第 18 章：類比輸入

(1)

1 8 - 1

第 18 章：類比輸入 /出 (AIO)擴充模組

18.1 FBs-6AD 類比輸入模組

FBs-6AD 係 FATEK FBs 系列 PLC 之類比輸入信號擴充模組，其提供 6 通道 14 或 12 位元分解能力之類比至數位轉換功能，應用時可利用模組內之跳線設定來配合量測不同信號型態及振幅之外接類比信號，不論 14 或 12 有效位元模式其讀值均以 14 位元表示，此外為濾除混於信號內之現場雜訊亦提供多次讀值平均的功能。

18.1.1 FBs-6AD 之功能規格

項目規格備註

輸入點數 6 點（ Channel）

數位輸入讀值 −8192～ +8191 或 0～ 16383(14 位元 )

−2048～ +2047 或 0～ 4095(12 位元 )

範圍類比輸入

*雙極性

*10V *1.電壓：−10～10V 5.電流：−20～20mA

*：表 FBs-6AD 出廠時之插梢設定 5V 2.電壓：−5～5V 6.電流：−10～10mA

單極性

10V 3.電壓：0～10V 7.電流：0～20mA 5V 4.電壓：0～5V 8.電流：0～10mA 解析度 14 或 12 位元

最大分解能力電壓：0.3mV 電流：0.61µA

=類比輸入信號 /16383 (小數點第 3 位四捨五入 ) 佔用 I / O 資源 6 個 IR(輸入暫存器 )

精度滿刻度值之±1%以內

變換速度每次掃描均變換並讀取各點一次

最大絕對

輸入信號

電壓：±15V（ max）

電流：±30mA（ max）超出此值可能造成硬體之破壞輸入阻抗 63.2KΩ（電壓輸入）、250Ω（電流輸入）

絕緣方式變壓器 (電源 )及光隔離 (信號 ) 狀態燈 5V PWR L ED 指示

供應電源及消

耗功率 24V-15%/+ 20%、 2W 內部消耗電流 5V、 100mA

操作溫度 0 ~ 60 ℃ 儲存溫度 -20 ~ 80 ℃

外型尺寸 40(寬 )x90(高 )x80(深 ) mm

(2)

18.1.2 FBs-6AD 類比輸入模組之使用步驟

開始

未裝機前先設好各點輸入電壓／電流之選擇（V/I）單／雙極性（ B/U ），輸入電壓／電流範圍等插梢設定。然後將 FBs-6AD 串接於 PL C 擴充界面，並完成外加 24VDC 電源及類比輸入配線。

--- 請參閱第 1 8.1.4 節之硬體說明

直接讀取類比輸入暫存器 R3840 ～ R3903 之數值即可獲得 CH0～ CH63 之類比輸入讀值。

完成

18.1.3 FBs-6AD 之 I/O 定址

FBs-6AD 之輸入點編號是由最靠近 PLC 主機之模組算起，依序編號為 CH0～ CH5（第一個模組），CH6～ CH11（第二個模組）， CH12～ CH17（第三個模組） … … ，以流水號累增，亦即每一模組加 6 計算，總數為 CH0～ CH63 共 64 個輸入點，分別對應到 PLC 內部之輸入暫存器（以下簡稱 IR 暫存器） R3840～ R3903，下表之數值輸入暫存器， WinPr oladder 在與 PLC 連線後會自動檢測並計算之 (請參閱 WinProladde r 使用者手冊第 12.6 節 … … … … I/O 編號配置狀態)。使用者可參考 Win Proladder 所提供之〝 I/O 模組編號配置〞而知道每一片擴充模組之實際佔用 I/O 位址以方便程式之撰寫。

數值輸入

暫存器（I R ）

內容值(CH0～ CH63)

輸入標示 B1 5 B1 4 B1 3 B1 2 B11 B1 0 B9 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0

起始暫存器+0 1 4 或 1 2 b i t， 1 4 b i t 時 B1 4~^B^{1 5}^{= B}^{1 3}，1 2 b i t 時 B1 2~^B^{1 5}^{= B}¹¹ CH0

FBs-6AD 起始暫存器+1 1 4 或 1 2 b i t， 1 4 b i t 時 B1 4~^B^{1 5}^{= B}^{1 3}，1 2 b i t 時 B1 2~^B^{1 5}^{= B}¹¹ CH1

起始暫存器+2 〃 CH2 起始暫存器+3 〃 CH3 起始暫存器+4 〃 CH4 起始暫存器+5 〃 CH5 起始暫存器+6 視模組種類而定 CHX 起始暫存器+7 視模組種類而定 CHX 起始暫存器+8 〃 CHX

(3)

1 8 - 3

．

．．

．

．．

．

． R3896 〃 CHX

其餘模組 R3897 〃 CHX

R3898 〃 CHX R3899 〃 CHX R3900 〃 CHX R3901 〃 CHX R3902 視模組種類而定 CHX R3903 視模組種類而定 CHX

18.1.4 FBs-6AD 之硬體說明

5

9 10 11 12 2

3

I3+

I2+

I2-

I5+

FBs-6AD I4+

I3- I4- I5- POW

5V 24V IN

VI UB

I1+

I0+

10V

AG I0- I1-

4 1 6 7 8

～～

～～～～～～

FBs

※ -6AD 模組係由 3 片電路板重疊所組成，最下層為電源板( 提供模組隔離電源 ) ，中間為 I/O 板 (接線端子合於此層 ) 最上層為控制板( 控制及擴充輸入與輸出之連線)簡介如下 :

(4)

外觀正視圖

○

¹ 外界輸入電源端子：供應 FBs-6AD 模組之類比電路側之電源，其電壓可為 24VDC±20%

且至少提供 4W 之電力。

○

² 保護接地端子：應接至信號隔離網線。

○

³ 擴充輸入排線：應接至上一級擴充機或主機之擴充輸出插座。

○

⁴ 擴充輸出插座：供下一級擴充機之擴充輸入排線插入用。

○

⁵ 電源指示：指示 FBs-6AD 外界輸入電源及類比電路側電源供應器正常與否。

○

⁶ AG 接地：一般情況之下皆不用接，唯同模信號過大時，可接此 AG 接地予以降低，請參閱下頁之接線圖例。

○

⁷ ～

○

¹²：CH0～ CH5 之輸入端子

18

.1

.4.1 FBs-6AD 之硬體插梢跳線說明

JP1

B U

控制板上的插梢位置圖 (打開上蓋 )

V I V

I V

I

V I

V I V

I JP8

JP9 JP7

JP6 JP3

V JP5 I

JP4

JP2 B

U

5V 10V

I/O 板上的插梢位置圖 (移去控制板 )

(5)

1 8 - 5 1.輸入碼格式選擇 (JP1)

輸入碼格式有單極性及雙極性兩種格式可供選擇，單極性的值範圍為 0～ 16 383 而雙極性的值範圍為 –8192 ～ 8191 ，此二格式之極端二值分別對應至輸入信號之最小及最大值，例如輸入信號種類設為-10V～ +10V 時，則對 0V 輸入而言，單極性碼對應輸入為 8192 而雙極性碼對應輸入為 0 ； 10 V 輸入時，單極性碼對應輸入為 16383 而雙極性碼對應輸入為 8191 。通常此輸入碼格式會配合輸入信號型態來設定，即單極性輸入碼配合單極性輸入信號，雙極性輸入碼配合雙極性輸入信號，如此兩者關係才合於直覺，配合 FUN33 指令，可簡化並容易使用類比輸入的量測的結果(請參考 FUN33 說明 )，各通道之輸入碼格式係共通由 JP1 來設定，其位置請參考上圖：

輸入碼格式 JP1 設定輸入值範圍對應輸入信號

雙極性

JP1 -8192～ 8191 -10V～ 10V(-20mA～ 20mA) -5V～ 5V(-20mA～ 20mA) 0V～ 10V(0mA～ 20mA) 0V～ 5V(0mA～ 10mA) 單極性 ^B ^U 0～ 16383

2.輸入信號型態設定 (JP2&JP3)

各通道的輸入型態其中電流電壓可個別設定但振幅及單雙極性部分的設定則為共通，以下為各跳線的位置圖：

信號型態 JP3 設定 JP2 設定 0～ 10V

或 0～ 20 mA

10V 5V

0～ 5V 或

0～ 10 mA

10V

5V

-10～ +10V 或

-20～ + 20mA

10V 5V

-5～ +5V 或

-10mA～ +10mA

(6)

CH0～ CH5 由於共用 JP3 與 JP2 的設定因此其輸入型態共通為以上四類之一種，唯一可獨立設定的是電壓或電流型態，以下是各通道電壓電流設定跳線之設定方法：

3.電壓或電流設定 (JP4～ JP9)

信號型態 JP4(CH0) ～ JP9(CH5)設定

電壓

電流

＊FBs-6AD 模組出廠設定為：

輸入碼格式 Æ 雙極性

輸入信號型態 Æ -10V ～ +10V

若實際應用與出廠設定不同時請參考以上資料自行設定，應用時除須作模組之跳線設定外尚需透過 WinProladder 的操作進行 AI 模組規劃，此項操作可設定軟體濾波平均次數及有效分解能力位元數(詳見後述 )。

(7)

1 8 - 7

18.1.5 FBs-6AD 之輸入電路示意圖

電壓/電流輸入選擇

I5 I5+

V I1+

I I1

V

I I0

I0+

FBs-6AD

24V 24V+

雙絞隔離線

CH5 輸入 ( 電壓源 ) V

外界輸入

外加電源 24VDC +

CH1 輸入 ( 電流源 ) I

CH0 輸入 ( 電壓源 ) V

15V +15V

AG +

+

+ V

I

18.1.6 FBs-6AD 輸入特性及其插梢設定

FBs-6AD 之各種輸入範圍選擇需藉上節所述之 V/I 、 U/B( 輸入碼 ) 、 U/B( 信號型態 ) ， 5V/10V 四種插梢來組合選擇。以下將各種組合，以圖示說明其輸入轉換特性。此轉換曲線再配合 V/I（電壓／電流）輸入組合即可變化出各種使用者欲輸入之型態。 V/I 之選擇請參考第 18.1.4 節之圖示說明。

(8)

圖一：雙極性 10V（ 20mA）擺動範圍

輸入電壓 −10V～ 10V 插梢

範圍電流 −20mA～ 20mA 設定

14 位元輸入格式

(9)

1 8 - 9 圖二：雙極性 5V（ 10mA）擺動範圍

輸入電壓 −5V～ 5V 插梢

範圍電流 −10mA～ 10mA 設定

(10)

圖三：單極性 10V（ 20mA）擺動範圍

輸入電壓 0V～ 10V 插梢

範圍電流 0mA～ 20mA 設定

(11)

1 8 - 11 圖四：單極性 5V（ 10mA）擺動範圍

輸入電壓 0V～ 5V 插梢

範圍電流 0mA～ 10mA 設定

(12)

18.1.7

FBs-PLC 類比輸入格式之規劃說明

為配合 FBs-PLC 所提供之類比輸入模組，在類比讀值處理方面永宏提供了三種常用的資料表示法及可設定之讀值多次平均以改善現場較容易受干擾或輸入信號不穩定所造成之讀值漂移現象。

當 FBs PLC 有安裝類比輸入模組時，WinProladder 提供極為簡易之操作介面用來規劃類比輸入讀值之資料格式、有效位元、及平均次數等相關設定。

使用 Win Proladder 規劃類比輸入格式

於專案視窗中點選 I/O 組態設定 : 專案名稱

系統組態

I/O 組態 Æ 選擇 ”A/D 模組 ”。

若 FBs 主機接有 AD 擴充機的話， WinProladder 在與主機連線之後，即可從 ”A/D 模組 ”視窗中得知，系統將哪些類比輸入暫存器(R3840～ R3903)自動配置給 AD 擴充機使用。

(13)

1 8 - 1 3 類比輸入規劃畫面操作說明如下：

● 類比輸入格式 : 可選擇全部類比輸入為 12 位元資料格式或為 14 位元資料格式。

● 類比輸入模組 : 本視窗顯示類比輸入模組安裝訊息，點選欲規劃之模組後，類比輸入設 定欄位才可以開始規劃。

● 類比輸入設定 : 當類比輸入格式選擇 12 位元資料格式時，每個類比輸入點可獨立設定 讀值平均次數。

當類比輸入格式選擇 14 位元資料格式時，每個類比輸入點可獨立設定有效位元為 12 或 14 位元及可設定各輸入點之讀值平均次數。

類比讀值表示法

● 讀值為 12 位元格式之 12-bit 正負數 (-2048～ 2047) 表示法：

B15 B14 B13 B12 B11 B10 B9 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 B11 B11 B11 B11 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 B11 = 0- ---正值。

1---負值。

● 讀值為 12 位元格式之 12-bit 正數 (0～ 4095) 表示法：

B15 B14 B13 B12 B11 B10 B9 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 0 0 0 0 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1

● 讀值為 14 位元格式、有效位元為 12-bit 之正負數 ( -8192～ 8188) 表示法： B15 B14 B13 B12 B11 B10 B9 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 B13 B13 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0 0 B13 = 0- ---正值。

1---負值。

於此模式下，因 B1 以及 B2 固定為 0，因此每次值之變動皆以 4 為最小單位。

● 讀值為 14 位元格式、有效位元為 12-bit 之正數 (0 ～ 16380) 表示法：

B15 B14 B13 B12 B11 B10 B9 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 0 0 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0 0 於此模式下，因 B1 以及 B2 固定為 0，因此每次值之變動皆以 4 為最小單位。

(14)

● 讀值為 14 位元格式、有效位元為 14-bit 之正負數 ( -8192～ 8191) 表示法： B15 B14 B13 B12 B11 B10 B9 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 B13 B13 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 B13 = 0- ---正值。

1---負值。

● 讀值為 14 位元格式、有效位元為 14-bit 之正數 (0 ～ 16383) 表示法：

B15 B14 B13 B12 B11 B10 B9 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 0 0 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1

類比輸入規劃相關暫存器說明

為方便人機以及使用程式書寫器 (FP-08)用戶之方便，特別開放讓用戶透過修改暫存器之內容值，即可完成類比輸入讀值之規劃，至於WinProladder 使用者則可以略過此部份，因為規劃暫存器之動作，在 WinProladder 規劃 A/D 模組時，就已一併完成。

暫存器內容值功用說明

D4042 5612H 全部類比輸入讀值為 1 2 位元格式 ; 各點可作平均次數設定。〃 5614H 全部類比輸入讀值為 1 4 位元格式 ; 各點可作平均次數設定。

暫存器內容值功用說明 D4006 B0 = 0 類比輸入 C hannel 0 有效位元為 12-bit。

B0 = 1 類比輸入 C hannel 0 有效位元為 14-bit。

〃

● ● ● ●

D4006 B15 = 0 類比輸入 C hannel 15 有效位元為 12-bit。

〃

● ● ● ●

(15)

1 8 - 1 5

暫存器內容值功用說明 D4008 B0 = 0 類比輸入 C hannel 32 有效位元為 12-bit。

〃

● ● ● ●

〃

● ● ● ●

暫存器內容值功用說明 D4010 1～ 16 低位元組用來定義類比輸入 Channel 0 讀值平均次數。

1～ 16 高位元組用來定義類比輸入 Channel 1 讀值平均次數。

● ● ● ●

D4041 1～ 16 低位元組用來定義類比輸入 Channel 62 讀值平均次數。 1～ 16 高位元組用來定義類比輸入 Channel 63 讀值平均次數。

※ 類比輸入系統內定讀值為 14 位元格式、有效位元為 12- bit、平均次數為 1。

※ 讀值平均次數有效值為 1～ 16，非有效值時 :

有效位元為 1 2- bit 時，系統內定平均次數為 1 。有效位元為 1 4- bit 時，系統內定平均次數為 8 。

18.1.8

偏移模式 (OFFSET)輸入之對策

對於輸入為偏移模式之信號源（以 4 ～ 20 mA 輸入為例）之處理，使用者可將 A/ D 輸入範圍設為 0～ 20mA，然後將 IR 讀值轉換為單極性（ 0～ 16383）再減去偏移量（ 4mA）之讀值

（16383×4/20=3276），乘以其最大輸入量（ 20mA）再除以最大擺動量（ 4mA～ 20mA），即可穫得 4mA～ 20mA 對映到 0～ 16383 之偏移輸入轉換特性，步驟如下：

a. 設定類比輸入模組之 A/D 輸入範圍為 0～ 20mA

b. 將 IR（ R3840～ R3903）讀值加上^＊8192 後存入暫存器 Rn（ Rn 之值為 0～ 16383）

c. 將暫存器 Rn 之值減去 3276（ 16383× 20

4 ）並將計算結果存回暫存器 Rn；若結果為負值，則將暫存器 Rn 之內容清除為 0（ Rn 之值為 0～ 13107）

(16)

d. 將暫存器 Rn 之值乘以 20 再除以 16（ Rn×

16

20），即可將4mA～ 20mA 之輸入轉換為 0～ 16383 之範圍

e. 綜合 a～ d 項，其數學式如下：

偏移模式轉換值 =［ IR+8192(或 0) −（ 16383×

20 4 ）］×

16

20 ；值為 0～ 16383

※ 針對 4～ 20 mA 偏移模式之信號源，有便利指令 (FUN32)可代為處理，因此若客戶若有 4

～20 mA 偏移模式之信號源處理之需求，可利用 FUN32 來取代上述之步驟，但若為其他偏移模式請參考上述範例處理之。

＊註 : 步驟 b 中加上 8192 是指輸入碼格式設定為雙極性時才須加上 (JP1 置於 B 位置 )，若輸入碼格式設定為單極性(JP1 置於 U 位置 )則不必加上 8 192。

利用線性轉換指令 (FUN33)做 4～ 20mA 偏移模式 (OFFSET)讀值轉換

除了利用上面的數學運算式和 FUN32 來做 4 ～ 20 mA 之類比讀值轉換外，另外若系統版本(OS) 在 4 .08(含 )以後，也可以利用線性轉換指令 (FU N33)來做 4～ 20mA 讀值轉換。

轉換結果如下所示 :

Ts R10 00

R1001 R1002 R1003

3276 16383 0 16383

S D

R0 0

Ö

R50 -4094

R1 3000 R51 -345

R2 6000 R52 3405

R3 9000 R53 7155

R4 12000 R54 10904

R5 16383 R55 16383

因 FUN33 是單純的對數值做線性轉換之工作，因此小於 3276(4mA) 之值，經轉換後會出現

• 當 M0 ”O N”時將 R0 開始之連續 6 個暫存器依 R1000 內之轉換參數做線性轉換之運算，並將其轉換結果存入 R50～ R55。

(17)

1 8 - 1 7

18.2 FBs-4DA/2DA 類比輸出模組

FBs-4DA 及 FBs-2DA 係 FATEK F Bs 系列 PLC 之類比輸出擴充模組，分別可提供 4 通道或 2 通道之 14 位元類比輸出信號。應用時可利用模組內之跳線設定來規劃類比輸出信號的型態及其振幅。此外尚可設定輸出碼格式為單極性或雙極性如此可使輸出信號與輸出碼的關係更合於直覺。在安全防護方面當 CPU 超過 0 .5 秒未對模組進行存取時輸出會自動變為零輸出,即變為 0V( 當輸出設為電壓信號 ) 或 0mA(當輸出設為電流信號 )。

18.2.1 FBs-4DA/2DA 之功能規格

項目規格備註

輸出點數 4 點（ FBs-4DA）、 2 點（ FBs-2DA）

數位輸出值 −8192～ +8191(雙極性 )或 0～ 16383(單極性 )

*：表 DA 模組出廠時之插梢設定類比信

號輸出種類

雙極性

*10V *1.電壓：−10～10V 5.電流：−20～20mA 5V 2.電壓：−5～5V 6.電流：−10～10mA 單

極性

10V 3.電壓：0～10V 7.電流：0～20mA 5V 4.電壓：0～5V 8.電流：0～10mA

解析度 14 位元

最大分解能力 0.3mV(電壓 )、 0.61µA(電流 )

佔用 I / O 資源 4(4DA)或 2(DA)個 OR(輸出暫存器 )

精度最大值之±1%以內

變換速度每次掃描均更新各點一次

最大容許

負載阻抗

電壓：500Ω～ 1MΩ 電流：0Ω～ 500Ω

超出此範圍，誤差值將變大。絕緣方式變壓器 (電源 )及光耦合 (信號 )電氣隔離

狀態燈 5V PWR LED 指示內部消耗電流 5V、 35mA

操作溫度 0～ 60 ℃ 儲存溫度 -20～ 80 ℃ 外部供應電源以

及耗電流 24V-15%/+ 20%、 137 mA(4DA)、 90mA(2DA) 外型尺寸 40(寬 )x90(高 )x80(深 ) mm

(18)

18.2.2 FBS-4DA/2DA 類比輸出模組之使用步驟

開始

未裝機前先設好各點輸出電壓／電流之選擇（V/I），單／雙極性（ B/U），輸出電壓／電流範圍，再將 FBs-4DA/2DA 串接於 PLC 擴充界面，並完成外加 24VDC 電源及類比輸出配線。

直接將欲輸出之數位輸出值填入類比輸出暫存器 R3904 ～ R3967 即可在輸出模組上獲得對應之 CH0～ CH63 類比輸出。

完成

18.2.3 FBs-4DA/2DA 之 I/O 定址

FBs-4DA/2DA 模組提供四點 (4DA)或兩點 (2DA)輸出，輸出點編號由最靠近 PLC 主機之模組算起，依序由 CH0～ CH63 以流水號累增，總數可達 64 點（ 16 個 4DA 模組）或（ 32 個 2DA 模組），分別對應到 PLC 內部之數值輸出暫存器（以下簡稱為 OR 暫存器） R3904～

R3967。使用者只需擴接 FBs-4DA/2DA 到 PLC 之擴充界面， FBs-PLC 便會自動偵測輸出點數，並將暫存器之值輸出到每一個 FBs-4DA/2DA 上對應之輸出點去。下表之數值輸出暫存器，WinPr oladder 在與 PLC 連線後會自動檢測並計算之 (請參閱 WinProlad der 使用者手冊第 12.6 節 … … … … I/O 編號配置狀態 )。使用者可參考 WinProladder 所提供之 I/O 模組編號配置而知道該模組之實際 I/O 位址以方便撰寫應用程式。

F Bs - 2DA 之 I/O 配置

數值輸出

暫存器（O R ）

輸出標示 B1 5 B1 4 B1 3 B1 2 B11 B1 0 B9 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0

起始暫存器+0 ＊＊ B1 3 CH0 輸出值 B0 CH0

FBs-2DA 起始暫存器+1 ＊＊ CH1 輸出值 CH1

起始暫存器+2 ＊＊ CH2 輸出值 CH0

FBs-2DA 起始暫存器． +3 ＊＊ CH3 輸出值 CH1

．

．．

．

．．

．

．．

．

． R3966 視模組種類而定 CHX R3967 視模組種類而定 CHX

＊＊---表示當單極性輸出碼時 (0～ 16383)， B14、 B15 = 00。

～～～～～～～～～～

其餘模組

(19)

1 8 - 1 9 F Bs - 4DA 之 I/O 配置

數值輸出

暫存器（O R ）

FBs-4DA 起始暫存器+1 ＊＊ CH1 輸出值 CH1

起始暫存器+2 ＊＊ CH2 輸出值 CH2 起始暫存器+3 ＊＊ CH3 輸出值 CH3

．．

．

．．

．

．．

．

．．

．

． R3964 視模組種類而定 CHX R3965 視模組種類而定 CHX R3966 視模組種類而定 CHX R3967 視模組種類而定 CHX

18.2.4 FBs-4DA/2DA 之硬體說明

5 5

10 9

10V

2

VI U B 5V 24V IN

POW

3 4

O1- O0+ AG O0-

O1+

1 6 7 8

O2+ O3+ O2- O3- POW

2

V

O0+

5V 24V IN

IU B 10V AG

O1+ O0- O1-

4 1 6 7 8

FBS-2DA FBS-4DA

3

FBs-2DA FBs-4DA

～～～～～～～～～～

其餘模組

(20)

○

¹ 外界輸入電源端子：供應 FBs-4DA/2DA 模組之類比電路側之電源，電壓可為 24VDC±20%。

○

³ 擴充輸入排線：須接至上一級擴充機或主機之擴充輸出插座。

○

⁵ 電源指示：指示 FBs-4DA/2DA 之外界輸入之類比電路側電源供應器正常與否。

○

⁷

、○

⁸ ：CH0～ CH1 之輸出端子。

○

⁹ 、

○

¹⁰：CH2～ CH3 之輸出端子。

18.2.

4.1 FBs-4DA/2DA 之硬體插梢跳線說明

CH0 CH1

JPB

CH2 CH3

JP1 CH0

CH1

JPA

CH2 CH3

IV 10V 5V

B U

FBs-4DA/2DA 插梢位置圖

(21)

1 8 - 2 1 輸出碼格式選擇 (JP1)

輸出碼格式有單極性及雙極性兩種格式可供選擇，單極性的輸出值範圍為 0 ～ 16383 而雙極性的輸出值範圍為 –8192 ～ 8 191 ，此二格式之極端二值分別對應至輸出信號之最小及最大值(詳見下表 )。通常此輸出碼格式會配合欲輸出的信號型態來設定，即單極性輸出碼配合單極性輸出信號，雙極性輸出碼配合雙極性輸出信號，如此兩者關係才合於直覺。但由於各通道之輸出碼格式係共通由 JP1 來設定，因此當各通道間有單雙極性混合使用時則須由使用者自行決定，JP1 位置請參考上圖 :

輸出碼格式 JP1 設定輸出值範圍對應輸出信號

雙極性 -8192～ 8191 -10V～ 10V(-20mA～ 20mA) -5V～ 5V(-20mA～ 20mA) 0V～ 10V(0mA～ 20mA) 0V～ 5V(0mA～ 10mA) 單極性 0～ 16383

輸出信號型態設定 (JPA&JPB)

各通道的輸出型態可個別設定，但單雙極性部分則為共通的。 FBs-4DA 及 FBs-2DA 輸出插梢設定方式完全一樣，差別只在於 4DA 多了 2 個通道 (CH2&CH3)。

信號型態 JPA (電壓 /電流 )設定 JPB (振幅 &極性 )設定 0V～ 10V

-10V～ 10V

0V～ 5V

-5V～ 5V

0mA～ 20mA

-20mA～ 20mA

0mA～ 10mA

-10mA～ 10VmA

(22)

18.2.5 FBs-4DA/2DA 之輸出電路示意圖

電壓/電流輸出選擇 V

I O0

O0+

FBs-4DA/2DA

24V 24V+

雙絞隔離線

外界輸出

外加電源 24VDC +

CH0 輸出 ( 電壓源 )

FG V V+

電流輸入電壓輸入 15V

+15V

+

2DA模組輸出為O0~O1

4DA模組輸出為O0~O3

V On+

I On

AG

+ I+

FG I CHn 輸出 ( 電壓源 )

(23)

1 8 - 2 3

18.2.6 FBs-4DA/2DA 輸出特性及其插梢設定

F B s - 4 D A / 2 D A 之各種輸出範圍選擇需藉上節所述之 V / I、U / B ( 輸出碼 )、U / B ( 信號型態 )，

5 V / 1 0 V 四種插梢來組合選擇。以下將各種組合，以圖示說明其輸出轉換特性。此轉換曲線再配合 V / I（電壓／電流）輸出組合即可變化出各種使用者欲輸出之型態。 V / I 之選擇請參考第 1 8 . 2 . 4 節之圖示說明。

圖一：雙極性 1 0V（ 2 0m A）擺動範圍

輸出電壓 −10V～ 10V

插梢範圍

電流 −20mA～ 20mA 設定

圖二：雙極性 5 V（ 1 0m A）擺動範圍

輸出電壓 −5V～ 5V

插梢範圍

電流 −10mA～ 10mA 設定

(24)

圖三：單極性 1 0V（ 2 0m A）擺動範圍

輸出電壓 0 V～ 1 0 V

插梢範圍

電流 0 m A～ 20 mA 設定

(25)

1 8 - 2 5 圖四：單極性 5 V（ 1 0m A）擺動範圍

輸出電壓 0 V～ 5 V

插梢範圍

電流 0 m A ～ 1 0 m A 設定

18.2.7

偏移模式 (OFFSET)輸出之對策

對於輸出周邊為偏移模式之信號（以 4 ～ 2 0 m A 輸出為例）之處理，若系統版本 ( O S ) 在 4 . 0 8 ( 含 ) 以後，可以利用線性轉換指令 ( F U N 3 3 ) 來做 4 ～ 2 0 m A 類比輸出之數值轉換。

• 當 M 0 ” O N ” 時將 R 0 開始之連續 6 個暫存器依 R 1 0 0 0 內之轉換參數做線性轉換之運算，並將其轉換結果存入 R 5 0 ～ R 5 5 。

(26)

轉換結果如下所示 :

T s R 1 0 0 0

R 1 0 0 1 R 1 0 0 2 R 1 0 0 3

0 1 6 3 8 3 3 2 7 6 1 6 3 8 3

S D R 0 0

Ö

R 5 0 3 2 7 6 R 1 3 0 0 0 R 5 1 5 6 7 6

R 2 6 0 0 0 R 5 2 8 0 7 6

R 3 9 0 0 0 R 5 3 1 0 4 7 6 R 4 1 2 0 0 0 R 5 4 1 2 8 7 6 R 5 1 6 3 8 3 R 5 5 1 6 3 8 3

(27)

1 8 - 2 7

18.3 FBs-4A2D 類比輸入 /輸出模組

FBs-4A2D 係 FATEK FBs 系列 PLC 之類比輸出 /入信號混合擴充模組，其提供 2 通道之 14 位元類比輸出，以及 4 通道之 14 或 12 位元類比輸入。應用時可利用模組內之跳線設定來規劃類比輸出/ 入信號的型態及其振幅，此外尚可設定輸出及輸入碼格式為單極性或雙極性如此可使信號與數碼的關係更合於直覺。在安全防護方面當 C PU 超過 0.5 秒未對模組進行存取時輸出會自動變為零輸出，即變為 0 V(當輸出設為電壓信號 )或 0mA( 當輸出設為電流信號)。在類比輸入方面則可設定多次讀值平均的功能以濾除混於信號內之現場雜訊。

18.3.1 FBs-4A2D 之功能規格

類比輸出規格

項目規格備註

輸出點數 2 點 (2DA)

數位輸出值 −8192～ +8191(雙極性 )或 0～ 16383(單極性 )

*：表出廠時之插梢類比信號設定

輸出種類雙極性

*10V *1.電壓：−10～10V 5.電流：−20～20mA 5V 2.電壓：−5～5V 6.電流：−10～10mA 單

極性

10V 3.電壓：0～10V 7.電流：0～20mA 5V 4.電壓：0～5V 8.電流：0～10mA

解析度 14 位元

最大分解能力 0.3mV(電壓 )、 0.61µA(電流 ) 佔用 I / O 資源 2 個 OR(輸出暫存器 )

精度最大值之±1%以內

變換速度每次掃描均更新各點一次

最大容許

負載阻抗

電壓：500Ω～ 1MΩ 電流：0Ω～ 300Ω

超出此範圍，誤差值將變大。

類比輸入規格

項目規格備註

輸入點數 4 點（ 4AD）

數位輸入讀值 −8192～ +8191 或 0～ 16383(14 位元 )

−2048～ +2047 或 0～ 4095(12 位元 )

範圍類比輸入

*雙極性

*10V *1.電壓：−10～10V 5.電流：−20～20mA

*：表出廠時之插梢設定 5V 2.電壓：−5～5V 6.電流：−10～10mA

單極性

10V 3.電壓：0～10V 7.電流：0～20mA 5V 4.電壓：0～5V 8.電流：0～10mA 解析度 14 或 12 位元

(28)

最大分解能力電壓：0.3mV 電流：0.61µA

=類比輸入信號 /16383 (小數點第 3 位四捨五入 ) 佔用 I / O 資源 4 個 IR(輸入暫存器 )

精度滿刻度值之±1%以內

變換速度每次掃描均變換並讀取各點一次

最大絕對

輸入信號

電壓：±15V（ max）

電流：±30mA（ max）超出此值可能造成硬體之破壞輸入阻抗 63.2KΩ（電壓輸入）、250Ω（電流輸入）

ㄧ般規格

絕緣方式變壓器 (電源 )及光隔離 (信號 ) 狀態燈 5V PWR L ED 指示

內部消耗電流 5V、 100mA 外部供應電源

以及耗電流 24V-15%/+ 20%、 100 mA 操作溫度 0 ~ 60 ℃

儲存溫度 -20 ~ 80 ℃

外型尺寸 40(寬 )x90(高 )x80(深 ) mm

18.3.2 FBS-4A2D 類比輸入 /輸出模組之使用步驟

開始

未裝機前先設好各點輸入/ 輸出電壓／電流之選擇（V/I），單／雙極性（ B/U ），以及輸入 / 輸出電壓／電流之範圍，然後再將 FBs-4A2D 串接於 PL C 擴充界面，並完成外加 24VDC 電源及類比輸出配線。

類比輸入方面 : 直接讀取對應之四個數值輸 入暫存器之數值即可獲得 CH0 ～ CH3 之類比輸入讀值。

類比輸出方面 : 直接將欲輸出之數位輸出值 填入相對應之兩個數值輸出暫存器即可在輸出模組上獲得對應之 CH0 ～ CH1 類比輸出。

完成

(29)

1 8 - 2 9

18.3.3 FBs-4A2D 之 I/O 定址

FBs-4A2D 模組提供四點 (4AD)輸入以及兩點 (2DA)輸出，輸入點編號是由最靠近 PLC 主機之模組算起，依序編號為 CH0～ CH3（第一個模組）， CH4～ CH7（第二個模組）， CH8～

CH11（第三個模組） … … ，以流水號累增，亦即每一模組加 4 計算，總數為 CH0～ CH63 共 64 個輸入點，分別對應到 PLC 內部之數值輸入暫存器（以下簡稱 IR 暫存器）R3840～ R3903。

至於輸出點編號方面，由最靠近 PLC 主機之模組算起，依序由 CH0～ CH63 以流水號累增，總數可達 64 點，分別對應到 PLC 內部之數值輸出暫存器（以下簡稱為 OR 暫存器） R3904

～R3967。使用者只需擴接 FBs-4A2D 到 PLC 之擴充界面，FBs-PLC 便會自動偵測輸入 /輸出點數。下表之數值輸入/輸出暫存器，WinPro ladder 在與 PLC 連線後會自動檢測並計算之 (請參閱 WinProladder 使用者手冊第 12.6 節 … … … … I/O 編號配置狀態 ) 。使用者可參考 WinProlad der 所提供之 I/O 模組編號配置而知道該模組之實際配置 I/O 位址以方便撰寫應用程式。

F Bs - 4A2 D 之 I/O 配置 (類比輸出方面 )

數值輸出

暫存器（O R ）

FBs-4A2D 起始暫存器+1 ＊＊ CH1 輸出值 CH1

起始暫存器+2 視模組種類而定 CHX

起始暫存器． +3 CHX

．

．．

．

．．

．

．．

．

． R3966 視模組種類而定 CHX R3967 視模組種類而定 CHX

＊＊---表示當單極性輸出碼時 (0～ 16383)， B14、 B15 = 00。

表示當雙極性輸出碼時 (-8192～ 8191)， B14、 B15 = B13。

F Bs - 4A2 D 之 I/O 配置 (類比輸入方面 )

數值輸入

暫存器（I R ）

輸入標示 B1 5 B1 4 B1 3 B1 2 B11 B1 0 B9 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0

起始暫存器+0 1 4 或 1 2 b i t ， 1 4 b i t 時 B1 4~ B1 5= B1 3，1 2 b i t 時 B1 2~ B1 5= B11 CH0

FBs-4A2D 起始暫存器+1 1 4 或 1 2 b i t ， 1 4 b i t 時 B1 4~^B^{1 5}^{= B}^{1 3}，1 2 b i t 時 B1 2~^B^{1 5}^{= B}¹¹ CH1

起始暫存器+2 〃 CH2 起始暫存器+3 〃 CH3

～～～～～～～～

其餘模組

～～

(30)

．．

．

．．

．

．．

R3900 視模組種類而定 CHX R3901 視模組種類而定 CHX R3902 〃 CHX R3903 〃 CHX

18.3.4 FBs-4A2D 之硬體說明

5 3

I1- I2- I3- I0-

9 10 11 12

I0+

POW POW

FBs-4A2D I1+ I2+ I3+

4 1

B

2

U VI

O0- O0+ AG 10V 5V

O1+ O1-

6 7 8

外觀正視圖

○

¹ 外界輸入電源端子：供應 FBs-4A2D 模組之類比電路側之電源，電壓可為 24VDC±20%。

○

～～～～～～～～

其餘模組

FBs

※ -4A2D 模組係由 3 片電路板重疊所組成，最下層為電源板( 提供模組隔離電源 ) ，中間為 I/O 板 (接線端子合於此層 ) 最上層為控制板( 控制及擴充輸入與輸出之連線)簡介如下 :

(31)

1 8 - 3 1

○

⁵ 電源指示：指示 FBs-4A2D 之外界輸入之電源供應正常與否。

○

⁷

、○

⁸ ：CH0～ CH1 之輸出端子 (類比輸出 )。

○

⁹ 、

○

¹²：CH0～ CH3 之輸出端子 (類比輸入 )。

18.3

.4.1 FBs-4A2D 之硬體插梢跳線說明

JP1 JP1

D/A A/D

B U (Code)

B U

10V 5V

IV

控制板上的插梢位置圖（打開上蓋）

CH0

CH1

JPB

10V 5V

CH0

CH1

JPA

JP5 ~ JP8 JP3

JP4 U B

5V 10V

I V B U

IV

I/O 板上插梢位置圖（移去控制板）

●

(

D/A 輸出部分 )

1.輸出碼格式選擇 (JP1)

輸出碼格式有單極性及雙極性兩種格式可供選擇，單極性的輸出值範圍為 0 ～ 16383 而雙極性的輸出值範圍為 –8192 ～ 8 191 ，此二格式之極端二值分別對應至輸出信號之最小及最大值(詳見下表 )。通常此輸出碼格式會配合欲輸出的信號型態來設定，即單極性輸出碼配合單極性輸出信號，雙極性輸出碼配合雙極性輸出信號，如此兩者關係才合於直覺。但由於各通道之輸出碼格式係共通由 JP1 來設定，因此當各通道間有單雙極性混合使用時則須由使用者自行決定，JP1 位置請參考上圖 :

(32)

輸出碼格式 JP1 設定輸出值範圍對應輸出信號

雙極性 -8192～ 8191 -10V～ 10V(-20mA～ 20mA) -5V～ 5V(-20mA～ 20mA) 0V～ 10V(0mA～ 20mA) 0V～ 5V(0mA～ 10mA)

單極性 0～ 16383

2.輸出信號型態設定 (JPA&JPB)

各通道的輸出型態 (電壓 /電流 )可個別設定，但單雙極性及振幅部分則為共通的。

信號型態 JPA (電壓 /電流 )設定 JPB (振幅 &極性 )設定 0V～ 10V

-10V～ 10V

0V～ 5V

-5V～ 5V

0mA～ 20mA

-20mA～ 20mA

0mA～ 10mA

-10mA～ 10VmA

●

(

A/D 輸入部分 )

1.輸入碼格式選擇 (JP1)

輸入碼格式有單極性及雙極性兩種格式可供選擇，單極性的值範圍為 0 ～ 16 383 而雙極性的值範圍為 –8192 ～ 8191 ，此二格式之極端二值分別對應至輸入信號之最小及最大值，例如輸入信號種類設為-10V～ +10V 時，則對 0V 輸入而言，單極性碼對應輸入為 8192 而雙極性碼對應輸入為 0 ； 10 V 輸入時，單極性碼對應輸入為 16383 而雙極性碼對應輸入為 8191 。通常此輸入碼格式會配合輸入信號型態來設定，即單極性輸入碼配合單極性輸入信號，雙極性輸入碼配合雙極性輸入信號，如此兩者關係才合於直覺；配合 FUN33 指令，可

(33)

1 8 - 3 3

輸入碼格式 JP1 設定輸入值範圍對應輸入信號

雙極性 -8192～ 8191 -10V～ 10V(-20mA～ 20mA) -5V～ 5V(-20mA～ 20mA) 0V～ 10V(0mA～ 20mA) 0V～ 5V(0mA～ 10mA)

單極性 0～ 16383

2.輸入信號型態設定 (JP3～ JP4)

各通道的輸入型態其中電流電壓可個別設定但振幅及單雙極性部分的設定則為共通，以 下為各跳線的位置圖：

信號型態 JP3 設定 JP4 設定 0～ 10V

或 0～ 20 mA

10V 5V

0～ 5V 或

0～ 10 mA

10V

5V

-10～ +10V 或

-20～ + 20mA

U B

-5～ +5V

或

-10mA～ +10mA

3.輸入信號設定 (JP5～ JP8)

信號型態 JP5(CH0) ～ JP8(CH3)設定

電壓

電流

I V

(34)

18.3.5 FBs-4A2D 之輸入 /輸出電路示意圖

FG

I

電壓/電流輸入選擇

A/D 部分 I1

I I2

I3 V I3+

V I2+

I I0

V I1+

I V I0+

雙絞隔離線

CH3 輸入 ( 電流源 ) CH1 輸入 ( 電流源 ) CH0 輸入 ( 電壓源 ) 外界輸入

CH2 輸入 ( 電壓源 )

I V V

I D/A 部分

電壓/電流

輸出選擇 AG

O1 V O1+

I 15V

I O0 24V

V O0+

FBs-4A2D

+15V 24V+

電流輸入電壓輸入

雙絞隔離線 CH1 輸出 ( 電流源 )

FG I+

I

+ CH0 輸出 ( 電壓源 )

外加電源

V

FG

V+ +

24VDC +

外界輸出

18.3.6 FBs-4A2D 輸入 /輸出特性

FBs-4A2D 之各種輸入 /輸出範圍選擇需藉上節所述之 V/I、 U/B( 輸入 /輸出碼 )、 U/B( 信號型態)， 5 V/10 V… 等插梢來組合選擇。各種組合其輸入轉換特性請參考第 18.1.6 節之圖示說明。其輸出轉換特性請參考第 1 8.2.6 節之圖示說明。

第 18 章 ： 類 比 輸 入