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1、第五章第五章 FP1的特殊功能的特殊功能及高级模块及高级模块 第一节第一节 FP1FP1的特殊功能的特殊功能 一、脉冲输出一、脉冲输出图5-1 脉冲输出进行位置控制示意图 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。二、高速计数功能（二、高速计数功能（HSCHSC）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
2、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。1.1.1.1.占用的输入端子占用的输入端子占用的输入端子占用的输入端子 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。2.2.2.2.输入模式及设置输入模式及设置输入模式及设置输入模式及设置 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)两相输入方式图5-2 四种计数模式的脉冲波形示意图3 3 3 3与与与与HSCHSCHSCHSC相关的寄存器相关的寄存器相关的寄存器相
3、关的寄存器 表表5-1 系统寄存器系统寄存器No.400控制字说明控制字说明设定值功 能输入模式X0X1X2H1双相输入双相输入方式H2双相输入复位H3加计数加计数方式H4加计数复位H5减计数减计数方式H6减计数复位H7加计数减计数加/减计数方式H8加计数减计数复位H0HSC功能未用不工作(默认模式)4 4 4 4高速计数功能指令高速计数功能指令高速计数功能指令高速计数功能指令 1)高速计数器的控制指令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。2)高速计数器经过值的读写指令
4、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
5、式 b)波形工作方式5)凸轮控制指令凸轮控制指令 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、可调输入延时滤波三、可调输入延时滤波 图中，t1为干扰脉冲，小于延时时间t，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。图5-4 输入信号延时滤波示意图 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
6、：表表5-2 时间常数与对应延时时间关系时间常数与对应延时时间关系 系统寄存器No.404 407用于预先存放设置的时间常数，与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。时间常数(BCD码)01234567延时时间(ms)1248163264128四、输入窄脉冲捕捉四、输入窄脉冲捕捉 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
7、新结束，这样PLC就能响应此脉冲。图5-5 脉冲捕捉示意图 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。输入端子与系统寄存器No.402的位对应关系如下所示：输入端X0 X7分别与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。五、特殊功能占用输入端优先权排队五、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：高速计数器高速计
8、数器脉冲捕捉脉冲捕捉中断中断输入延时滤波输入延时滤波 六、其他功能六、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 第五章第五章 FP1的特殊功能的特殊功能及高级模块及高级模块 第二节第二节 FP1FP1的高级模块的高级模块一、一、A/DA/D转换模块转换模块1.1.1.1.占用通道及编程方法占用通道及编程方法占用通道及编程方法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：CH0CH0：WX9(X90 X9F)CH1WX9(X90 X9F)CH1：WX10(X100 X10F)WX10(X1
9、00 X10F)CH2 CH2：WX11(X110 X11F)CH3WX11(X110 X11F)CH3：WX12(X120 X12F)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/D2.A/D2.A/D2.A/D的技术参数的技术参数的技术
10、参数的技术参数 项目说明模拟输入点数4通道/单元(CH0 CH3)模拟输入范围电压0 5V和0 10V电流0 20mA分辨率1/1000总精度满量程的1%响应时间2.5ms/通道输入阻抗电压不小于1兆欧(0 5V和0 10V范围内)电流250欧姆(0 20mA)绝对输入范围电压+7.5V(0 5V)、+15V(0 10V)电流+30mA(0 20mA)数字输出范围K0 K1000(H0 H03E8)绝缘方式光耦合：端子与内部电路之间无绝缘：通道间连接方式端子板(M3.5螺丝)图5-6 A/D转换单元的输入输出特性3.A/D3.A/D3.A/D3.A/D转换单元的面板布置及接线方法转换单元的面板
11、布置及接线方法转换单元的面板布置及接线方法转换单元的面板布置及接线方法 扩展槽(右侧)连接到FP1的D/A转换单元或I/O LINK单元通道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.：框架接地端子电源端子通道3电压范围选择端子通道0通道1通道2DIN导轨安装杆扩展槽(左侧)连接到FP1的控制单元或扩展单元电源指示灯图5-7 A/D单元的面板布置图 屏蔽线输入设备输入设备屏蔽线图5-8 电压输入接线方式 图5-9 电流输入接线方式 4.4.4.4.应用举例应用举例应用举例应用举例 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
12、较指令将输入信号与上、下限进行比较。程序如图5-10所示。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Y0OFF，报警灯不亮。若信号超出此范围则R900B常闭触点接通，故Y0ON，报警灯亮，从而实现对信号的监测。二、二、D/AD/A转换模块转换模块1.1.1.1.占用通道及编程方法占用通道及编程方法占用通
13、道及编程方法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：CH0CH0：WY9(Y90 Y9F)CH1WY9(Y90 Y9F)CH1：WY10(Y100 Y10F)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：CH0CH0：WY11(Y110 Y11F)CH1WY11(Y110 Y11F)CH1：WY12(Y120 Y12F)WY12(Y120 Y12F)D/A转换的编程也可用指令F0实现，如 F0
14、 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/A2.D/A2.D/A2.D/A的技术参数的技术参数的技术参数的技术参数 项目说明模拟输出点数2通道/单元(CH0 CH1)模拟输出范围电压0 5V和0 10V电流0 20mA分辨率1/1000总精度满量程的1%响应时间2.5ms/通道输出阻抗不大于0.5欧姆(电压输出端)最大输出电流20mA(电压输出端)允许负载电阻0 500欧姆(电流输出端)数字输出范围K0 K10
15、00(H0 H03E8)绝缘方式光耦合：端子与内部电路之间无绝缘：通道间连接方式端子板(M3.5螺丝)图5-11 D/A转换单元的输入输出特性 3.D/A3.D/A3.D/A3.D/A转换单元的面板布置及接线方法转换单元的面板布置及接线方法转换单元的面板布置及接线方法转换单元的面板布置及接线方法 图5-12 D/A转换单元的面板布置图扩展槽(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端子通道0通道1DIN导轨安装杆扩展槽(左侧)连接到FP1的控制
16、单元或扩展单元电源指示灯单元号选择开关图5-13 电压输出接线方式 图5-14 电流输出接线方式0 5V负载设备屏蔽线屏蔽线屏蔽线负载设备负载设备5 10V10 20mA4.4.4.4.应用举例应用举例应用举例应用举例 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。图5-15 A/D和D/A模块应用举例第五章第五章 FP1的特殊功能的特殊功能及高级模块及高级模块 第三节第三节 FP1FP1的通讯功能的通讯功能 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
17、，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、二、FP1FP1的通讯接口的通讯接口 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 LINKI/O LINK单元单元是用于FP1和F
18、P3/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-NETC-NET适配器适配器是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；S1S1型型C-NETC-NET适配器适配器是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 1RS232CRS232C通信接口通信接口 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 2RS422RS422通信接
19、口通信接口 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 3RS485RS485通信接口通信接口 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、通讯方式三、通讯方式1 1 1 1FP1FP1FP1FP1与计算机与计算机与计算机与计算机(PC)(PC)(PC)(PC)之间的通讯之间的通讯之间的通讯之间的通讯 一般地，一台计算机与一台FP1之间的通讯称1:1
20、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。FP1控制单元RS232C端口计算机FP1控制单元计算机RS422/232C适配器编程工具插座(RS422端口)RS422RS232C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 C-NET适配器标准型C-NET适配器S1型C-NET适配器S1型FP1控制单元FP1控制单元条码判读器计算机最多可连接32台FP1图5-19 1:N通讯方式
21、 2 2 2 2FP1FP1FP1FP1与与与与FP3/5FP3/5FP3/5FP3/5的通讯的通讯的通讯的通讯 主站FP3或FP5从站从单元主单元FP1控制单元FP1 I/OLINK单元FP3或FP5FP1 I/O终端板FP1 I/O终端单元双绞线图5-20 FP1与FP3/5的通讯3 3 3 3FP1FP1FP1FP1和外围设备之间的通信和外围设备之间的通信和外围设备之间的通信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、专用通信协议四、专用通信协议ME
22、WTOCOLMEWTOCOL 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：pp MEWTOCOL-COMMEWTOCOL-COM：计算机与PLC之间的命令通信协议；pp MEWTOCOL-DATAMEWTOCOL-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。第五章结束第五章结束哈尔滨理工大学哈尔滨理工大学电气与电子工程学院电气与电子工程学院电气技术教研室电气技术教研室2003年年3月月24日日