1、第五章第五章 FP1 FP1的特殊功能的特殊功能和高級模塊和高級模塊 脈沖輸出進展位置控制表示圖 FP1的輸出端Y7可輸出一路脈沖信號，最大頻率范圍為45Hz 5kHz。這一功能只需晶體管輸出方式的PLC才具有，且需配合脈沖輸出控制指令F164(SPD0)運用。 在FP1內部有高速計數器，可同時輸入兩路脈沖。 最高計數頻率：10kHz； 計數范圍： K-8388608 K8388607； 輸入方式：加計數、減計數、可逆計數、兩相輸入； 此外，每種方式又分為有復位輸入和無復位輸入兩種情況，輸入計數不受掃描周期影響，處置過程中呼應時間不延時。 四種計數方式的脈沖波形表示圖表表5-1 系統存放器系統

2、存放器No.400控制字闡明控制字闡明設定值功 能輸入模式X0X1X2H1雙相輸入雙相輸入方式H2雙相輸入復位H3加計數加計數方式H4加計數復位H5減計數減計數方式H6減計數復位H7加計數減計數加/減計數方式H8加計數減計數復位H0HSC功能未用不工作(默認模式) HSC的經過值存放于特殊數據存放器DT9044和DT9045中，目的值存放于特殊數據存放器DT9046和DT9047中。其中DT9044和DT9046分別存放低16位，DT9045和DT9047分別存放高16位。當高速計數器的經過值和目的值一致時，DT9046和DT9047中的數據就被去除。 特殊功能繼電器R903A規定為HSC的標

3、志存放器。當HSC計數時該繼電器為ON，停頓計數時為OFF。當HSC計數時，Y7可以輸出脈沖，而停頓計數時Y7停頓發脈沖。HSC不但可以經過X2硬復位，還可進展軟復位，即將控制字H1送入DT9052，使bit0為1，從而可以實現軟件復位功能。這里需求留意的是高速計數器運轉方式的改動只能運用該指令。 軟件復位控制 計數輸入控制 “復位輸入端X2的可用性控制 例：當觸發信號X3為ON時，把高速計數器的經過值清0并開場計數。設計的梯形圖如以下圖所示。2) 高速計數器經過值的讀寫指令高速計數器經過值的讀寫指令 F1 DMV, S, DT9044 ：存儲高速計數器經過值。將：存儲高速計數器經過值。將(S

4、+1, S)中高速計數器的經過值寫入中高速計數器的經過值寫入DT9045、DT9044中。中。 F1 DMV, DT9044, D ：調出高速計數器經過值。：調出高速計數器經過值。是將是將DT9045、DT9044中的經過值讀出拷貝到中的經過值讀出拷貝到(D+1, D)中。中。3) 高速計數器輸出置位復位指令高速計數器輸出置位復位指令 F162 HC0S, S, Yn ：高速計數器的輸出置位指令。：高速計數器的輸出置位指令。當高速計數器的經過值和目的值相等時，將指定的輸出繼電當高速計數器的經過值和目的值相等時，將指定的輸出繼電器接通。器接通。 F163 HC0R, S, Yn ：高速計數器的輸

5、出復位指令。：高速計數器的輸出復位指令。當高速計數器的經過值和目的值相等時，將指定的輸出繼電當高速計數器的經過值和目的值相等時，將指定的輸出繼電器斷開。器斷開。 其中，S為高速計數器的目的值，可以用常數設置，也可以用存放器中的數據設置，數值的取值范圍為是K-8388608K8388607HFF800000 H007FFFFF；Yn為輸出繼電器，YnY0 Y7。例：例：梯形圖中，當觸發信號X3接通時，將高速計數器HSC目的值設置為K1500。當高速計數器的經過值等于K1500時，將輸出繼電器Y1接通并堅持。 梯形圖中，當觸發信號X4接通時，將高速計數器HSC目的值設置為K800。當高速計數器的經

6、過值等于K800時，將輸出繼電器Y2斷開，即Y2=0。例：例：4) 速度和位置控制指令速度和位置控制指令 F164 SPD0, S ：速度及位置控制。該指令配合高：速度及位置控制。該指令配合高速計數器和速計數器和Y7的脈沖輸出可以實現速度和位置控制。的脈沖輸出可以實現速度和位置控制。 a) 脈沖任務方式脈沖任務方式 b) 波形任務方式波形任務方式5) 凸輪控制指令凸輪控制指令 F165 CAM0, S ：凸輪控制。當高速計數器的經過：凸輪控制。當高速計數器的經過值和參數表中設定的目的值相一致時，接通或斷開參數表中值和參數表中設定的目的值相一致時，接通或斷開參數表中指定的輸出繼電器。指定的輸出繼

7、電器。 在順序控制系統中，許多場所是按工序進展操作的：第一步作某些機械動作，第二步作另一些機械動作，如此順序進展直至整個工序終了。凸輪控制器就是專為這種順序控制設計的機電式設備，它是一個由多層可編程圓盤組成的機電式圓鼓，每轉動一步可接通某些接點，從而作出規定的機械動作。由于采用機械方式實現，其轉動的步數和接點數都遭到很大限制，體積大且可靠性差。而利用可編程控制器可以模擬凸輪控制器的功能，控制的步數和點數多，并且節省了硬件設備投資。FP1的凸輪控制指令F165和高速計數器配合運用，既方便又準確，幾乎可以滿足一切需求凸輪控制的場所。 在開關按下的瞬間，接觸很不可靠，時斷時續，經過一段短暫時間后，開

8、關才干可靠地接通，這一景象叫做開關的機械抖動，它能夠會呵斥系統的誤動作。為消除開關抖動呵斥的不利影響，FP1的輸入端采用了輸入延時濾波技術，即延遲一段時間t之后，再對輸入端X采樣，以躲過開關的抖動時間，從而提高了系統運轉的可靠性。 圖中，t1為干擾脈沖，小于延時時間t，因此不呼應；t2、t4分別為機械開關接通和斷開時的抖動時間，由圖可見，經過延時，避開了輸入信號的抖動部分，直接在穩定導通區間t3進展輸入形狀的采集和呼應。 輸入信號延時濾波表示圖 FP1的延遲時間可以根據需求，在1 128ms之間進展調理。延時時間的設定是經過軟件，在對應的系統存放器中設置時間常數來實現，時間常數和延時時間的對應

9、關系如下表：表5-2 時間常數與對應延時時間關系 系統存放器No.404 407用于預先存放設置的時間常數，與輸入端的對應關系為：No.404：設定X0 X1F的時間常數。No.405：設定X20 X3F的時間常數。No.406：設定X40 X5F的時間常數。No.407：設定X60 X6F的時間常數。時間常數(BCD碼)01234567延時時間(ms)1248163264128 例如，要使 X0 X7的延時時間為1ms對應的時間常數為0； X8 XF的延時時間為2ms，對應的時間常數為1； X10 X17的延時時間為4ms，對應的時間常數為2； X18 X1F的延時時間為8ms，對應的時間常

10、數為3； 那么應在No.404中寫入如下二進制數碼： 即8個輸入端為一組，系統存放器No.404中的16位分成四組，每組對應8個輸入端的時間常數，故一個系統存放器可以設定32個輸入端的時間常數。 留意：No.407只用了低8位，故只能設定16個輸入端。 由于PLC采用循環掃描任務方式，其輸出對輸入的呼應速度受掃描周期的影響。這在普通情況不會有問題，反而提高了輸入信號的抗干擾才干。但是，有些特殊情況，特別是一些瞬間的輸入信號繼續時間小于一個掃描周期往往被脫漏。為了防止出現這種情況，在FP1中設計了脈沖捕捉功能，它可以隨時捕捉瞬間脈沖并記憶下來，并在規定的時間內呼應，可捕捉的最小脈沖寬度達0.5m

11、s，且不受掃描周期影響。 一個窄脈沖在第n個掃描周期的I/O刷新后到來，假設無捕捉功能，此脈沖將會被漏掉；有了捕捉功能，PLC內部電路將此脈沖不斷延時到下一個(第n+1個)掃描周期的I/O刷新終了，這樣PLC就能呼應此脈沖。 脈沖捕捉表示圖 只需輸入端X0 X7共8個輸入端可以設成具有脈沖捕捉功能的輸入端，這可以經過對系統存放器No.402的設置來實現。輸入端子與系統存放器No.402的位對應關系如下所示： 輸入端X0 X7分別與No.402的低8位對應，當某位設置為1時，那么該位對應的輸入端就具有脈沖捕捉功能；設置為0時，對應的輸入端仍是普通的輸入端。 大多數特殊功能均需占用PLC的I/O點

12、，當多種功能同時運用時，對I/O的占用須按一定順序進展優先權排隊。 FP1特殊功能優先權排隊從高到低依次為：高速計數器脈沖捕捉中斷輸入延時濾波 FP1還有一些其它的特殊控制功能，如強迫置位/復位控制功能、口令維護功能、固定掃描時間設定功能和時鐘日歷控制功能等 。第五章第五章 FP1 FP1的特殊功能的特殊功能及高級模塊及高級模塊 FP1的高級模塊主要有A/D、D/A轉換模塊和通訊模塊，由于普通都自帶CPU和存儲器，因此又稱為智能模塊。在工業控制中除了數字信號以外，還有大量的溫度、濕度、流量、壓力等延續變化的模擬信號，為了對這些過程變量進展監測和控制，必需首先將這些信號變換成規范的電信號，再轉換

13、成計算機可以接受的數字信號；然后根據監測到的運轉參數，進展相關的計算分析，確定控制措施，再將數字信號方式的控制信息，轉變成電信號，驅動有關的執行機構，完成控制過程。這些處置環節都是過程控制不可短少的重要組成部分。本節主要引見FP1的A/D和D/A單元的性能及其運用方法。 1. 1. 占用通道及編程方法占用通道及編程方法留意：留意：FP1FP1對對A/DA/D模塊讀取數據，每個掃描模塊讀取數據，每個掃描周期只進展一次。周期只進展一次。項目說明模擬輸入點數4通道/單元(CH0 CH3)模擬輸入范圍電壓0 5V和0 10V電流0 20mA分辨率1/1000總精度滿量程的1%響應時間2.5ms/通道輸

14、入阻抗電壓不小于1兆歐(0 5V和0 10V范圍內)電流250歐姆(0 20mA)絕對輸入范圍電壓+7.5V(0 5V)、+15V(0 10V)電流+30mA(0 20mA)數字輸出范圍K0 K1000(H0 H03E8)絕緣方式光耦合：端子與內部電路之間無絕緣：通道間連接方式端子板(M3.5螺絲) A/D轉換單元的輸入輸出特性 由上圖可見，不論是電壓輸入還是電流輸入，不論是滿程值5V還是10V，A/D轉換器轉換后的數字量對應的十進制數最大值均為K1000。這意味著該A/D轉換器輸出位數是10bit即210 1024K1000 A/D單元的每個通道有4個接線端：V、I、C和F.G.，此外，還有

15、一對電壓范圍選擇端子RANGE。其中，V是電壓輸入端，I是電流輸入端，C是公共端，F.G.是屏蔽接地端。左端擴展插座用于銜接FP1控制單元或擴展單元，右端插座用于銜接D/A轉換單元或I/O LINK單元。擴展槽(右側)銜接到FP1的D/A轉換單元或I/O LINK單元通道0到通道3的端子闡明： V：模擬電壓輸入端子 I：模擬電流輸入端子 C：公共端子F.G.：框架接地端子電源端子通道3電壓范圍選擇端子通道0通道1通道2DIN導軌安裝桿擴展槽(左側)銜接到FP1的控制單元或擴展單元電源指示燈A/D單元的面板布置圖 A/D單元的接線方法： 電壓輸入方式的接線如圖5-8所示。信號由V和C兩端輸入，屏

16、蔽外殼接F.G.端。當電壓范圍選擇端子RANGE間開路時，輸入模擬電壓范圍為0 5V；短路時，輸入模擬電壓范圍為0 10V。 電流輸入方式的接線如圖5-9所示。信號由I和C兩端輸入，將電壓輸入V和電流輸入I端子銜接在一同，屏蔽外殼接F.G.端。此時，需求將當電壓范圍選擇端子RANGE開路。屏蔽線輸入設備輸入設備屏蔽線 電壓輸入接線方式 電流輸入接線方式 當需對某信號進展監測，要求超限報警。這時可將該信號輸入到A/D，并用段比較指令將輸入信號與上、下限進展比較。程序如圖5-10所示。 圖5-10 A/D模塊信號監控舉例 假設將A/D模塊輸入范圍選在0 10V(即將RANGE短接)，并將需監測的信

17、號輸入CH0，那么執行該程序后可實現下面功能：設輸入信號上限為3.6V，即對應A/D內部十進制數為K360；輸入信號下限為3.4V，對應A/D內部十進制數為K340。當輸入信號在3.4V 3.6V之間時那么R900B常閉觸點斷開，故Y0OFF，報警燈不亮。假設信號超出此范圍那么R900B常閉觸點接通，故Y0ON，報警燈亮，從而實現對信號的監測。1. 1. 占用通道及編程方法占用通道及編程方法 FP1 FP1可擴展兩個可擴展兩個D/AD/A模塊，可用開關設定其模塊，可用開關設定其此格式進展編程。此格式進展編程。留意：留意：FP1FP1對對D/AD/A模塊寫入數據，每個掃描模塊寫入數據，每個掃描周

18、期只進展一次。周期只進展一次。項目說明模擬輸出點數2通道/單元(CH0 CH1)模擬輸出范圍電壓0 5V和0 10V電流0 20mA分辨率1/1000總精度滿量程的1%響應時間2.5ms/通道輸出阻抗不大于0.5歐姆(電壓輸出端)最大輸出電流20mA(電壓輸出端)允許負載電阻0 500歐姆(電流輸出端)數字輸出范圍K0 K1000(H0 H03E8)絕緣方式光耦合：端子與內部電路之間無絕緣：通道間連接方式端子板(M3.5螺絲) D/A轉換單元的輸入輸出特性 圖5-12是D/A單元的面板布置圖。D/A單元的每個輸出通道有5個端子，V+ 和V - 是模擬電壓輸出端，I + 和I - 是模擬電流輸出

19、端，而RANGE那么是電壓范圍選擇端。 當V- 端和RANGE端連在一同，再接入負載設備時，輸出電壓為0 10 V；RANGE端開路時，輸出電壓為0 5V。 負載設備直接接到模擬電流輸出端I+ 和I 上時，為電流輸出方式，輸出范圍0 20mA。 D/A轉換單元的面板布置圖擴展槽(右側)銜接到FP1的智能單元(A/D或D/A轉換單元) 或I/O LINK單元通道0和通道1的端子闡明： V+,V-：模擬電壓輸出端子RANGE：電壓范圍選擇端子 I+,I-：模擬電流輸出端子電源端子通道0通道1DIN導軌安裝桿擴展槽(左側)銜接到FP1的控制單元或擴展單元電源指示燈單元號選擇開關 電壓輸出接線方式 電

20、流輸出接線方式0 5V負載設備屏蔽線屏蔽線屏蔽線負載設備負載設備5 10V10 20mA A/D和D/A單元都需外部電源供電。直流供電電壓為24V，交流供電電壓為220V。 此外，在運用時還需求留意，同一個通道上電壓輸出和電流輸出不能同時運用，沒有運用的輸出端子應該開路。 三個模擬量信號分別從A/D模塊的CH0 CH2輸入，求平均值，再由D/A模塊No.1的CH1通道輸出。梯形圖如圖5-15所示。 A/D和D/A模塊運用舉例第五章第五章 FP1 FP1的特殊功能的特殊功能及高級模塊及高級模塊 集散式控制系統的關鍵技術之一是系統的通訊和互聯。可編程控制器作為一種高性能的工業現場控制安裝，已廣泛地

21、用于工業控制的各個領域。目前，工業自動控制對PLC的網絡通訊才干要求越來越高，PLC與上位機之間、PLC與PLC之間、PlC外圍設備之間都要可以進展數據共享和控制。 面對眾多消費廠家的各種類型PLC，它們各有優缺陷，可以滿足用戶的各種需求，但在形狀、組成、功能、編程等方面各不一樣，沒有一個一致的規范，各廠家制定的通訊協議也千差萬別，從而也呵斥PLC設備的通訊方式的種類的多樣性。 表表5-5 常用常用PLC設備的通訊方式設備的通訊方式 松下電工提供了6種(C-NET，F-Link，P-Link，H-Link，W-Link，FP以太網)功能強大的網絡方式，同時提供了假設干種與相應的網絡銜接方式有關

22、的通訊方式和鏈接單元，適宜于各種工業自動化網絡的不同需求。 1. 并行通訊與串行通訊 2. 同步通訊與異步通訊3. 波特率4. 單工、雙工通訊方式1) 單工通訊 2) 半雙工通訊(Half Duplex)3) 全雙工通訊(Full Duplex) FP1系列PLC進展數據交換時常采用RS232C、RS422、RS485三種串行通訊接口，相關的鏈接單元也有三種，均為串行通訊方式。 I/O LINK單元是用于FP1和FP3/FP5等大中型PLC之間進展I/O信息交換的接口(1個RS485接口和2個擴展插座)； C-NET適配器是RS485 RS422/RS232C信號轉換器(1個RS485、1個R

23、S422、1個RS232C接口)，用于PLC與計算機之間的數據通訊； S1型C-NET適配器是RS485 RS422信號轉換器(1個RS485、1個RS422接口)，用于C-NET適配器和FP1控制單元之間的通訊。 FP1控制單元RS232C端口計算機FP1控制單元計算機RS422/232C適配器編程工具插座(RS422端口)RS422RS232C 直接經過RS232口進展串行通訊 經過適配器進展通訊 C-NET適配器規范型C-NET適配器S1型C-NET適配器S1型FP1控制單元FP1控制單元條碼判讀器計算機最多可銜接32臺FP11:N的通訊方式 主站FP3或FP5從站從單元主單元FP1控制單元FP1 I/OLINK單元FP3或FP5FP1 I/O終端板FP1 I/O終端單元雙絞線FP1與FP3/5的通訊 FP1的相關外圍設備有：智能終端I.O.P.，條形碼判讀器、EPROM寫入器和打印機等。這些外圍設備均設有RS232串行通訊口，可以方便地實現與FP1的通訊。 四、四、PLC與觸摸屏之間的通訊與觸摸屏之間的通訊 工業觸摸屏(簡稱GP)是常與 PLC配套運用的設備，它是取代傳統控制面板和鍵盤的智能操作顯示器，用于設置參數、顯示數據，以動畫等方式描畫自動化控制過程，被稱為可編程序控制器的臉面。PLC與GP配套運用，一方面擴展了PLC的功能，使其可