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松下PLC教程FR1的特殊功能及高级模块

发布时间:2019-07-02 05:17 来源:未知 编辑:admin

  松下PLC教程FR1的特殊功能及高级模块_电子/电路_工程科技_专业资料。第五章 FP1的特殊功能 及高级模块 第一节 FP1的特殊功能 一、脉冲输出 FP1的输出端Y7可输出一路脉冲信号,最大频率范围 为45Hz ~ 5kHz。这一功能只有晶体管输出方式的PLC才具

  第五章 FP1的特殊功能 及高级模块 第一节 FP1的特殊功能 一、脉冲输出 FP1的输出端Y7可输出一路脉冲信号,最大频率范围 为45Hz ~ 5kHz。这一功能只有晶体管输出方式的PLC才具 有,且需配合脉冲输出控制指令F164(SPD0)使用。 FP1 控制 单元 脉冲 电机 驱动 电机 高速计数器 图5-1 脉冲输出进行位置控制示意图 二、高速计数功能(HSC) 在FP1内部有高速计数器,可同时输入两路脉冲。 ? 最高计数频率:10kHz; ? 计数范围: K-8388608 ~ K8388607; ? 输入模式:加计数、减计数、可逆计数、两相输入; 此外,每种模式又分为有复位输入和无复位输入两种 情况,输入计数不受扫描周期影响,处理过程中响应时间 不延时。 1.占用的输入端子 HSC需占用FP1输入端子X0、X1和X2。其中X0和X1作为脉 冲输入端,X2作为复位端,可由外部复位开关通过X2使HSC 复位。 2. 输入模式及设置 HSC的四种输入模式中,前三种为单相输入,最后一种 为两相输入。如图5-2所示。 1) 加计数模式 2) 减计数模式 3) 加/减计数模式 4) 两相输入方式 X0 计数值 ... X1 计数值 ... 0 1 2 3 4 ... 5 4 3 2 1 ... (a) X0 X1 计数值 (b) ... ... 0 1 2 3 4 3 2 3 4 加计数 ... 加计数 减计数 (c) X0 X1 计数值 ... ... X0 X1 计数值 ... ... 0 1 2 3 4 ... 5 4 3 2 1 ... (d) 图5-2 四种计数模式的脉冲波形示意图 3.与HSC相关的寄存器 表5-1 系统寄存器No.400控制字说明 设定值 H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H0 功 能 输入模式 双相输入方式 加计数方式 X0 双相输入 双相输入 加计数 加计数 - - 加计数 加计数 X1 X2 - 复位 - - 减计数 减计数 减计数 减计数 HSC功能未用 - 复位 - 复位 - 复位 减计数方式 加/减计数方式 丌工作(默认模式) 4.高速计数功能指令 1) 高速计数器的控制指令 [ F0 MV, S, DT9052 ]:高速计数器控制指令。 该指令功能是将S中的控制字数据写入DT9052中,DT9052的低四位 作为高速计数器控制用。 位地址: S: 与其它高速计数指令有关的位 0:继续执行F162、F163、164、F165指令 1:清除F162、F163、164、F165指令 选择“复位输入端”X2的可用性控制位 0:复位输入端X2使能 1:复位输入端X2禁止 计数器输入控制位 0:接受计数输入 1:计数输入无效 软件复位控制位 0:不执行软件复位 1:高速计数器的经过值复位 15 . . 12 11 . . 8 7 . . 4 3 2 1 0 2) 高速计数器经过值的读写指令 [ F1 DMV, S, DT9044 ]:存储高速计数器经过值。将(S+1, S)中高速计数器的经过值写入DT9045、DT9044中。 [ F1 DMV, DT9044, D ]:调出高速计数器经过值。是将 DT9045、DT9044中的经过值读出拷贝到(D+1, D)中。 3) 高速计数器输出置位复位指令 [ F162 HC0S, S, Yn ]:高速计数器的输出置位指令。 [ F163 HC0R, S, Yn ]:高速计数器的输出复位指令。 4) 速度和位置控制指令 [ F164 SPD0, S ]:速度及位置控制。该指令配合高速计 数器和Y7的脉冲输出可以实现速度和位置控制。 a) 脉冲工作方式 b) 波形工作方式 5) 凸轮控制指令 [ F165 CAM0, S ]:凸轮控制。当高速计数器的经过值和 参数表中设定的目标值相一致时,接通或断开参数表中指定 的输出继电器。 三、可调输入延时滤波 t1 外部输入 t 响应信号 t t t2 t3 t4 图5-4 输入信号延时滤波示意图 图中,t1为干扰脉冲,小于延时时间Δt,因此不响应;t2、t4分 别为机械开关接通和断开时的抖动时间,由图可见,经过延时,避开了 输入信号的抖动部分,直接在稳定导通区间t3进行输入状态的采集和响 应。 FP1的延迟时间可以根据需要,在1 ~ 128ms之间进行调 节。延时时间的设定是通过软件,在对应的系统寄存器中设 置时间常数来实现,时间常数和延时时间的对应关系如下表: 表5-2 时间常数与对应延时时间关系 时间常数(BCD码) 延时时间(ms) 0 1 1 2 2 4 3 8 4 16 5 32 6 64 7 128 系统寄存器No.404 ~ 407用于预先存放设置的时间常数, 不输入端的对应关系为: ? No.404:设定X0 ~ X1F的时间常数。 ? No.405:设定X20 ~ X3F的时间常数。 ? No.406:设定X40 ~ X5F的时间常数。 ? No.407:设定X60 ~ X6F的时间常数。 四、输入窄脉冲捕捉 瞬间窄脉冲 捕捉后的 输入脉冲 扫描周期 I/O刷新 执行指令 I/O刷新 执行指令 第n个扫描周期 第n+1个扫描周期 图5-5 脉冲捕捉示意图 一个窄脉冲在第n个扫描周期的I/O刷新后到来,若无捕捉功能, 此脉冲将会被漏掉;有了捕捉功能,PLC内部电路将此脉冲一直延时到 下一个(第n+1个)扫描周期的I/O刷新结束,这样PLC就能响应此脉冲。 只有输入端X0 ~ X7共8个输入端可以设成具有脉冲捕捉功 能的输入端,这可以通过对系统寄存器No.402的设置来实现。 输入端子不系统寄存器No.402的位对应关系如下所示: 位地址: 15 ... 8 7 X7 6 X6 5 X5 4 X4 3 X3 2 X2 1 X1 0 X0 输入端X0 ~ X7分别不No.402的低8位对应,当某位设置 为1时,则该位对应的输入端就具有脉冲捕捉功能;设置为0 时,对应的输入端仍是普通的输入端。 高8位未用 五、特殊功能占用输入端优先权排队 大多数特殊功能均需占用PLC的I/O点,当多种功能同 时使用时,对I/O的占用须按一定顺序进行优先权排队。 FP1特殊功能优先权排队从高到低依次为: 高速计数器→脉冲捕捉→中断→输入延时滤波 六、其他功能 FP1还有一些其它的特殊控制功能,如强制置位/复位 控制功能、口令保护功能、固定扫描时间设定功能和时钟 日历控制功能等 第五章 FP1的特殊功能 及高级模块 第二节 FP1的高级模块 一、A/D转换模块 1. 占用通道及编程方法 A/D转换单元4个模拟输入通道占用输入端子分别为: CH0:WX9(X90 ~ X9F) CH1:WX10(X100 ~ X10F) CH2:WX11(X110 ~ X11F) CH3:WX12(X120 ~ X12F) PLC每个扫描周期对各通道采样一次,并进行模数转换,转换的 结果分别存放在输入通道(WX9 ~ WX12)中。 A/D转换的编程可用指令F0实现,如 [ F0 MV, WX9, DT0 ] 。执 行这一指令后,CH0输入的模拟信号经A/D转换变成数字信号后送入 WX9,并由F0指令读出保存到DT0中。其它通道也可仿照此格式进行 编程。 注意:FP1对A/D模块读取数据,每个扫描周期只进行一次。 2. A/D的技术参数 项目 模拟输入点数 模拟输入范围 分辨率 总精度 响应时间 输入阻抗 绝对输入范围 数字输出范围 绝缘方式 连接方式 4通道/单元(CH0 ~ CH3) 电压 电流 1/1000 满量程的±1% 2.5ms/通道 0 ~ 5V和0 ~ 10V 0 ~ 20mA 说明 电压 电流 电压 丌小于1兆欧(0 ~ 5V和0 ~ 10V范围内) 250欧姆(0 ~ 20mA) +7.5V(0 ~ 5V)、+15V(0 ~ 10V) 电流 +30mA(0 ~ 20mA) K0 ~ K1000(H0 ~ H03E8) 光耦合:端子不内部电路之间 无绝缘:通道间 端子板(M3.5螺丝) 数字输出 (K) 数字输出 (K) 1000 1000 数字输出 (K) 0 5 10 1000 500 500 500 0 2.5 5.0 0 10 20 模拟输入 (V) (a) 0 ~ 5V 模拟输入 (V) (b) 0 ~ 10V 模拟输入 (mA) (c) 0 ~ 20mA 图5-6 A/D转换单元的输入输出特性 3. A/D转换单元的面板布置及接线方法 电源端子 电压范围 选择端子 通道3 通道0到通道3的端子说明: V:模拟电压输入端子 I:模拟电流输入端子 C:公共端子 F.G.:框架接地端子 电源指示灯 扩展槽(左侧) 连接到FP1的控制 单元或扩展单元 扩展槽(右侧) 连接到FP1的D/A转 换单元或I/O LINK单 元 DIN导轨安装杆 通道0 通道1 通道2 图5-7 A/D单元的面板布置图 屏蔽线 屏蔽线 输入设备 输入设备 图5-8 电压输入接线 电流输入接线. 应用举例 当需对某信号进行监测,要求超限报警。这时可将该信号输入到 A/D,并用段比较指令将输入信号与上、下限进行比较。程序如图5-10 所示。 X0 0 R900B 8 F62 WIN, WX9, K340, K360 Y0 图5-10 A/D模块信号监控举例 若将A/D模块输入范围选在0 ~ 10V(即将RANGE短接),并将需 监测的信号输入CH0,则执行该程序后可实现下面功能:设输入信号上 限为3.6V,即对应A/D内部十进制数为K360;输入信号下限为3.4V, 对应A/D内部十进制数为K340。当输入信号在3.4V ~ 3.6V之间时则 R900B常闭触点断开,故Y0→OFF,报警灯不亮。若信号超出此范围 则R900B常闭触点接通,故Y0→ON,报警灯亮,从而实现对信号的监 测。 二、D/A转换模块 1. 占用通道及编程方法 FP1可扩展两个D/A模块,可用开关设定其单元号,即No.0和 No.1;每个D/A模块有两个输出通道,即CH0和CH1。 当开关置于左边时,该模块设为No.0,其I/O通道分配如下: CH0:WY9(Y90 ~ Y9F) CH1:WY10(Y100 ~ Y10F) 当开关置于右边时,该模块设为No.1,其I/O通道分配如下: CH0:WY11(Y110 ~ Y11F) CH1:WY12(Y120 ~ Y12F) D/A转换的编程也可用指令F0实现,如 [ F0 MV, DT0, WY9 ] 。 执行这一指令后,将DT0的内容经WY9送往D/A转换器,并将转换好的 模拟信号经No.0的CH0通道输出。其它通道也可仿照此格式进行编程。 注意:FP1对D/A模块写入数据,每个扫描周期只进行一次。 2. D/A的技术参数 项目 模拟输出点数 模拟输出范围 分辨率 总精度 响应时间 输出阻抗 最大输出电流 允许负载电阻 数字输出范围 绝缘方式 连接方式 电压 电流 1/1000 满量程的±1% 2.5ms/通道 丌大于0.5欧姆(电压输出端) 20mA(电压输出端) 0 ~ 500欧姆(电流输出端) K0 ~ K1000(H0 ~ H03E8) 说明 2通道/单元(CH0 ~ CH1) 0 ~ 5V和0 ~ 10V 0 ~ 20mA 光耦合:端子不内部电路之间 无绝缘:通道间 端子板(M3.5螺丝) 5.0 10 模拟输出 (mA) 0 500 1000 模拟输出 (V) 模拟输出 (V) 20 2.5 5 10 0 500 1000 0 500 1000 数字输入 (K) (a) 0 ~ 5V 数字输入 (K) (b) 0 ~ 10V 数字输入 (K) (c) 0 ~ 20mA 图5-11 D/A转换单元的输入输出特性 3. D/A转换单元的面板布置及接线方法 单元号 选择开关 电源端子 通道0和通道1的端子说明: V+,V-:模拟电压输出端子 RANGE:电压范围选择端子 I+,I-:模拟电流输出端子 电源指示灯 扩展槽(左侧) 连接到FP1的控制 单元或扩展单元 扩展槽(右侧) 连接到FP1的智能单元 (A/D或D/A转换单元) 或I/O LINK单元 通道0 通道1 DIN导轨安装杆 图5-12 D/A转换单元的面板布置图 屏蔽 线 ~ 20mA 负载设备 图5-13 电压输出接线 电流输出接线. 应用举例 三个模拟量信号分别从A/D模块的CH0 ~ CH2输入,求平均值,再 由D/A模块No.1的CH1通道输出。梯形图如图5-15所示。 X0 (DF) 1 F22 +, WX9, WX10, DT0 F20 +, WX11, DT0 F32 %, DT0, K3, WY12 (ED) 1 图5-15 A/D和D/A模块应用举例 第五章 FP1的特殊功能 及高级模块 第三节 FP1的通讯功能 集散式控制系统的关键技术之一是系统 的通信和互联。松下电工提供了6种(C-NET, F-Link,P-Link,H-Link,W-Link,FP以太 网)功能强大的网络形式,同时提供了若干种 与相应的网络连接方式有关的通信链接单元, 适合于各种工业自动化网络的不同需要。 一、通讯的有关基本概念 1. 并行通信与串行通信 2. 同步通信与异步通信 3. 波特率 4. 单工、双工通信方式 1) 单工通信 2) 半双工通信(Half Duplex) 3) 全双工通信(Full Duplex) 二、FP1的通讯接口 FP1系列PLC进行数据交换时常采用RS232C、RS422、 RS485三种串行通信接口,相关的链接单元也有三种,均为 串行通信方式。 ? I/O LINK单元是用于FP1和FP3/FP5等大中型PLC之间进 行I/O信息交换的接口(1个RS485接口和2个扩展插座); ? C-NET适配器是RS485 ? RS422/RS232C信号转换器(1个 RS485、1个RS422、1个RS232C接口),用于PLC与计算机 之间的数据通讯; ? S1型C-NET适配器是RS485 ? RS422信号转换器(1个 RS485、1个RS422接口),用于C-NET适配器和FP1控制单 元之间的通讯。 1.RS232C通信接口 RS232C所采用的电路是单端接收电路,数据传输速率最 高为20kbps,电缆最长为15m。 2.RS422通信接口 RS422标准规定的电气接口是差分平衡式的,能在较长 的距离内明显地提高传输速率,例如,1200m的距离,速率 可以达到100kbps,而在12m等较短的距离内则可提高到 10Mbps。 3.RS485通信接口 RS485实际上是RS422的简化变型 ,RS485分时使用一对 信号线发送或接收。可以高速远距离传送,传输距离可达 1200m,传输速率达10Mbps 。 三、通讯方式 1.FP1与计算机(PC)之间的通讯 一般地,一台计算机与一台FP1之间的通讯称1:1方式, 一台计算机与多台FP1之间的通讯称1:N方式。 有两种方法可以实现一台计算机与一台FP1之间的通 讯。一种方法是直接通过FP1的RS232口与PC进行串行通 讯。另一种方法可经RS232/RS422适配器用编程电缆同 PC进行通讯。 RS422/232C适配器 RS422 RS232C FP1控制单元 FP1控制单元 计算机 RS232C端口 编程工具插座(RS422端口) 计算机 图5-17 直接通过RS232口进行串行通讯 图5-18 通过适配器进行通讯 最多可连接32台FP1 C-NET 适配器 标准型 C-NET 适配器 S1型 FP1 控制单元 C-NET 适配器 S1型 FP1 控制单元 计算机 条码判读器 图5-19 1:N通讯方式 2.FP1与FP3/5的通讯 主单元 主站 FP3或FP5 从单元 双绞线 I/O 终端单元 FP1 控制单元 FP1 I/O LINK单元 FP1 I/O 终端板 图5-20 FP1与FP3/5的通讯 3.FP1和外围设备之间的通信 FP1的相关外围设备有:智能终端I.O.P.,条形码判读 器、EPROM写入器和打印机等。这些外围设备均设有 RS232串行通信口,可以方便地实现与FP1的通信。 四、专用通信协议MEWTOCOL 通信协议是通信双方就如何交换信息所建立的一些规定 和过程。它是FP系列PLC网络设计的基础。 FP1采用松下电工公司专用通信协议 ? MEWTOCOL。 该协议共分为两个部分: ? MEWTOCOL-COM:计算机与PLC之间的命令通信协议; ? MEWTOCOL-DATA:PLC与PLC之间及PLC与计算机之 间的数据传输协议。 MEWTOCOL-DATA协议用于分散型工业局域网H-LINK、 P-LINK、W-LINK及ETLAN中PLC与PLC之间及PLC与计算 机间的数据传输。 第五章结束 哈尔滨理工大学 电气与电子工程学院 电气技术教研室 2003年3月24日

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