C200H系列PLC模擬量I/O模塊MAD01的使用研究

模擬量輸入信號通過屏蔽雙絞線輸入到每個通道。如果輸入的是電壓信號，則將信號兩端接到通道的電壓輸入(+)和(-)端，如果輸入的是電流信號，那么須將通道的電流輸入(+)與電壓輸入(+)端短接，然后再將電流信號接到電壓輸入的(+)和(-)端。
模擬量輸出信號一般也通過屏蔽的雙絞線將信號輸出。如果采用電壓輸出，則將雙絞線接到通道電壓輸出的(+)、(-)端，如果采用電流輸出，則將雙絞線接到通道電流輸出的(+)、(-)端，其中電壓電流輸出的(-)端是合一的。

3 輸入輸出對應關系
3.1 A/D轉換的輸入/輸出關系
MAD01的A/D模擬輸入信號可以是電壓信號(1~5V，0~10V，-10~10V)，也可以是電流信號(4~20mA)，其模擬輸入量與數字量之間的對應關系如圖2所示:

3.2 D/A轉換的輸入/輸出關系
MAD01的D/A輸出信號也可以設置為電壓信號(1~5V，0~10V，-10~10V)或電流信號(4~20mA)，共4種方式，數字量與模擬輸出量的對應關系如圖3所示:

4 MAD01模塊的參數設置
OMRON-PLC的CPU和模擬I/O模塊交換數據是通過存儲器的IR(內部繼電器)區和DM(數據存儲器)區進行的，一個MAD01模塊占用IR區和DM區的哪一組地址由模塊上的一個旋轉開關設置。旋轉開關分為16檔(0~F)，若控制系統中使用多個模擬I/O模塊，注意開關位置不可重復，否則會出現I/O單元重疊錯誤。
4.1 IR區域分配及參數設置
每個模擬量I/O模塊根據模塊上旋轉開關的位置在CPU工作區有對應的單元號(0~F)和IR字地址,一個模擬I/O模塊占用10個字的工作區(IRn~IRn+9)。當單元號為0~9時，n=100+10×單元號，當單元號為A~F時，n=400+10×(單元號-10)。
正常模式的IR字和位的分配及參數設置如下:
IRn:位5，輸入2的峰值保持功能，“0”表示不使用，“1”表示使用。
位4，輸入1的峰值保持功能，“0”表示不使用，“1”表示使用。
位1，輸出轉換2使能，“0”表示停止，“1”表示開始。
位0，輸出轉換1使能，“0”表示停止，“1”表示開始。
IR(n+1):輸出1的設定數據格式，16位二進制。
IR(n+2):輸出2的設定數據格式，16位二進制。
IR(n+3)，IR(n+4):未使用。
IR(n+5):模擬輸入1的轉換結果，16位二進制。
IR(n+6):模擬輸入2的轉換結果，16位二進制。
IR(n+7)，IR(n+8):未使用。
IR(n+9):位15~8，兩位16進制錯誤碼，“00”表示無錯誤。
位5，輸入2斷線檢測，“0”表示連接，“1”表示斷線(只適用輸入信號為1~5V或4~20mA時，下同)。
位4，輸入1斷線檢測，“0”表示連接。
位1，輸出2設定錯誤，“0”表示無。
位0，輸出1設定錯誤，“0”表示無。
4.2 DM區域分配及參數設置
模擬量I/O模塊DM區域字地址也由其單元號確定，每個I/O單元占用14個字的固定數據區域(DMm~DM(m+13))，m=1000+100×單元號。
DM區域字及位的分配及參數設置如下:
DMm:位11~10，回路2的比例變換。“00”表示不使用，“01”表示使用正梯度變換，“10”或者“11”表示使用負梯度變換。
位9~8，回路1的比例變換(數值及表示的意義同位11~10)。
位5，指定使用輸入2。“0”表示不使用。
位4，指定使用輸入1。“0”表示不使用。
位1，指定使用輸出2。“0”表示不使用。
位0，指定使用輸出1。“0”表示不使用。
DM(m+1):位11~10，輸入2的信號范圍設置。“00”表示-10~+10V，“01”表示0~10V，“10”或者“11”表示1~5V/4~20mA。
位9~8，輸入1的信號范圍設置(意義同上)。
位3~2，輸出2的信號范圍設置(意義同上)。
位1~0，輸出1的信號范圍設置(意義同上)。
DM(m+2):位7~0，輸出1在轉換停止時輸出狀態設置。“00”表示清除，“01”表示保持，“02”表示最大值。
DM(m+3):位7~0，輸出2在轉換停止時輸出狀態設置(數值及表示的意義同上)。
DM(m+4)，DM(m+5):未使用。
DM(m+6):輸入1的平均值處理方式設置。
0000表示不進行平均值處理;
0001表示用2個緩沖器的平均值處理;
0002表示用4個緩沖器的平均值處理;
0003表示用8個緩沖器的平均值處理;
0004表示用16個緩沖器的平均值處理。
DM(m+7):輸入2的平均值處理方式設置(數值及表示的意義同上)。
DM(m+8)，DM(m+9):未使用。
DM(m+10):回路1變換的比例系數A(BCD碼，范圍0~9999)。
DM(m+11):回路1變換的偏移量B(16位二進制數)。
DM(m+12):回路2變換的比例系數A(BCD碼，范圍0~9999)。
DM(m+13):回路2變換的偏移量B(16位二進制數)。
4.3 比例變換功能
MAD01模擬量I/O模塊為用戶提供了模擬輸入/輸出變換功能。該功能是在模塊內部完成的。變換分為正梯度變換和負梯度變換，由DM區域DM(m)字中設置。
l 正梯度變換的模擬輸入/輸出關系公式為:
模擬輸出=A×模擬輸入＋B
其中:
A:比例系數0~99.99(BCD碼)
B:偏移量8000~7FFF(16位二進制)
l 負梯度變換的模擬輸入/輸出關系公式為:
模擬輸出=F－A×模擬輸入＋B
其中:
F:輸出最大值
A:比例系數0~99.99(BCD碼)
B:偏移量8000~7FFF(16位二進制)
回路變換常數A、B在DM區域DM(m+10)到DM(m+13)中設置，其中:
DM(m+10):回路1輸入常數A;
DM(m+11):回路1輸入常數B;
DM(m+12):回路2輸入常數A;
DM(m+10):回路2輸入常數B。
5 應用舉例
將0~10V模擬電壓通過A/D轉換輸入1，轉變為數字量存放在DM0001單元，再經過D/A轉換輸出1輸出4~20mA電流信號。MAD01上的旋轉開關位置是0，所以單元號是0#。
由于MAD01單元號是0#，所以先向DM1000單元寫入0011，表示輸入1和輸出1同時工作，再向DM1001單元寫入0110，表示輸入1信號范圍為0~10V，輸出1信號范圍為4~20mA。A/D及D/A轉換的梯形圖如圖4。