第十一章 PLC用于模拟量和位置控制 一、模拟量控制 模拟量输入/输出单元 A/D转换、D/A转换 二、位置控制 脉冲输出单元 运动控制模块

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： 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：

◇ A/D转换、D/A转换 如：12位数字量（0-4095）→ 4-20mA 2047 对应的转换结果： 12mA 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）→ 4-20mA 2047 对应的转换结果： 12mA

◇ A/D转换（A/D、AI）的作用 检测仪表 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： Pt100 Cu50 热电偶 …… 模数转换 (A/D、AI) 现场仪表模拟信号 4～20mA 0～10mA 1～5VDC mV、Ω …… 端口 (地址) 数字信号 0～4095 0～1023 …… CPU 数字信号 0～4095 0～1023 …… 工程化转换 工程量 0～100℃ ?～??kPa …… 软件实现 硬件滤波 如：RC滤波 软件滤波 如：中值滤波 软件RC滤波 ……

A/D组成： 一般是由多路转换开关、前置放大器、采样保持器、ADC（Analog to Digital Converter）等组成 内、外 补偿 多路 转换 ADC 光电 隔离 数据 驱动 锁存 总线 控制单元 控制 输入信号1 输入信号n A/D转换通常有二种方式：① 逐次比较型 ② 双积分型

1．模拟量输入模块FX-4AD 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。

2．温度传感器模拟量输入模块FX-2AD-PT FX-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。

3．热电偶温度传感器模拟量输入模块 FX-4AD-TC FX-4AD-TC是4通道热电偶温度传感器模拟量输入模块。

◇ D/A转换（D/A、AO）的作用 执行器控制信号 4～20mA 0～10mA 1～5VDC 0～10VDC …… 数模转换 调节阀 变频器 …… 端口 (地址) 数字信号 0～4095 0～1023 …… 数字信号 0～4095 0～1023 …… 工程化反变换 CPU 工程量 0～100％ …… 软件实现

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。

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。

◇ 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。

◇ 脉冲输出单元 2．脉冲输出模块FX-1PG（FX2、FX2C用） 3．脉冲输出单元FX-1GM（FX2、FX2C用） ◇ 脉冲输出单元 1．点位控制的脉冲输出单元F2-30GM 2．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-20GM

1．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。

F2-30GM应用系统方框图

2．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。

3．脉冲输出单元FX-1GM（FX2、FX2C用） 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。

4．2轴定位单元FX-20GM FX-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。

1．角位控制开关F2-32-RM-SET 2．A系列的运动控制模块 （1）位置控制功能模块AD71和AD72 ◇ 运动控制模块 1．角位控制开关F2-32-RM-SET 2．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

1．角位控制开关F2-32-RM-SET F2-32RM-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。

2．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。

位置控制功能模块AD72的工作原理框图：

2．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。

A73CPU位置控制系统原理图

作业布置： 练习册：

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