XC系列PLC输入输出、温度、模拟量扩展模块用户手册(2011-8-30更新)

无锡信捷电气有限公司

资料编号 PC 06 20110114 3.3

信捷电子

XC系列输入输出

模拟量温度扩展模块用户手册 第二版

目录

前言 ——————————————————————————

模块信息概要

1 ——————————————————————————

模拟量输入模块XC-E8AD(V3) 2 ——————————————————————————

模拟量输入输出模块XC-E4AD2DA(-H) 3 ——————————————————————————

模拟量输入模块XC-E4AD 4 ——————————————————————————

模拟量输出模块XC-E4DA(-H) 5 ——————————————————————————

模拟量输出模块XC-E2DA

6 ——————————————————————————

Pt100温度PID控制模块XC-E6PT-P

7

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K型热电偶温度PID控制模块XC-E6TC-P 8

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模拟量与温度混合模块XC-E3AD4PT2DA 9

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输入输出扩展模块XC-EnXmY 10

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本手册包含了基本的保证人身安全与保护本产品及连接设备应遵守的注意事项，这些注意事项在手册中以警告三角形加以突出，其他未竟事项请遵守基本的电气操作规程。

请遵守本注意事项，如果不采取正确的操作规程，可能会导致控制系统工作不正确或不正常，严重的会造成财产损失。

本设备及其部件只能用于产品目录与技术说明中所叙述的应用，并且只可与信捷认可或推荐的外围厂家出产的设备或部件一起使用。

只有正确地运输、保管、配置与安装，并且按照建议操作与维护，产品才能正常地运行。

Xinje Electronic Co., Ltd. 版权所有

未经明确的书面许可，不得复制、传翻或使用本资料或其中的内容，违者要对造成的损失承担责任。保留包括实用模块或设计的专利许可及注册中提供的所有权力。 责任申明

我们已核对本手册的内容与所叙述的硬件和软件相符，因为差错难免，我们不能保证完全一致。但是，我们会经常对手册的数据进行检查并在以后的编辑中进行必要的更正。欢迎提出宝贵意见。

二O一一 年 一 月

前言................................................................................................................................................... 1 1、模块信息概要 ............................................................................................................................. 3

1-1. 模块型号及配置 .............................................................................................................. 5 1-2. 外形尺寸 .......................................................................................................................... 6 1-3. 各部分名称及功能 .......................................................................................................... 7 1-4. 一般规格及铭牌说明 ...................................................................................................... 8 1-5 . 模块的安装 ..................................................................................................................... 9 1-6 . XCPPro中的配置 .......................................................................................................... 13 1-7. PID功能简介 .................................................................................................................. 14 2、模拟量输入模块XC-E8AD(V3) ............................................................................................. 17

2-1 . 模块特点及规格 ........................................................................................................... 19 2-2 . 端子说明 ....................................................................................................................... 20 2-3 . 输入输出定义号分配 ................................................................................................... 21 2-4 . 工作模式设定 ............................................................................................................... 24 2-5 . 模块外部连接 ............................................................................................................... 26 2-6 . 模数转换图 ................................................................................................................... 27 2-7 . 编程举例 ....................................................................................................................... 28 3、模拟量输入输出模块XC-E4AD2DA(-H) .............................................................................. 31

3-1 . 模块特点及规格 ........................................................................................................... 33 3-2 . 端子说明 ....................................................................................................................... 34 3-3 . 输入输出定义号分配 ................................................................................................... 35 3-4 . 工作模式设定 ............................................................................................................... 38 3-5 . 外部连接 ....................................................................................................................... 40 3-6 . 模数转换图 ................................................................................................................... 42 3-7 . 编程举例 ....................................................................................................................... 44 4、模拟量输入模块XC-E4AD ..................................................................................................... 45

4-1 . 模块特点及规格 ........................................................................................................... 46 4-2 . 端子说明 ....................................................................................................................... 47 4-3 . 输入输出定义号分配 ................................................................................................... 48 4-4 . 工作模式设定 ............................................................................................................... 50 4-5. 模块外部连接 ................................................................................................................ 52 4-6. 模数转换图 .................................................................................................................... 53 4-7. 编程举例 ........................................................................................................................ 54 5、模拟量输出模块XC-E4DA(-H) .............................................................................................. 55

5-1. 模块特点及规格 ............................................................................................................ 57 5-2. 端子说明 ........................................................................................................................ 58 5-3. 输入输出定义号分配 .................................................................................................... 59 5-4. 工作模式设定 ................................................................................................................ 60 5-5. 外部连接 ........................................................................................................................ 61 5-6. 模数转换图 .................................................................................................................... 63 5-7. 编程举例 ........................................................................................................................ 64

6、模拟量输出模块XC-E2DA ..................................................................................................... 65

7-1. 模块特点及规格 ............................................................................................................ 67 7-2. 端子说明 ........................................................................................................................ 68 7-3. 输入输出定义号分配 .................................................................................................... 69 7-4. 工作模式设定 ................................................................................................................ 70 7-5. 外部连接 ........................................................................................................................ 71 7-6. 模数转换图 .................................................................................................................... 73 7-7. 编程举例 ........................................................................................................................ 74 8、PT100温度控制模块XC-E6PT-P ........................................................................................... 75

8-1. 模块特点及规格 ............................................................................................................ 77 8-2. 端子说明 ........................................................................................................................ 78 8-3. 输入输出定义号分配 .................................................................................................... 79 8-4. 工作模式设定 ................................................................................................................ 82 8-5. 外部连接 ........................................................................................................................ 84 8-6. 编程举例 ........................................................................................................................ 86 9、K型热电偶温度控制模块XC-E6TC-P .................................................................................. 89

9-1. 模块特点及规格 ............................................................................................................ 91 9-2. 端子说明 ........................................................................................................................ 92 9-3. 输入输出定义号分配 .................................................................................................... 93 9-4. 工作模式设定 ................................................................................................................ 96 9-5. 外部连接 ........................................................................................................................ 98 9-6. 编程举例 ........................................................................................................................ 99 10、模拟量温度混合模块XC-E3AD4PT2DA .......................................................................... 101

10-1. 模块特点及规格 ........................................................................................................ 103 10-2. 端子说明 .................................................................................................................... 104 10-3. 输入输出定义号分配 ................................................................................................ 105 10-4. 工作模式设定 ............................................................................................................ 109 10-5. 外部连接 .................................................................................................................... 111 10-6. 模数转换图 ................................................................................................................ 112 10-7. 编程举例 .................................................................................................................... 113 11、输入输出扩展模块XC-EnXmY .......................................................................................... 115

11-1. 模块特点及规格 ......................................................................................................... 117 11-2. 端子说明 .................................................................................................................... 119 11-3. 输入输出定义号分配 ................................................................................................. 120 11-4. 外部连接 .................................................................................................................... 126 11-5. 应用举例 .................................................................................................................... 128

在现代工程控制项目中，仅仅用PLC的I/O模块，还不能完全解决问题。因此，PLC生产厂家开发了许多特殊功能模块。如模拟量输入模块、模拟量输出模块、高速计数模块、PID过程控制调节模块、运动控制模块、通信模块等。有了这些模块，它与PLC主机一起连接起来，构成控制系统单元，使PLC的功能越来越强，应用范围越来越广。 本手册主要介绍模拟量模块和温度控制模块。

XC系列输入输出/模拟量温度扩展模块用户手册

2

1、模块信息概要

本章介绍XC系列扩展模块的型号、外观、一般规格、安装方法、软件配置及PID功能介绍。本系列模块适用于XC2、XC3、XC5、XCM系列部分PLC型号。

模块信息概要

4

XC系列PLC不仅具有强大的逻辑处理、数据运算、高速处理等功能，而且具有A/D、D/A转换、PID调节等功能，通过使用输入输出模块、模拟量模块、温度控制模块等等，使XC系列PLC在温度、流量、液位、压力等过程控制系统中得到了广泛的应用。

具体型号如下表所示：

注：XC-E8AD-B为带控制位的模拟量输入模块。 XC系列模拟量输入输出、温度控制模块可以安装在XC系列PLC的主单元、扩展单元、扩展模块和特殊功能模块右边：

输入输出开关量序号为八进制数。 输入输出模拟量序号为十进制数。

PLC本体最多可外接7个扩展模块以及一个BD模块，种类不受限制，可以为输入输出开

关量，也可以是模拟量、温度控制模块等。

XC系列模拟量、温度、8/16点输入输出模块的外形及尺寸请参照下图： （单位：mm）

总点数为32点的输入输出模块的外形及尺寸请参照下图： （单位：mm）

模块信息概要

1-3.各部分名称及功能螺钉安装孔模拟量输入输出端子排

扩展口

Xinje Electronic Co.,Ltd

TYPE:XC-E6PT-P DATE:20060410 SN:0067032266

PWR

电源指示

扩展电缆

模块型号

DIN导轨挂钩

模拟量输入输出端子排

名称电源指示模块型号扩展口模拟量输入输出端子排 DIN导轨挂钩螺钉安装孔扩展电缆

功能当电源接通时该指示灯亮该特殊功能模块的型号连接其他扩展模块用于连接模拟量输入、输出和外部设备的端子，可拆卸用于直接安装模块，拆卸时拉下 DIN导轨拉

钩即可可以在安装孔里旋入螺钉(M3)来完成模块安装通过扩展电缆和 PLC扩展通讯口连接,完成数据传送

7

TYPE:XC-E6PT-PDATE:20060410SN:0067032266

Xinje Electronic Co.,Ltd

TYPE：模块型号 DATE：出厂日期 SN：SN出厂号

生产厂家：无锡信捷电气有限公司

1.检查安装环境

检查特殊功能模块安装现场是否合适 2.安装准备

为特殊模块的安装做好准备 3.安装模块

将模块安装在PLC主单元右侧 4.调试

检查模块是否安装正确

不要安装在以下环境中：

XC系列模拟量输入输出、温度控制模块可以安装在XC系列PLC的主单元、扩展单元、扩展模块和特殊功能模块右边，其安装可以使用DIN46277导轨（宽35mm），或者直接用M3螺丝固定。

使用DIN46277导轨安装：

DIN 导轨挂钩

特殊模块可以安装在DIN46277导轨（宽35mm）上。要拆除时，只要拉下DIN导轨的装配拉钩，取下模块即可。

直接安装：特殊模块也可以通过在安装孔里旋入螺钉(M3)来直接安装。

Y

端子产品的使用 Y 形端子尺寸：

B： Y 形部分的外缘尺寸

d1：插入导线部分的外径 d2：Y 形部分的内缘尺寸（压螺丝部分） L：全长

合适尺寸：

B： 6mm 以下； L： 13mm 以下； d2：3.2mm 以下

布线方法 A、断开电源

B、打开模拟量I/O端子排盖

端子排盖

C、将信号线的压接端子安装在规定的端子上，用螺丝刀松开端子螺钉，插入压接端子；接着，拧紧端子螺钉即可

D、关闭模拟量 I/O 端子排盖

注意事项

请确认规格，选择合适的模块。

进行螺丝孔加工和配线工程时，请不要让切屑、电线屑落入模块内部。 在连线前，请再次确认模块和连接设备的规格，确保没有问题。

在进行连线时，请注意连线是否牢固，连线脱落会造成数据不正确、短路等故障。 安装、配线等作业，必须在切断全部电源后进行。

模块在使用时，首先需要在PLC的上位机编程软件XCPPro中进行相应的配置，方可正常使用模块。下面以模块XC-E8AD为例，说明如何在XCPPro中进行配置，步骤如下所示： A、 打开编程软件，在工程栏中找到扩展模块，如下图所示：

B、 在弹出的扩展模块设置对话框中进行相应设置，包括模块型号、工作模式设定等。

模块选择

设定模块的工作模式，包括每个通道模拟量输入的内容、模拟量大小、是否滤波。

XC系列PLC的PID控制有两种：

（1） 由模拟量扩展模块实现的PID控制。主程序向扩展模块写入PID控制参数，并控制

其PID启停位，实现过程控制。其控制周期为2秒，因此比较适合温度等大时延的控制对象。

（2） 由PLC本体实现的PID控制。通过主程序的PID控制指令实现过程控制。同时支

持PID参数自整定功能，可以得到最佳的PID参数。应用比较灵活，适合各种控制对象，如温度、压力、流量、液位等。

下面介绍的是通过模拟量扩展模块实现的PID控制。

XC

系列PLC的特殊模块中，数字量输入模块（A/D

模块）和温度控制模块都具有PID控制功能。它用途广泛、使用灵活，使用中只需设定四个参数（Kp、 Ki、 Kd和Diff）即可。

PID的控制规律如下：

（1-1） u(t) = Kp [ e ( t ) + 1/Ti∫e(t)dt + TD de(t)/dt] （1-2

）

其中，e(t)为偏差，r ( t )为给定值，c ( t )为模拟量测量值，u（t）为控制量； 式（1-2）中，Kp、Ti、TD分别为比例系数、积分时间系数、微分时间系数。 比例参数（Kp）、积分参数（Ki）、微分参数（Kd）、PID运算范围（Diff）四个参数的作用。 Kp--参数P为比例参数，主要是反映系统的偏差，偏差产生立即进行控制，以减小偏差。 Ki—参数I为积分参数，主要用于消除静差，提高系统无差度 。

Kd--参数D为微分参数，主要用于控制信号的变化趋势，减小系统的振荡。

Diff—运算范围是参数，指在指定的范围内进行PID控制，范围之外不进行PID控制。 Death—死区范围参数，指当前次的PID输出值与上次的PID输出值比较，如果它们之间的差值小于设定的死区范围值时，模块将舍弃当前PID输出值，还是把上次的PID输出值传送给PLC本体。

进行PID调节的范围就是，当测量值低于QD-Diff时，控制器满额输出；当测量值高于QD+Diff时，控制器停止输出；当在区间（QD-Diff，QD+Diff）时，进行PID调节。

PID的控制曲线如下：

各参数参考值：Kp=20~100；Ki=5~20；Kd=200~800；DIFF=100~200。

PID调节方法有3种：

（1） 开关量输出。通过控制扩展模块上的晶体管输出的占空比来进行调节。XC-E6PT-P

和XC-E6TC-P属这种情况。

（2） 模拟量输出。对应每一路模拟量输入，都有相应的设定值和PID输出值。将 PID

输出值转化为模拟量输出即可实现控制。XC-4AD、XC-8AD、XC-4AD/2DA等模块属这种情况。

（3） 模拟量转开关量输出。模拟量模块有PID输出值但不含开关量输出，而控制对象要

求开关量输出。此时需要将PID输出值转化为PLC本体上的输出点占空比输出。在此情况下，我们除了要设置相应的PID参数，还需要编写相应的控制程序，以下是程序举例：

PID输出值转化为开关量输出例程：

在进行模拟量PID调节时，模块每2秒输出一个PID控制值，因此，在PLC程序中，

我们可以利用PID输出值与K4095比值在2秒内形成的占空比进行控制。设PID输出值为X（0≤X≤4095），在2秒的周期内进行占空比控制，2X/4095秒控制器输出，(2－2X/4095)秒控制器关闭输出。如下例所示：

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/0pm1.html