4.4.4 工件移动速度的模拟量控制的编程与调试
1.任务引入
通过PLC编程控制FX0N-3A模拟量模块的输出模拟电压值，来改变变频器的运行速度，从而实现电动机速度的PLC程序控制方式，完成本项目任务4.3的分拣要求，其他控制要求与本项目任务4.3相同。要求变频器运行速度的改变通过PLC程序控制，同时PLC程序能够监控到变频器的当前运行频率。
2.任务目标
1）知识目标
（1）了解特殊功能模块FX0N-3A的输入和输出特性。
（2）掌握模拟输入和输出的接线原理。
2）技能目标
（1）能够按照模拟输入和输出的接线原理图进行接线。
（2）能够进行工件偏置与增益的调节。
3）素养目标
3.任务分析
变频器运行速度控制方式有面板控制、端子多段速控制、端子模拟量控制。在端子模拟量控制方式中，可以通过电位器实现对变频器的模拟量调速。用电位器手动调节变频器的运行速度在原理上是可行的，但是实际生产现场并不容许采用这种操作方式，那么如何使用PLC产生控制频率的电压呢？在智能生产线实训装置上，使用了FX0N-3A模拟量模块，该模块与PLC主单元连接。
4.相关知识
1）特殊功能模块FX0N-3A的输入和输出特性
FX0N-3A是具有两路输入通道和一路输出通道、最大分辨率为8位的模拟量I/O模块。模拟量输入和输出方式均可以选择电压或电流，一般取决于用户接线方式。在出厂时，模块的输入特性如图4-41（a）所示。直流0～10 V输入对应0～250范围，如果把FX0N-3A用于电流输入或非0～10 V的电压输入，则需要重新调整输入偏置和增益。出厂时的输出特性为直流0～10 V，输出选择了0～250范围，如图4-41（b）所示，如果把FX0N-3A用于电流输出或非0～10 V的电压输出，则需要重新调整输出偏置和增益。
图4-41 FX0N-3A的输入和输出特性
（a）输入特性；（b）输出特性
注意：FX0N-3A不允许两个通道有不同的输入特性，其他参数请参考FX0N-3A的使用说明书。
FX0N-3A的电源来自PLC主单元的内部电路，在扩展母线上占用8个I/O点（输入或输出）。
2）FX0N-3A的电气接线
模拟输入和输出的接线原理分别如图4-42和图4-43所示。接线时要注意，使用电流输入方式时，端子“VIN”与“IIN”应短接；反之，使用电流输出方式时，不要短接“VOUT”和“IOUT”端子。
图4-42 模拟输入的接线原理
（a）电压输入方式；（b）电流输入方式
图4-43 模拟输出的接线原理
（a）电压输出方式；（b）电流输出方式
如果电压输入和输出方面出现较大的波动或有过多的电噪声，要在相应图中的位置并联一个约25 V、0.1～0.47μF的电容。
3）偏置与增益的调节
FX0N-3A提供了3种模拟量输入和输出格式，见表4-33。
表4-33 模拟量输入和输出格式
使用各种格式前必须重新调整其偏置和增益。两路输入通道使用相同的设置与配置，其调整是同时进行的。因此，当调整了一个通道的偏置与增益时，另一个通道也会自动进行调整。
（1）输出调整。
写入图4-44所示的PLC程序，运行并监控PLC，用万用表测量输出电压或电流值。
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图4-44 偏置与增益调整程序
①偏置调整。
使X0=ON，X1=OFF；调整“D/AOFFSET”旋钮，使其与模拟量输出值对应，见表4-34。
表4-34 偏置调整
②增益调整。
使X0=OFF，X1=ON；调整“D/AGAIN”旋钮，使其与模拟量输出值对应，见表4-35。
表4-35 增益调整
（2）输入调整。
利用电压/电流模拟量输出通道作为电压/电流模拟量发生器，使用前必须调整好其偏置与增益。
写入图4-45所示PLC程序，运行并监控PLC。
图4-45 输入通道调整测试程序
使X0=ON，X1=OFF，X11=ON；调整“A/D OFFSET”旋钮，使D01=1。
使X0=OFF，X1=ON，X11=ON；调整“A/D GAIN”旋钮，使D01=250。
5.任务实施
1）连接FX0N-3A与变频器、PLC
FX0N-3A与变频器、PLC的接线原理如图4-46所示，根据图4-46连接电气线路。
图4-46 FX0N-3A与变频器、PLC的接线原理
2）参数设置与调节
（1）变频器参数设置。
与模拟量控制相关的参数见表4-36。
表4-36 变频器参数设置
续表
（2）FX0N-3A的输入和输出通道调节。
输出通道调节：PLC写入数值为250，模拟量模块输出电压为10 V；
输入通道调节：使输入电压为10 V时，PLC读取的数值为250。
3）设备调试
将编写好的程序传送到PLC中，按照本项目任务4.3的调试方法进行调试。设备调试好后，将程序保存，整理和绑线管，盖上线槽，在接线端子处标上编号。
6.任务评价
任务评价见表4-37。
表4-37 任务评价
