PLC用于模拟量和位置控制

Date:2019/12/26Page:1?模拟量输入/输出单元?A/D转换、D/A转换第十一章PLC用于模拟量和位置控制一、模拟量控制二、位置控制?脉冲输出单元?运动控制模块Date:2019/12/26Page:2一、模拟量输入/输出单元以三菱公司的F2-6A模块为例，来说明模拟量输入输出单元模块的有关性能：F2-6A是三菱公司F1、F2系列PLC的扩展单元，为8位4通道输入、2通道输出的模拟量输入输出单元模块。F2-6A模块与F1、F2系列PLC连接示意图如下：Date:2019/12/26Page:3◇A/D转换、D/A转换模数转换（A/D）模块：将现场仪表输出的（标准）模拟量信号0-10mA、4-20mA、1-5VDC等转化为计算机可以处理的数字信号数模转换（D/A）模块：将计算机内部的数字信号转化为现场仪表可以接收的标准信号4-20mA等。如：12位数字量（0-4095）→4-20mA2047对应的转换结果：12mADate:2019/12/26Page:4◇A/D转换（A/D、AI）的作用变送器：温度变送器压力变送器流量变送器液位变送器成分分析仪传感器：Pt100Cu50热电偶……现场仪表模拟信号4～20mA0～10mA1～5VDCmV、Ω……模数转换(A/D、AI)端口(地址)数字信号0～40950～1023……CPU数字信号0～40950～1023……软件实现检测仪表硬件滤波如：RC滤波软件滤波如：中值滤波软件RC滤波……工程化转换工程量0～100℃?～??kPa……Date:2019/12/26Page:5一般是由多路转换开关、前置放大器、采样保持器、ADC（AnalogtoDigitalConverter）等组成A/D组成：前置放大采样保持内、外补偿多路转换ADC光电隔离数据驱动锁存数据总线控制单元控制总线输入信号1输入信号nA/D转换通常有二种方式：①逐次比较型②双积分型Date:2019/12/26Page:61．模拟量输入模块FX-4ADCOMX0X1X2X3X4X5X6汇点式COM1Y0Y1Y2Y3COM1Y0Y1Y2Y3COM2COM2COM3COM4分组式分隔式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，是一种与F2-6A相比具有高精确度的输入模块。Date:2019/12/26Page:7Date:2019/12/26Page:82．温度传感器模拟量输入模块FX-2AD-PTFX-2AD-PT是2通道温度传感器输入12位A/D转换模块，这是一种内附温度传感器前置放大器的模拟电压量输入模块，它可以直接与三线的铂电阻PT-100直接连接。Date:2019/12/26Page:93．热电偶温度传感器模拟量输入模块FX-4AD-TCFX-4AD-TC是4通道热电偶温度传感器模拟量输入模块。Date:2019/12/26Page:10Date:2019/12/26Page:11◇D/A转换（D/A、AO）的作用调节阀变频器……执行器控制信号4～20mA0～10mA1～5VDC0～10VDC……数模转换(D/A、AO)端口(地址)数字信号0～40950～1023……CPU工程量0～100％……软件实现数字信号0～40950～1023……工程化反变换Date:2019/12/26Page:12X0X1X2X3X4X5X6汇点式COM1Y0Y1Y2Y3COM1Y0Y1Y2Y3COM2COM2COM3COM4分组式分隔式FX-2DA为2通道12位D/A转换模块，每个通道可独立设置电压或电流输出。FX-2DA是一种与F2-6A相比具有高精确度的输出模块。4．模拟量输出模块FX-2DADate:2019/12/26Page:13Date:2019/12/26Page:14二、位置控制◇位置控制是对工位的控制，可由位置控制模块实现.PLC系统可作为整个位置控制系统中的一个控制环节，配上伺服放大器或驱动放大器，就可以将位置控制功能和逻辑控制、顺序控制等一揽子解决。Date:2019/12/26Page:15◇利用PLC模块实现位置控制的优点：1、在实现位置控制的时候，可充分利用PLC系统的硬件和软件资源。更便于在柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）或工厂自动化（FA）系统中大量应用位置控制。2、用户可根据自身要求灵活配置系统，既降低成本，又能因地制宜。3、可靠性高，维护方便。Date:2019/12/26Page:16◇脉冲输出单元1．点位控制的脉冲输出单元F2-30GM2．脉冲输出模块FX-1PG（FX2、FX2C用）3．脉冲输出单元FX-1GM（FX2、FX2C用）4．2轴定位单元FX-20GMDate:2019/12/26Page:171．点位控制的脉冲输出单元F2-30GM脉冲输出单元F2-30GM与步进电机或伺服电机驱动器相接，可驱动步进电机或伺服电机实现位置控制。Date:2019/12/26Page:18F2-30GM应用系统方框图Date:2019/12/26Page:192．脉冲输出模块FX-1PG（FX2、FX2C用）FX-1PG脉冲输出模块是一种根据FROM/TO指令进行与FX2、FX2C系列PLC数据交换的特殊功能模块。用一台FX-1PG独立进行一轴定位控制，而一台PLC则最多可连8台FX-1PG。Date:2019/12/26Page:203．脉冲输出单元FX-1GM（FX2、FX2C用）FX-1GM是一种采用定位专用语言的简易高功能定位装置。通用的具有7点输入、7点输出，还备有定位控制编程语言。FX-1GM脉冲输出单元最高输出频率为100K波特率，可得到足够的控制精度。Date:2019/12/26Page:214．2轴定位单元FX-20GMFX-20GM是一个能独立进行2轴定位控制的装置。它不仅备有定位控制语言、编程控制语言，还有可进行数据处理的功能指令，因此可独立进行更高级的定位控制。Date:2019/12/26Page:22Date:2019/12/26Page:23Date:2019/12/26Page:24◇运动控制模块1．角位控制开关F2-32-RM-SET2．A系列的运动控制模块（1）位置控制功能模块AD71和AD72（2）实现运动控制和顺控一体化的A73CPU模块Date:2019/12/26Page:25F2-32RM-SET可编程轮开关集CPU、电源、输入、输出编程器于一体，可通过简单的键操作，替代32个凸轮开关，进行32个输出动作，实现角位置控制。1．角位控制开关F2-32-RM-SETDate:2019/12/26Page:262．A系列的运动控制模块（1）位置控制功能模块AD71和AD72位置控制功能模块AD71和AD72是一种高精度定位智能化定位模块。AD71与AD72的主要区别在于AD71没有偏差计数器与D/A变换这两个环节。Date:2019/12/26Page:27位置控制功能模块AD72的工作原理框图：PC(ACPU)程序数据传送设置数据脉冲AD72计数脉冲减计数器A/D转换器接口模拟电压速度命令驱动单元司服放大反馈脉冲司服电机MPLGGPPTUDate:2019/12/26Page:282．A系列的运动控制模块（2）实现运动控制和顺控一体化的A73CPU模块A73CPU是A系列PLC中一种专门用于运动控制的CPU。以A73CPU为核心的三菱多轴定位系统，将伺服控制功能和顺控、逻辑控制等功能以最佳方式结合在一起，以适应工厂自动化所必须满足的多品种、小批量生产的要求，达到生产的高度灵活性和可靠性的统一。Date:2019/12/26Page:29A73CPU位置控制系统原理图Date:2019/12/26Page:30作业布置：练习册：Date:2019/12/26Page:31