目錄
模擬量控制簡介
技術(shù)指標(biāo)&輸入特性
接線方式
通用程序
From/To指令
緩沖存儲器分配
程序設(shè)計
結(jié)果折算

參考：
《三菱FX系列PLC編程速成全圖解》 韓相爭 化學(xué)工業(yè)出版社
FX2N-2AD中文手冊說明書
三菱FROM、TO指令解釋

模擬量控制簡介

模擬量處理過程如圖7-1所示。
 
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模擬量I/O模塊包括模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊和模擬量輸入輸出模塊。

FX2N-2AD型模擬輸入模塊用于將2點(diǎn)模擬輸入（電壓輸入或電流輸入）轉(zhuǎn)換成12位的數(shù)字值，并將該值輸入到PLC的BFM中。該模塊無需外部電源，其電源由基本單元提供，通過專用的扁平電纜與CPU通信。
兩個頻道的模擬輸入值可以接受0-10V DC（點(diǎn)），0-5V DC，或者4-20mA之間。

技術(shù)指標(biāo)&輸入特性

 
產(chǎn)品出廠時，默認(rèn)特性0-10V DC。

模擬量轉(zhuǎn)換的精度除了取決與A/D轉(zhuǎn)換的分辨率，還受到轉(zhuǎn)換芯片的外圍電路的影響。在實際應(yīng)用中，輸入的模擬量信號會有波動、噪聲和干擾，內(nèi)部模擬電路也會產(chǎn)生噪聲、漂移，這些都會對轉(zhuǎn)換的最后精度造成影響。這些因素造成的誤差要大于A/D芯片的轉(zhuǎn)換誤差。

接線方式

 
注意電壓輸入和電流輸入接線方式不同：電流輸入時，VIN與IIN需要短接再接入；電壓輸入時，可直接接入VIN。
信號輸入設(shè)備與模塊之間最好用屏蔽雙絞線連接，為了減少外界干擾可在VIN與COM端間并聯(lián)1個0.1~0.47uf的電容。
一般電壓信號比電流信號容易受干擾，應(yīng)優(yōu)先選用電流信號。

電流輸入通道對地有一250歐姆電阻，當(dāng)電流輸入時，通過電阻轉(zhuǎn)換為電壓，接入電壓輸入通道，因此模塊的輸入端實際上就是電壓輸入。模塊的輸入放大器的增益時可調(diào)的，因此量程是可調(diào)的，量程在5-10V間可調(diào)，出場時量程為10V，如果被測信號的最大值小于10V，可通過調(diào)節(jié)增益電位器來調(diào)節(jié)量程。
例：如果被測信號為0-5V，將模塊輸入端接入5V直流電壓，調(diào)節(jié)增益調(diào)節(jié)電位器，同時讀取AD轉(zhuǎn)換值，當(dāng)讀取轉(zhuǎn)換值為4000時即可。

注意

1. 由于所有通道都采用同樣的偏移值和增益值，因此兩個通道的模擬輸入必須統(tǒng)一（即輸入相同類型的信號），不能一個作為模擬電壓的輸入，一個作為電流的輸入；
2. 輸入信號只能是單極性的；
3. 模塊轉(zhuǎn)換數(shù)字量對應(yīng)2^12-1=4095，實際應(yīng)用中簡化為4000；

通用程序

除了硬件連接，還需要編寫相關(guān)程序用于設(shè)置模塊的工作參數(shù)和讀取轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字量以及模塊的操作狀態(tài)。
FX2N-2AD模塊的使用不是很方便，要使用FROM/TO指令。

FROM指令
用FROM指令讀取特殊功能模塊的BFM中的數(shù)據(jù)，將A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果讀入PLC，指令格式如下：
 

—>表示該行從屬于上方最近一行沒有—>的行。

TO指令
使用TO指令用于PLC基本單元將數(shù)據(jù)寫入特殊功能模塊的BFM中，啟動A/D轉(zhuǎn)換；
 

轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)在模塊緩沖存儲器（BFM）中的存儲地址如下，BFM是16位的：
 

表中：
A/D通道選擇：b0=0，選擇CH1通道；b0=1，選擇CH2通道
A/D轉(zhuǎn)換啟動：b1由0變1時，轉(zhuǎn)換開始

使用前還需確定模塊的編號，F(xiàn)X系列可以連接多達(dá)8個特殊功能模塊，其編號從最靠近基本單元的那一個開始順次編為0-7號，注意數(shù)字量I/0擴(kuò)展模塊不占編號。

單通道

下面展示一段非常經(jīng)典的AD模塊程序，采用了通道1進(jìn)行轉(zhuǎn)換，幾乎在每本教材中都會出現(xiàn)：
 
下面對該梯形圖程序進(jìn)行逐行解釋：

1. CPU在第一個特殊模塊（K0）的BFM17（K17）中，向bit0（H0=0B）寫入0，意思是選擇模塊的CH1通道；
2. CPU在第一個特殊模塊（K0）的BFM17（K17）中，向bit1（H2=10B）寫入1，即啟動CH1通道 的AD轉(zhuǎn)換功能；

兩行代碼沒法合成一行。

3. K2M100，該操作將第一個模塊的BFM#0 的低八位（b0-b7）讀到CPU的M100-M107，BFM#1的低八位（包含有效數(shù)據(jù)b0-b3）讀到CPU的M108-M115，即讀取CH1通道的12位數(shù)字值；

這個問題我想了有一段時間了，BFM#0和BFM#1中共有16+16位數(shù)據(jù)（包括保留位），所以轉(zhuǎn)移的點(diǎn)數(shù)位K2（K1代表16位，因此K2代表32位），然而儲存,目的地址為K2M100（K2代表8位）而非K4M100（K4代表16位）。之所以采用K2M100而非K4M100，可能是因為后者會使12位數(shù)字值不連續(xù)，高位和低位數(shù)據(jù)分散需要額外編寫傳送指令；前者剛好使低八位和高四位連續(xù)。

4. K4M100，該操作將M100-M115的數(shù)據(jù)內(nèi)容轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)儲存器D0中（通道1的高端4位移動到下面的8位位置上，并存儲到D0）；

雙通道

如果要同時使用兩個通道，可采用如下程序：
 
實際上在BFM#17中同一時間只能設(shè)置1個通道工作，因此圖中X0和X1在同一時間只能有一個置位，這也是為什么兩個通道都將臨時數(shù)據(jù)存儲到K2M100卻不會造成數(shù)據(jù)沖突；若二者同時置位，會導(dǎo)致程序不能正常運(yùn)行。

注意
從X0/X1打開至模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換值存儲到主單元的數(shù)據(jù)寄存器之間的時間為2.5ms，因此兩通道的切換時間不得小于該處理時間。

為了將模擬量模塊內(nèi)部數(shù)字量與實際物理量對應(yīng)，需要找出二者的數(shù)據(jù)比例關(guān)系。
設(shè)X為數(shù)字量（0-10V），M為模擬量（0-4000），可得：
M=X/400
如果直接寫入DIV D0 K400 D2，由于除法指令無法除小數(shù)的特性，其結(jié)果總是為整數(shù)，小數(shù)會被省略，因而數(shù)據(jù)精度遭到折損。
可以將X從0-10V的范圍轉(zhuǎn)換到0-10000mV，這樣算式為：
M=1000X/400
=10X/4
即將小數(shù)擴(kuò)大為整數(shù)來保留值。
修改后的程序為：
 

用了兩個指令，先乘后除。

乘法MUL指令和除法DIV指令占取兩個寄存器，如果只保留一個會造成數(shù)據(jù)錯誤。

平均值濾波
（摘自FX3U手冊，不清楚FX2N有沒有這個功能）模擬量輸入模塊可能采集到緩慢變化的模擬量信號中的干擾噪聲，這些噪聲通常以窄脈沖的方式出現(xiàn)，為了減輕噪聲信號的影響，模塊提供連續(xù)若干次采樣值的平均值，可以設(shè)置求平均值的采樣周期數(shù)。但是，取平均值會降低PLC對外部輸入信號的響應(yīng)速度。