18. Moduł AIO
18.1. Analogowy moduł wejściowy FBs-6AD
FBs-6AD jest jednym z analogowych modułów wejściowych stosowanych w PLC FATEK serii FBs. Moduł ten jest wyposażony w 6-kanałowe wejście A/C o rozdzielczości efektywnej 12 lub 14 bitów. Moduł, bazując na różnych ustawieniach zworki, może dokonywać pomiarów sygnałów prądowych i napięciowych. Odczyt jest reprezentowany przez 14-bitową wartość niezależnie od tego, czy efektywna rozdzielczość jest ustawiona na 12, czy 14 bitów. Moduł jest wyposażony także w funkcję umożliwiającą przefiltrowanie zakłóceń sygnału.
18.1.1. Charakterystyki FBs-6AD
18.1.2. Procedura stosowania modułu FBs-6AD
18.1.3. Alokacja adresu wejść analogowych FBs-PLC
Adresowanie we / wy na wejściach FBs-6AD rozpoczyna się od modułu znajdującego się najbliżej jednostki głównej. Wejścia są numerowane jako CH0～CH5 (pierwszy moduł), CH6～CH11 (drugi moduł), CH12～CH17 (trzeci moduł)…… i są zwiększane o aktualną wartość, tj. dla każdego modułu wartość zwiększa się o 6, co daje całkowitą ilość 64 wejść CH0～CH63 odpowiadającą ilości wszystkich wewnętrznych rejestrów analogowych PLC (nazywanych rejestrami IR) R3840～R3903. Po podłączeniu FBs-6AD do interfejsu rozszerzeń PLC FBs-PLC automatycznie wykryje ilość punktów AD. Po podłączeniu do PLC WinProladder automatycznie wykryje i obliczy ilość rejestrów wejściowych w systemie. W celu odnalezienia odpowiedniego adresu we / wy każdego modułu rozszerzeń i ułatwienia sobie programowania, użytkownicy mogą skorzystać z funkcji konfiguracji liczby modułów we / wy dostępnej w WinProladder.
18.1.4. Opis sprzętu FBs-6AD
1 Złącze wejściowe zasilania zewnętrznego： Zasilanie obwodu analogowego FBs-6AD. Wartość napięcia 24VDC±20%; moc co najmniej 4W.
2 Ochronne złącze uziemiające：Połączyć z ekranem kabla sygnałowego.
3 Kabel wejścia rozszerzeń： Połączyć z przednim modułem rozszerzeń lub złączem rozszerzeń jednostki głównej.
4 Złącze wyjścia rozszerzeń：Stanowi połączenie kolejnej jednostki rozszerzeń.
5 Wskaźnik zasilania： Wskazuje, czy wartość zasilania obwodu analogowego i zewnętrznego źródła wejściowego jest normalna.
6 Uziemienie： Na ogół nie jest wymagane żadne połączenie, oprócz sytuacji, w której wartość sygnału w trybie wspólnym jest zbyt wysoka. Szczegóły w przykładach.
7～12：Złącze wejściowe CH0～CH5.
18.1.4.1. Ustawienia zworek w FBs-6AD
1. Wybór formatu kodu wejściowego(JP1)
Użytkownicy mogą wybierać pomiędzy kodami uni- i bipolarnymi. Zakres kodów unipolarnych i bipolarnych wynosi odpowiednio 0~16383 i –8192~8191. Na przykład jeżeli typ sygnału wejściowego zostanie ustawiony na -10V~ +10V, unipolarnym kodem odpowiadającym danemu wejściu będzie 8192, natomiast bipolarnym kodem dla wejścia 0V będzie 0. Jeżeli napięcie na wejściu wynosi 10V, unipolarnym kodem odpowiadającym wejściu jest 16383, natomiast bipolarnym 8191. Na ogół format kodu wejściowego jest wybierany na podstawie formy sygnałów wejściowych; tj. kody unipolarne dla unipolarnych sygnałów wejściowych. Dzięki temu korelacje stają się bardziej heurystyczne. Jeżeli nie ma potrzeby przeprowadzania konwersji za pomocą funkcji FUN33, nie należy wybierać bipolarnych kodów dla unipolarnych sygnałów wejściowych (szczegóły w opisie FUN33). Format kodów wejściowych dla wszystkich kanałów jest wybierany za pomocą zworki JP1. Opis lokalizacji zworki JP1 przedstawiony jest w poniższej tabeli:
2.Ustawienie formy sygnału wejściowego (JP2 I JP3)
Użytkownicy mogą ustawiać formę sygnału (napięciowy / prądowy) dla poszczególnych kanałów. Polaryzacja i amplituda są standardowe. Ustawienia zworek przedstawione są w tabeli poniżej:
Zworki JP2 i JP3 są wspólne dla kanałów CH0~CH5. Dlatego też wszystkie te kanały muszą być tego samego typu spośród czterech typów wymienionych z powyższej tabeli. Jedynie typ prądowy/napięciowy może być ustawiany dowolnie:
3.Ustawienie typu napięciowego lub prądowego(JP4~JP9)
＊Domyślne ustawienia analogowego modułu wejściowego 6AD są następujące：
Format kodu wejściowego à Bipolarny (-8192~+8191)
Typ i zakres sygnału wejściowego à Bipolarny (-10V ~ +10V)
W przypadku zastosowań wymagających ustawień innych niż domyślne użytkownik powinien zmodyfikować położenie zworek według powyższych tabel. Oprócz ustawienia zworek należy także przeprowadzić konfigurację wszystkich modułów w programie WinProladder.
18.1.5. Schemat obwodu wejściowego FBs-6AD
18.1.6. Charakterystyki wejść FBs-6AD i ustawienia zworek
Użytkownicy mogą wybierać zakresy wejściowe FBs-6AD na podstawie wyżej opisanych zworek, tj. V/I, U/B (kody we / wy), U/B (forma sygnału), 5V/10V, itp. Różne formy wejściowe można ustawiać za pomocą krzywej konwersji i różnych ustawień V/I (wejście napięciowe/prądowe). Szczegóły dotyczące ustawień V/I zostały opisane w rozdziale 18.1.4:
Schemat 1: Sygnał bipolarny 10 V( 20 mA)
14-bitowy format wejścia
12-bitowy format wejścia
Schemat 2: Sygnał bipolarny 5V (10 mA)
14-bitowy format wejścia
12-bitowy format wejścia
Schemat 3: Sygnał unipolarny 10V (20 mA )
14-bitowy format wejścia
12-bitowy format wejścia
Schemat 4: Sygnał unipolarny 5V( 10mA )
14-bitowy format wejścia
12-bitowy format wejścia
18.1.7. Konfiguracja wejścia analogowego
Wartość odczytu wejścia analogowego w PLC serii FBs jest reprezentowana przez 3 rodzaje formatów danych. Formaty są zgodne z zewnętrznymi wyjściami analogowymi. Przy odczycie stosowana jest metoda uśredniania pozwalająca na odsunięcie wartości odczytu od zakłóceń lub niestabilnego pierwotnego sygnału analogowego.
WinProladder jest wyposażony w przyjazny użytkownikowi interfejs umożliwiający konfigurację wejścia analogowego. Konfigurowane wartości to: „format danych wejścia analogowego”, „istotne bity” i „liczba uśrednień”.
Procedury konfiguracji wejść analogowych za pomocą WinProladder:
Kliknąć „I/O Configuration” w menu Project okna głównego programu :
● Jeżeli jednostka główna FBs jest połączona z modułem rozszerzeń AD, nastąpi automatyczne wykrycie i przydzielenie zasobów systemu (IR).
Opis ekranu konfiguracji：
● AI Data Format : Wszystkie wejścia analogowe mogą być ustawione na format danych o rozdzielczości 12 bitów lub 14 bitów.
● AI Modules : W tym oknie wyświetlane są informacje dotyczące zainstalowanych analogowych modułów wejściowych. Kliknięcie wybranego modułu spowoduje wyświetlenie się w oknie ustawień istotnych bitów i liczby uśrednień.
● AI Setup : Po ustawieniu formatu danych o rozdzielczości 12 bitów dla każdego kanału wejścia analogowego można będzie ustawić liczbę uśrednień. Po ustawieniu formatu danych o rozdzielczości 14 bitów dla każdego kanału wejścia analogowego można będzie ustawić istotne bity oraz liczbę uśrednień.
Opcja „AI Data Format”
● 12-bitowa rozdzielczość z reprezentacją znaku (-2048～2047)：
＊B11 = 0--------- Dodatnia wartość odczytu
1--------- Ujemna wartość odczytu
＊B15～B12 = B11
● 12-bitowa rozdzielczość bez reprezentacji znaku (0～4095)：
● 14-bitowa i 12-bitowa rozdzielczość z reprezentacją znaku (-8192～8188)：
＊B13 = 0--------- Dodatnia wartość odczytu
1--------- Ujemna wartość odczytu
＊B15～B14= B13 ; B1～B0= 0
＊W tym formacie danych wartość zmieni się 4 razy, ponieważ B1 i B0 są ustawione na 0.
● 14-bitowa i 12-bitowa rozdzielczość bez reprezentacji znaku (0～16380)：
＊W tym formacie danych wartość zmieni się 4 razy, ponieważ B1 i B0 są ustawione na 0.
● 14-bitowa rozdzielczość z reprezentacją znaku (-8192～8191)：
＊B13 = 0--------- Dodatnia wartość odczytu
1--------- Ujemna wartość odczytu
＊B15～B14= B13
● 14-bitowa rozdzielczość bez reprezentacji znaku (0～16383)：
Powiązane rejestry do konfiguracji AI
Ta instrukcja przeznaczona jest dla użytkowników HMI lub SCADA, ponieważ mogą one realizować modyfikacje za pomocą rejestrów. Może ona zostać pominięta przez użytkowników WinProladder. Po skonfigurowaniu formatu wejścia analogowego za pomocą WinProladder wartości rejestrów zostaną ustawione.
※ Domyślną rozdzielczością dla formatu danych Al jest 14 bitów, istotną 12 bitów, a liczbą uśrednień jest 1.
※ Liczbę uśrednień można ustawiać w zakresie 1～16.
Dla rozdzielczości 12 bitów domyślną liczbą uśrednień jest 1.
Dla rozdzielczości 14 bitów domyślną liczbą uśrednień jest 8.
18.1.8. Wejście w trybie PRZESUNIĘCIA
W trybie przesunięcia (na przykład dla wejścia 4～20mA), użytkownik może ustawić zakres wejścia A/C na 0～20mA, przekonwertować wartość wewnętrznego rejestru na unipolarną (0～16383), zmniejszyć przesunięcie (4mA) (16383x4/20=3276), ustawić maksymalną wartość wejścia (20mA) i maksymalny zakres (4mA～20mA). W ten sposób można przeprowadzić konwersję wejścia w trybie przesunięcia w zakresie 4mA～20mA (co odpowiada 0～16383). Procedura jest następująca:
a. Ustawić zakres wejściowy A/C w module z wejściem analogowym na 0～20mA.
b. Dodać wartość wewnętrznego rejestru (R3840～R3903) do ＊8192, a następnie zapisać ją w rejestrze Rn (wartość Rn wynosi 0～16383).
c. Odjąć 3276 (16383x 
) od wartości w rejestrze Rn i zapisać wynik z powrotem w Rn; jeżeli wartość jest ujemna, należy wyzerować zawartość Rn (zakres wartości Rn wynosi 0～13107).
d. Pomnożyć wartość Rn przez 20 i podzielić przez 16 (Rn x 
); wartość wejścia 4mA～20mA zostanie przekonwertowana na zakres 0～16383.
e. Dodać elementy a～d za pomocą następującego równania：
Wartość konwersji w trybie przesunięcia =〔IR+8192(lub 0) -（16383´ ）〕´；wartość wynosi 0～16383
※ Dotyczy trybu przesunięcia dla 4～20 mA; zamiast powyższego procesu można zastosować FUN32, jednakże przy innym trybie przesunięcia należy zastosować się do powyższego procesu.
＊uwaga : Krok b „dodanie 8192” dotyczy ustawień kodu wejściowego w trybie bipolarnym ( zworka JP1 w pozycji B). W przypadku trybu unipolarnego (zworka JP1 w pozycji U), krok b można pominąć.
Odczyt konwersji liniowej (FUN33) na 4 ~ 20 mA w trybie PRZESUNIĘCIA
Oprócz powyższych matematycznych metod oraz FUN32, do odczytu parametrów konwersji na wejściu 4~20mA można także wykorzystać instrukcję konwersji liniowej (FUN33). Warunkiem jest wersja OS 4.08 lub nowsza
Wyniki konwersji:
18.2. Analogowy moduł wyjściowy FBs-4DA/2DA
FBs-4DA i FBs-2DA są dwoma analogowymi modułami wyjściowymi stosowanymi w PLC FATEK serii FBs. Są one wyposażone odpowiednio w 4- i 2-kanałowe wyjście C/A o rozdzielczości 14 bitów. Moduł, bazując na różnych ustawieniach zworki, może generować różne sygnały prądowe lub napięciowe. Kod wyjściowy może być skonfigurowany jako unipolarny lub bipolarny, co sprawia, że relacja pomiędzy kodem wyjściowym a rzeczywistym sygnałem jest bardziej intuicyjna. Ze względów bezpieczeństwa, w przypadku przerwy w obsłudze modułu przez CPU trwającej 0.5 sekundy, sygnał wyjściowy zostanie automatycznie wyzerowany (0V lub 0mA).
18.2.1. Charakterystyki FBs-4DA/2DA
18.2.2. Procedura stosowania analogowego modułu wyjściowego FBs-4DA/2DA
18.2.3. Alokacja adresu wyjść analogowych FBs-PLC
FBs-4DA/2DA wyposażony jest w 4 punkty wyjściowe (4DA) lub 2 punkty wyjściowe (2DA). Adresowanie we / wy na wyjściach rozpoczyna się od modułu znajdującego się najbliżej jednostki głównej. Moduły są numerowane jako CH0～CH1 (pierwszy moduł), CH2～CH3 (drugi moduł), CH4～CH5 (trzeci moduł)…… i są zwiększane o aktualną wartość, co daje całkowitą ilość 64 wejść odpowiadającą ilości wszystkich wewnętrznych rejestrów analogowych (nazywanych rejestrami OR) R3904～R3967. Po rozszerzeniu modułów FBs-DA za pomocą interfejsu rozszerzeń jednostka główna automatycznie wykryje ilość wyjść i wyśle wartość do odpowiednich wejść w modułach cyfrowo-analogowych. W poniższej tabeli zostały wyszczególnione rejestry wyjściowe OR (R3904～R3967) odpowiadające analogowym wyjściom rozszerzeń (CH0～CH63). Po podłączeniu do PLC WinProladder automatycznie wykryje i obliczy ilość rejestrów wyjściowych w systemie. W celu odnalezienia odpowiedniego adresu we / wy każdego modułu rozszerzeń i ułatwienia sobie programowania użytkownicy mogą skorzystać z funkcji konfiguracji ilości modułów we / wy dostępnej w WinProladder.
Alokacja we/wy FBs-2DA
＊ ＊------------ Wyjście z kodem unipolarnym (0～16383), B14, B15 = 00
Wyjście z kodem bipolarnym (-8192～8191), B14, B15 =
Alokacja we/wy FBs-4DA
18.2.4. Opis sprzętu FBs-2DA/4DA
1 Złącze wejściowe zasilania zewnętrznego： Zasilanie obwodu analogowego modułu. Wartość napięcia 24VDC±20%; moc co najmniej 4W.
2 Ochronne złącze uziemiające：Połączyć z ekranem kabla sygnałowego.
3 Kabel wejścia rozszerzeń：Połączyć z przednim modułem rozszerzeń lub złączem rozszerzeń jednostki głównej.
4 Złącze wyjścia rozszerzeń：Stanowi połączenie kolejnej jednostki rozszerzeń.
5 Wskaźnik zasilania：Wskazuje, czy wartość zasilania obwodu analogowego i zewnętrznego źródła wejściowego jest normalna.
6 Uziemienie：Na ogół nie jest wymagane żadne połączenie, oprócz sytuacji, w której wartość sygnału w trybie wspólnym jest zbyt wysoka. Szczegóły w przykładach.
7、8：Złącze wyjściowe CH0～CH1.
9、10：Złącze wyjściowe CH2～CH3.
18.2.4.1. Ustawienia zworek w FBs-4DA/2DA
Wybór formatu kodu wejściowego (JP1)
Użytkownicy mogą wybierać pomiędzy kodami uni- i bipolarnymi. Dwie skrajne wartości tych formatów odnoszą się odpowiednio do najmniejszej i największej wartości sygnału wyjściowego (patrz poniższa tabela). Na ogół format kodu wejściowego jest wybierany na podstawie formy sygnałów wyjściowych; tj. kody unipolarne dla unipolarnych sygnałów wyjściowych i kody bipolarne dla bipolarnych sygnałów wyjściowych. Dzięki temu korelacje stają się bardziej heurystyczne. Format kodów wyjściowych dla wszystkich kanałów jest wybierany za pomocą zworki JP1. W przypadku, gdy oba rodzaje kodów są wykorzystywane w różnych kanałach, wybór kodu unipolarnego lub bipolarnego zależy od wyboru użytkownika. Opis lokalizacji zworki JP1 przedstawiony jest w poniższej tabeli:
Ustawienie formy sygnału wyjściowego (JPA i JPB)
Użytkownicy mogą ustawiać formę sygnału (napięciowy / prądowy) dla poszczególnych kanałów. Polaryzacja i amplituda są standardowe
18.2.5. Schemat odwodu wyjściowego FBs-4DA/2DA
18.2.6. Charakterystyka wejść FBs-4DA/2DA i ustawienia zworek
Użytkownicy mogą wybierać zakresy wyjściowe FBs-4DA/2DA na podstawie wyżej opisanych zworek, tj. V/I, U/B (kody we / wy), U/B (forma sygnału), 5V/10V, itp. Poniżej zostały przedstawione charakterystyki konwersji sygnałów wyjściowych. Różne formy wyjściowe można ustawiać za pomocą krzywej konwersji i różnych ustawień V/I (wyjście napięciowe/prądowe). Szczegóły dotyczące ustawień V/I zostały opisane w rozdziale 18.2.4:
Schemat 1 : Sygnał bipolarny 10V (20mA)
Schemat 2 : Sygnał bipolarny 5V (10 mA)
Schemat 3: Sygnał unipolarny 10V (20mA)
Schemat 2 : Sygnał unipolarny 5V (10mA)
18.2.7. Wyjście w trybie PRZESUNIĘCIA
Do odczytu parametrów konwersji na wejściu 4~20mA można także wykorzystać instrukcję konwersji liniowej (FUN33). Warunkiem jest wersja OS 4.08 lub nowsza.
Wynik konwersji:
18.3. Analogowy moduł we/wy FBs-4A2D
FBs-4A2D jest jednym z analogowych modułów we / wy stosowanych w PLC FATEK serii FBs. Jest on wyposażony w 2-kanałowe wyjście C/A o rozdzielczości 14 bitów. Moduł, bazując na różnych ustawieniach zworki, może generować różne sygnały prądowe lub napięciowe. Kod wyjściowy może być skonfigurowany jako unipolarny lub bipolarny, co sprawia, że relacja pomiędzy kodem wyjściowym a rzeczywistym sygnałem jest bardziej intuicyjna. Ze względów bezpieczeństwa, w przypadku przerwy w obsłudze modułu przez CPU trwającej powyżej 0.5 sekundy, sygnał wyjściowy zostanie automatycznie wyzerowany (0V lub 0mA)
W przypadku wejścia analogowego moduł jest wyposażony w 4-kanałowe wejście A/C o efektywnej rozdzielczości 12 lub 14 bitów. Moduł, bazując na różnych ustawieniach zworki, może dokonywać pomiarów różnych sygnałów prądowych lub napięciowych. Odczyt jest reprezentowany przez 14-bitową wartość niezależnie od tego, czy efektywna rozdzielczość jest ustawiona na 12 czy 14 bitów. Kod wyjściowy może być skonfigurowany jako unipolarny lub bipolarny, co sprawia, że relacja pomiędzy kodem wyjściowym a rzeczywistym sygnałem jest bardziej intuicyjna. Moduł jest wyposażony także w funkcję umożliwiającą przefiltrowanie zakłóceń sygnału.
18.3.1. Charakterystyki FBs-4A2D
Charakterystyki wyjścia analogowego
Charakterystyki wejścia analogowego
Charakterystyki ogólne
18.3.2. Procedura stosowania analogowego modułu we/wy FBs-4A2D
18.3.3. Alokacja adresów wejść/wyjść analogowych FBs-PLC
FBs-4A2D wyposażony jest w 4 punkty wyjściowe (4DA) lub 2 punkty wyjściowe (2DA). Adresowanie rozpoczyna się od modułu znajdującego się najbliżej jednostki głównej. Moduły są numerowane jako CH0～3 (pierwszy moduł), CH4～CH7 (drugi moduł), CH8～CH11 (trzeci moduł)…… i są zwiększane o aktualną wartość, co daje całkowitą ilość 64 punktów (CH0~CH63) odpowiadającą maksymalnej ilości rejestrów wejściowych w PLC (R3840~R3903). Numery punktów cyfrowo-analogowych, licząc od punktu znajdującego się najbliżej PLC, rozpoczynają się od CH0 i kończą na CH63. Zatem całkowita ilość punktów wynosi 64, co odpowiada maksymalnej ilości rejestrów wyjściowych w PLC (R3904~R3967). Po podłączeniu FBs-4A2D do interfejsu rozszerzeń PLC jednostka główna automatycznie wykryje ilość punktów AD/DA. Po podłączeniu do PLC WinProladder automatycznie wykryje i obliczy ilość rejestrów wyjściowych / wejściowych w systemie. W celu odnalezienia odpowiedniego adresu we / wy każdego modułu rozszerzeń i ułatwienia sobie programowania użytkownicy mogą skorzystać z funkcji konfiguracji ilości modułów we / wy dostępnej w WinProladder (więcej w rozdziale 12.6, Konfiguracja ilości we / wy, Instrukcja obsługi WinProladder)
Alokacja adresu w FBs-4A2D (Wyjście analogowe)
＊ ＊------------ Wyjście z kodem unipolarnym (0～16383), B14, B15 = 00
Wyjście z kodem bipolarnym (-8192～8191), B14, B15 = B13