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模擬量輸入/輸出單元A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換

第十二章PLC用于模擬量和位置控制

一、模擬量控制二、位置控制脈沖輸出單元運(yùn)動(dòng)控制模塊功能指令第1頁(yè)一、模擬量輸入/輸出單元以三菱企業(yè)F2-6A模塊為例，來(lái)說(shuō)明模擬量輸入輸出單元模塊相關(guān)性能：

F2-6A是三菱企業(yè)F1、F2系列PLC擴(kuò)展單元，為8位4通道輸入、2通道輸出模擬量輸入輸出單元模塊。

F2-6A模塊與F1、F2系列PLC連接示意圖以下：功能指令第2頁(yè)

A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換

模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）模塊：將現(xiàn)場(chǎng)儀表輸出（標(biāo)準(zhǔn)）模擬量信號(hào)0-10mA、4-20mA、1-5VDC等轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能夠處理數(shù)字信號(hào)

數(shù)模轉(zhuǎn)換（D/A）模塊：將計(jì)算機(jī)內(nèi)部數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)場(chǎng)儀表能夠接收標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)4-20mA等。如：12位數(shù)字量（0-4095）→4-20mA2047對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換結(jié)果：12mA功能指令第3頁(yè)

A/D轉(zhuǎn)換（A/D、AI）作用變送器：溫度變送器壓力變送器流量變送器液位變送器成份分析儀傳感器：Pt100Cu50熱電偶……現(xiàn)場(chǎng)儀表模擬信號(hào)4～20mA0～10mA1～5VDCmV、Ω……模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D、AI)端口(地址)數(shù)字信號(hào)0～40950～1023……CPU數(shù)字信號(hào)0～40950～1023……軟件實(shí)現(xiàn)檢測(cè)儀表硬件濾波如：RC濾波軟件濾波如：中值濾波軟件RC濾波……工程化轉(zhuǎn)換工程量0～100℃?～??kPa……功能指令第4頁(yè)

普通是由多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、前置放大器、采樣保持器、ADC（AnalogtoDigitalConverter）等組成

A/D組成：前置放大采樣保持內(nèi)、外賠償多路轉(zhuǎn)換ADC光電隔離數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)鎖存數(shù)據(jù)總線控制單元控制總線輸入信號(hào)1輸入信號(hào)nA/D轉(zhuǎn)換通常有二種方式：①逐次比較型②雙積分型

功能指令第5頁(yè)1．模擬量輸入模塊FX-4ADFX-4AD為4通道12位A/D轉(zhuǎn)換模塊，依據(jù)外部連接方法及PLC指令，可選擇電壓輸入或電流輸入，是一個(gè)與F2-6A相比含有高準(zhǔn)確度輸入模塊。功能指令第6頁(yè)功能指令第7頁(yè)

2．溫度傳感器模擬量輸入模塊FX-2AD-PT

FX-2AD-PT是2通道溫度傳感器輸入12位A/D轉(zhuǎn)換模塊，這是一個(gè)內(nèi)附溫度傳感器前置放大器模擬電壓量輸入模塊，它能夠直接與三線鉑電阻PT-100直接連接。

功能指令第8頁(yè)

3．熱電偶溫度傳感器模擬量輸入模塊FX-4AD-TC

FX-4AD-TC是4通道熱電偶溫度傳感器模擬量輸入模塊。功能指令第9頁(yè)功能指令第10頁(yè)

D/A轉(zhuǎn)換（D/A、AO）作用調(diào)整閥變頻器……執(zhí)行器控制信號(hào)4～20mA0～10mA1～5VDC0～10VDC……數(shù)模轉(zhuǎn)換(D/A、AO)端口(地址)數(shù)字信號(hào)0～40950～1023……CPU工程量0～100％……軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)0～40950～1023……工程化反變換功能指令第11頁(yè)

FX-2DA為2通道12位D/A轉(zhuǎn)換模塊，每個(gè)通道可獨(dú)立設(shè)置電壓或電流輸出。FX-2DA是一個(gè)與F2-6A相比含有高準(zhǔn)確度輸出模塊。

4．模擬量輸出模塊FX-2DA功能指令第12頁(yè)功能指令第13頁(yè)二、位置控制

位置控制是對(duì)工位控制，可由位置控制模塊實(shí)現(xiàn).PLC系統(tǒng)可作為整個(gè)位置控制系統(tǒng)中一個(gè)控制步驟，配上伺服放大器或驅(qū)動(dòng)放大器，就能夠?qū)⑽恢每刂乒πШ瓦壿嬁刂?、次序控制等一攬子處理?/p>

功能指令第14頁(yè)

利用PLC模塊實(shí)現(xiàn)位置控制優(yōu)點(diǎn)：

1、在實(shí)現(xiàn)位置控制時(shí)候，可充分利用PLC系統(tǒng)硬件和軟件資源。更便于在柔性制造系統(tǒng)（FMS）、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）或工廠自動(dòng)化（FA）系統(tǒng)中大量應(yīng)用位置控制。2、用戶(hù)可依據(jù)本身要求靈活配置系統(tǒng)，既降低成本，又能因地制宜。3、可靠性高，維護(hù)方便。功能指令第15頁(yè)

脈沖輸出單元

1．點(diǎn)位控制脈沖輸出單元F2-30GM2．脈沖輸出模塊FX-1PG（FX2、FX2C用）

3．脈沖輸出單元FX-1GM（FX2、FX2C用）4．2軸定位單元FX-20GM

功能指令第16頁(yè)

1．點(diǎn)位控制脈沖輸出單元F2-30GM

脈沖輸出單元F2-30GM與步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器相接，可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)位置控制。功能指令第17頁(yè)

F2-30GM應(yīng)用系統(tǒng)方框圖功能指令第18頁(yè)2．脈沖輸出模塊FX-1PG（FX2、FX2C用）

FX-1PG脈沖輸出模塊是一個(gè)依據(jù)FROM/TO指令進(jìn)行與FX2、FX2C系列PLC數(shù)據(jù)交換特殊功效模塊。用一臺(tái)FX-1PG獨(dú)立進(jìn)行一軸定位控制，而一臺(tái)PLC則最多可連8臺(tái)FX-1PG。功能指令第19頁(yè)3．脈沖輸出單元FX-1GM（FX2、FX2C用）

FX-1GM是一個(gè)采取定位專(zhuān)用語(yǔ)言簡(jiǎn)易高功效定位裝置。通用含有7點(diǎn)輸入、7點(diǎn)輸出，還備有定位控制編程語(yǔ)言。FX-1GM脈沖輸出單元最高輸出頻率為100K波特率，可得到足夠控制精度。功能指令第20頁(yè)4．2軸定位單元FX-20GM

FX-20GM是一個(gè)能獨(dú)立進(jìn)行2軸定位控制裝置。它不但備有定位控制語(yǔ)言、編程控制語(yǔ)言，還有可進(jìn)行數(shù)據(jù)處理功效指令，所以可獨(dú)立進(jìn)行更高級(jí)定位控制。功能指令第21頁(yè)功能指令第22頁(yè)功能指令第23頁(yè)

運(yùn)動(dòng)控制模塊

1．角位控制開(kāi)關(guān)F2-32-RM-SET2．A系列運(yùn)動(dòng)控制模塊

（1）位置控制功效模塊AD71和AD72（2）實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制和順控一體化A73CPU模塊功能指令第24頁(yè)

F2-32RM-SET可編程輪開(kāi)關(guān)集CPU、電源、輸入、輸出編程器于一體，可經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單鍵操作，替換32個(gè)凸輪開(kāi)關(guān)，進(jìn)行32個(gè)輸出動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)角位置控制。1．角位控制開(kāi)關(guān)F2-32-RM-SET功能指令第25頁(yè)2．A系列運(yùn)動(dòng)控制模塊

（1）位置控制功效模塊AD71和AD72

位置控制功效模塊AD71和AD72是一個(gè)高精度定位智能化定位模塊。AD71與AD72主要區(qū)分在于AD71沒(méi)有偏差計(jì)數(shù)器與D/A變換這兩個(gè)步驟。功能指令第26頁(yè)位置控制功效模塊AD72工作原理框圖：功能指令第27頁(yè)2．A系列運(yùn)動(dòng)控制模塊

（2）實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制和順控一體化A73CPU模塊A73CPU是A系列PLC中一個(gè)專(zhuān)