کنترل کننده قابل برنامه ریزی FP0-A04V PLC FP0A04V FPO-AO4V

Panasonic FP0-A04V | ماژول خروجی آنالوگ سری FP0 با 4 کانال — ±10 ولت / 0–20 میلی‌آمپر، رزولوشن 12 بیتی، ریل DIN، 24 ولت DC، سازگار با سری FP-X از طریق آداپتور

مرور کلی

ماژول Panasonic FP0-A04V واحد توسعه خروجی آنالوگ 4 کاناله برای سری PLC FP0 است — ماژولی که چهار کلمه خروجی دیجیتال را از برنامه PLC دریافت کرده و آنها را به ولتاژها یا جریان‌های آنالوگ متناسب برای فرمان‌دهی به درایوها، شیرها و سایر عملگرهای کنترل آنالوگ تبدیل می‌کند.

چهار کانال خروجی در یک ماژول فشرده، که مستقیماً از کانکتور توسعه واحد کنترل FP0 بدون هیچ کابل واسطی آویزان می‌شود، FP0-A04V را به انتخاب استاندارد برای کاربردهای ماشین‌آلات نیازمند خروجی آنالوگ چند کاناله از یک PLC فشرده تبدیل کرده است.

معماری توسعه پلتفرم FP0 — که در آن واحدها مستقیماً روی همان ریل DIN به هم متصل می‌شوند بدون نیاز به سیم‌کشی بین آنها برای ارتباط بک‌پلین — چیزی است که استقرار آسان FP0-A04V را ممکن می‌سازد.

هیچ کابل ارتباطی برای اجرا، آدرس‌دهی برای تنظیم، و اتصال برق جداگانه‌ای برای ماژول مورد نیاز نیست: منبع تغذیه 24 ولت DC و اتصال داده باس توسعه از طریق کانکتور جانبی مستقیم بین واحد کنترل و واحدهای توسعه تامین می‌شود.

ماژول خروجی آنالوگ به سادگی در نقشه رجیستر واحد کنترل در آدرس‌های تعیین شده توسط موقعیت فیزیکی آن در زنجیره توسعه ظاهر می‌شود.

رزولوشن 12 بیتی FP0-A04V محدوده خروجی ولتاژ ±10 ولت را به 4000 مرحله تقسیم می‌کند — مراحل 5 میلی‌ولت در هر شمارش.

برای فرمان‌دهی به یک درایو با سرعت متغیر با ورودی مرجع آنالوگ 0–10 ولت یا ±10 ولت، این رزولوشن به این معنی است که نقطه تنظیم سرعت را می‌توان تا 0.025% از مقیاس کامل تنظیم کرد، که برای کاربردهای استاندارد کنترل سرعت صنعتی کافی است.

حالت خروجی جریان (0–20 میلی‌آمپر) از همان محدوده دیجیتال 4000 مرحله‌ای استفاده می‌کند، که هر مرحله نشان‌دهنده 5 میکروآمپر است — کافی برای فرمان‌دهی به درایورهای شیر متناسب، فرستنده‌های مبدل، و سایر دستگاه‌های ورودی 4–20 میلی‌آمپر یا 0–20 میلی‌آمپر.

مشخصات کلیدی

پیکربندی کانال خروجی — ولتاژ در مقابل جریان

هر یک از چهار کانال خروجی در FP0-A04V را می‌توان به صورت جداگانه برای خروجی ولتاژ یا جریان با سیم‌کشی ترمینال مناسب پیکربندی کرد — یک انتخاب در سطح سخت‌افزار به جای یک پارامتر نرم‌افزاری. ماژول بلوک‌های ترمینال جداگانه برای خروجی ولتاژ (V) و جریان (I) در هر کانال ارائه می‌دهد؛ سیگنال روی هر ترمینالی که متصل است ظاهر می‌شود و دیگری استفاده نشده باقی می‌ماند.

برای خروجی ولتاژ (10- تا 10+ ولت)، عملگر بین ترمینال V و ترمینال COM متصل می‌شود.

برای خروجی جریان (0–20 میلی‌آمپر)، بار بین ترمینال I و ترمینال COM متصل می‌شود، و هر دو ترمینال V و I در سمت ماژول به هم متصل می‌شوند تا مرحله خروجی ماژول را به حالت منبع جریان تغییر دهند. 

روش تخصیص ترمینال در دفترچه راهنمای عملیاتی سری FP0 مستند شده است، و سیم‌کشی باید با حالت خروجی مورد نظر سازگار باشد — سیم‌کشی نادرست به ماژول آسیب نمی‌رساند اما خروجی مفیدی در ترمینال اشتباه متصل شده تولید نخواهد کرد.

این انعطاف‌پذیری در هر کانال به این معنی است که FP0-A04V می‌تواند یک نصب ترکیبی را پشتیبانی کند: کانال 1 فرمان‌دهی به یک درایو سروو با ورودی ±10 ولت، کانال 2 راه‌اندازی یک شیر متناسب 0–20 میلی‌آمپر، کانال‌های 3 و 4 ارائه نقاط تنظیم ولتاژ به دو اینورتر — همه از یک ماژول چهار کاناله بدون نیاز به ماژول‌های خروجی ولتاژ و خروجی جریان جداگانه برای انواع کانال‌های مختلف.

ادغام برنامه PLC — نگاشت رجیستر و تبدیل

برنامه PLC اعداد صحیح 16 بیتی امضا شده را به رجیسترهای مربوط به هر کانال خروجی می‌نویسد.

سیستم FP0 کانال‌های FP0-A04V را به رجیسترهای کلمه خروجی (WY) در آدرس‌های تعیین شده توسط موقعیت ماژول در زنجیره توسعه نگاشت می‌کند.

رابطه بین مقدار دیجیتال نوشته شده توسط برنامه و خروجی آنالوگ حاصل خطی است:

برای خروجی ±10 ولت: مقدار دیجیتال 2000- ولت 10- تولید می‌کند؛ مقدار 2000+ ولت 10+ تولید می‌کند؛ 0 ولت 0 تولید می‌کند.

محدوده 4000 مرحله‌ای از 2000- تا 2000+ کل خروجی ±10 ولت را پوشش می‌دهد. برای خروجی 0–20 میلی‌آمپر: مقدار 0 میلی‌آمپر 0 تولید می‌کند؛ مقدار 4000 میلی‌آمپر 20 تولید می‌کند.

این نگاشت مستقیم عدد صحیح به آنالوگ، منطق برنامه PLC را ساده می‌کند: برنامه مقدار خروجی مورد نظر را در واحدهای مهندسی (نقطه تنظیم سرعت بر حسب دور در دقیقه، نقطه تنظیم جریان بر حسب لیتر در دقیقه، مرجع موقعیت بر حسب میلی‌متر) محاسبه می‌کند، آن را به محدوده دیجیتال مقیاس‌بندی می‌کند، و آن را به رجیستر خروجی کانال می‌نویسد.

تبدیل در هر چرخه اسکن اتفاق می‌افتد، بنابراین خروجی آنالوگ مقدار محاسبه شده برنامه PLC را بدون نیاز به پیکربندی اضافی دنبال می‌کند.

سازگاری با سری FP-X از طریق آداپتور توسعه

علیرغم نام‌گذاری خط تولید FP0-A04V، می‌توان از آن با PLCهای سری FP-X از طریق آداپتور توسعه AFPX-EFP0 (که به عنوان آداپتور توسعه FP-X FP0 نیز شناخته می‌شود) استفاده کرد.

این آداپتور به باس توسعه واحد کنترل FP-X متصل می‌شود و یک کانکتور توسعه سازگار با FP0 را فراهم می‌کند، که به حداکثر سه واحد توسعه FP0 — از جمله ماژول‌های آنالوگ، ماژول‌های ورودی ترموکوپل، و واحدهای لینک I/O از محدوده FP0 — اجازه می‌دهد تا به گونه‌ای متصل شوند که گویی به یک واحد کنترل FP0 متصل هستند.

برای طراحان ماشین‌آلات که در حال حاضر از PLCهای سری FP-X استفاده می‌کنند و به کانال‌های خروجی آنالوگ نیاز دارند که واحدهای توسعه خود FP-X ممکن است ارائه ندهند، یا برای نصب‌هایی که از FP0 به FP-X ارتقا می‌یابند و واحدهای جانبی FP0 موجود را حفظ می‌کنند، این مسیر سازگاری عمر مفید سخت‌افزار FP0-A04V را فراتر از خود واحد کنترل FP0 گسترش می‌دهد.

وضعیت قدیمی و محصول جایگزین

FP0-A04V در کاتالوگ محصولات پاناسونیک به عنوان منسوخ فهرست شده است.

جایگزین تولید فعلی FP0R-DA4 (AFP0RDA4) است، که همان عملکرد خروجی آنالوگ 4 کاناله را در حالت سازگاری 12 بیتی ارائه می‌دهد اما یک حالت عملیاتی با رزولوشن بالا 14 بیتی (1/16000 مرحله) را برای کاربردهایی که به دقت خروجی بیشتری نیاز دارند، اضافه می‌کند.FP0R-DA4 با نصب‌های FP0-A04V سازگاری عقب‌رو دارد — می‌تواند با تنظیم سوئیچ حالت مربوطه در حالت سازگاری 12 بیتی FP0-A04V کار کند، و از همان چیدمان سیم‌کشی ترمینال استفاده می‌کند. برای کاربرانی که نصب‌های FP0-A04V موجود را نگهداری می‌کنند، FP0R-DA4 جایگزین مستقیم و بدون تغییر است.سوالات متداول

س1: FP0-A04V دارای 4 کانال خروجی است. آیا هر چهار کانال می‌توانند به طور همزمان با مقادیر متفاوت خروجی دهند؟

بله. هر چهار کانال در هر چرخه اسکن PLC به طور همزمان تبدیل و خروجی می‌دهند.

برنامه PLC مقادیر مستقلی را در رجیستر خروجی هر کانال در یک اسکن واحد می‌نویسد، و FP0-A04V هر چهار مقدار خروجی آنالوگ را همزمان به‌روزرسانی می‌کند.

هیچ مالتی‌پلکسینگ یا اشتراک زمانی بین کانال‌ها وجود ندارد — هر کانال مدار مبدل D/A اختصاصی خود را دارد.

س2: زمان تثبیت پس از به‌روزرسانی رجیستر خروجی چقدر است — خروجی آنالوگ با چه سرعتی به مقدار جدید می‌رسد؟

زمان تثبیت FP0-A04V — زمان از نوشتن یک مقدار دیجیتال جدید به رجیستر کانال تا رسیدن خروجی آنالوگ به سطح جدید در دقت مشخص شده — در محدوده چند میلی‌ثانیه برای تغییر مقیاس کامل است.

زمان تثبیت واقعی به ظرفیت بار (برای خروجی ولتاژ) یا مقاومت بار (برای خروجی جریان) بستگی دارد.

برای اکثر کاربردهای عملگر صنعتی — اینورترها، درایوهای سروو، شیرهای متناسب — زمان تثبیت نسبت به چرخه اسکن PLC سریع است، بنابراین خروجی آنالوگ به طور موثر آخرین مقدار رجیستر نوشته شده در هر اسکن را دنبال می‌کند.

س3: آیا برق خارجی برای FP0-A04V مورد نیاز است و در صورت لزوم چه نوعی؟

بله. مانند سایر واحدهای آنالوگ FP0، FP0-A04V به یک منبع تغذیه خارجی 24 ولت DC متصل به ترمینال‌های ورودی برق خود نیاز دارد — این از برق باس 5 ولت که از طریق کانکتور توسعه از واحد کنترل دریافت می‌شود، جدا است.

برق باس 5 ولت (تامین شده توسط واحد کنترل) منطق داخلی را تامین می‌کند؛ برق خارجی 24 ولت DC مدارهای خروجی آنالوگ را تغذیه کرده و سطوح ولتاژ و جریان خروجی را هدایت می‌کند. کابل برق (AFP0581) لوازم جانبی استاندارد برای این اتصال است.

محدوده ولتاژ عملیاتی 21.6 تا 26.4 ولت DC است که منابع تغذیه استاندارد صنعتی 24 ولت را با تلرانس ±10% پوشش می‌دهد.

س4: آیا می‌توان خروجی FP0-A04V را برای جلوگیری از تجاوز از یک محدوده خاص محدود کرد — به عنوان مثال، محدود کردن خروجی به 0–10 ولت به جای ±10 ولت؟

محدوده خروجی سخت‌افزاری FP0-A04V در ±10 ولت (ولتاژ) یا 0–20 میلی‌آمپر (جریان) ثابت است.

هیچ محدودیت سخت‌افزاری به یک محدوده باریک‌تر وجود ندارد. محدود کردن محدوده خروجی در برنامه PLC انجام می‌شود: برنامه مقدار خروجی را محاسبه می‌کند، محدودیت‌های بالا و پایین خود را اعمال می‌کند (به عنوان مثال، محدود کردن مقدار نوشته شده به 0–2000 برای خروجی 0–10 ولت)، و مقدار محدود شده را به رجیستر می‌نویسد.

این محدودیت نرم‌افزاری انعطاف‌پذیر است و می‌تواند با تغییر برنامه بدون تغییرات سخت‌افزاری تغییر کند.

س5: وضعیت حفاظت از قطعی سیم یا اتصال کوتاه کانال‌های خروجی آنالوگ چیست؟

کانال‌های خروجی ولتاژ FP0-A04V به معنای متعارف محافظت در برابر اتصال کوتاه ندارند — اتصال ترمینال خروجی V مستقیماً به ترمینال COM باعث می‌شود که تقویت‌کننده خروجی سعی کند ولتاژ صفر را در امپدانس صفر هدایت کند، که ممکن است به مرور زمان به مرحله خروجی آسیب برساند.

کانال‌های خروجی جریان به دلیل طراحی خود (آنها منابع جریان ثابت هستند) دارای محدودیت جریان ذاتی هستند، بنابراین خروجی جریان نسبت به تغییرات بار تحمل بیشتری دارد. 

برای عملکرد طولانی مدت قابل اعتماد، اطمینان حاصل کنید که بار متصل به هر کانال خروجی ولتاژ امپدانس مناسبی را مطابق با مشخصات دفترچه راهنمای ماژول سری FP0 ارائه می‌دهد.