM1连接。（7）使PLC处于程序运行状态，并进入程序监控状态。（8）在电压表的监测下调节直流电源的输出电压，数码显示随之变化。当电压表读数为0时，数码管显示0，下限指示灯闪烁；当数码管显示2～7时，下限指示灯停止闪烁；当数码管显示8、9时，上限指示灯闪烁。（9）数码管显示数字应与电压表监测数据一致，如果差别较大，请检查FX0N-3A的接线和程序是否正确。任务二应用PLC输出模拟可调电压任务引入如图6.7所示电路的功能是：输出模拟电压0～10V，由电压表监测，按下增大按钮SB2，输出模拟电压逐级增加，最大可达到10V；按下减小按钮SB3，输出模拟电压逐级减小，最小为0V；按下停止按钮SB1，停止输出模拟电压。模拟量输入/输出混合模块相关知识模拟量输入/输出混合模块FX0N-3A模拟电压输出特性如图6.8所示，横坐标表示数字值，纵坐标表示经D/A转换后的模拟电压。FX0N-3A出厂时，已为0～10V直流电压输出选择了0～250范围。任务实施一、连接模拟电压输出电路模拟电压输出电路如图6.7所示，FX2N系列PLC基本单元通过扩展电缆连接一个FX0N-3A模拟量模块，FX0N-3A输出电压端VOUT－COM连接直流电压表。输出电压停止按钮、增大按钮和减小按钮分别连接PLC输入端X0、X1和X2。二、编写输出模拟可调电压的程序三、操作步骤（1）通过扩展电缆连接PLC和FX0N-3A。（2）将数字电压表的正极与FX0N-3A的VOUT连接，负极与FX0N-3A的COM连接，用数字电压表20VDC档位测试FX0N-3A的输出电压。（3）接通PLC电源，使PLC处于编程状态。（4）将图6.9所示的程序下载PLC。（5）使PLC处于程序运行状态，并进入程序监控状态。（6）当D0数据为0时，输出电压为0V，将数据记录在表6.8中。（7）反复按下输出电压增加按钮X1、减小按钮X2或停止按钮X0，将电压表数据记录在表6.8中。（8）测试数据与图6.8所示输出特性一致，说明数字值与输出模拟电压成线性正比关系。如果测试数据与输出特性差别较大，请检查FX0N-3A的接线和程序是否正确。任务三实现两个模拟电压大小比较任务引入如图6.10所示是两个模拟电压值大小比较电路，两路模拟电压u1、u2分别送入模拟量模块FX0N-3A的输入通道1和输入通道2。当u1u2时，输出指示灯Y2亮；当u1u2时，输出指示灯Y3亮。PLC基本单元输入/输出端口分配见表6.9。任务实施一、编写模拟电压大小比较程序二、操作步骤（1）通过扩展电缆连接PLC和FX0N-3A。（2）接通PLC电源，使PLC处于编程状态。（3）将图6.11所示的程序下载PLC。（4）使PLC处于程序运行状态，并进入程序监控状态。（5）将双路直流电源的2个正极分别与FX0N-3A的VIN1和VIN2连接，2个负极分别与FX0N-3A的COM1和COM2连接。双路直流电源的输出电压为0～10V。（6）启动M0后分别调节两路直流电源的输出电压，观察输出端Y2、Y3指示灯的亮灭状态。当模拟电压u1大于u2时，Y2指示灯亮；当模拟电压u1小于u2时，Y3指示灯亮；当模拟电压u1、u2均为0或均为10V时，两个指示灯灭。