Aangepaste MITSUBISHI PLC Programmeerbare Logische Controller FX3U-4AD-ADP

Mitsubishi FX3U-4AD-ADP | MELSEC-F FX3U Serie 4-kanaals analoge ingangsadapter — 0–10VDC / 4–20mA, 12-bits spanning / 11-bits stroom, Programmavrij, 24VDC, 27,4×90×75mm

Overzicht

De Mitsubishi FX3U-4AD-ADP is een analoge ingangsadapter met vier kanalen voor de MELSEC FX3U-familie van compacte PLC's. De aanduiding "ADP" onderscheidt deze module van het standaardtype "speciale functiemodule" — waar een speciale functiemodule aan de rechterkant van de FX3U-hoofdeenheid op de DIN-rail wordt aangesloten en meetelt voor het budget van de uitbreidingseenheden van de PLC, een ADP-adapter wordt fysiek aan de linkerkant van de FX3U-hoofdeenheid bevestigd en werkt via een directe verbinding die geen I/O-punten en geen sleuven voor speciale functiemodules verbruikt.

Deze bevestigingsmethode maakt de FX3U-4AD-ADP bijzonder aantrekkelijk voor compacte machinebesturingsapplicaties waar de FX3U al dicht bij zijn uitbreidingslimiet is, of waar het toevoegen van analoge functionaliteit zonder verbruik van I/O-punten een prioriteit is voor het systeemontwerp.

Een machine die een FX3U gebruikt met een volledig assortiment digitale uitbreidingsmodules kan nog steeds de FX3U-4AD-ADP toevoegen om vier analoge ingangen te verkrijgen zonder enige herontwerp van de I/O-toewijzing of de keten van speciale functiemodules.

De programmavrije werking maakt dit gemak nog groter. Bij een standaard speciale functiemodule schrijft de PLC-programmeur speciale FROM/TO-instructies (of buffergeheugenopdrachten) om analoge waarden van de module te lezen en in de dataregisters van het hoofdprogramma te schrijven.

De FX3U-4AD-ADP omzeilt deze vereiste volledig: eenmaal geïnstalleerd en geconfigureerd, brengt de adapter automatisch zijn vier analoge metingen over naar vooraf gedefinieerde speciale dataregisters (D8280 tot D8299 voor de eerste adapter, met volgende adapters in gedefinieerde registerbereiken).

Het PLC-programma leest eenvoudigweg deze registers met standaard MOV- of rekenkundige instructies — er zijn geen speciale analoge communicatie-instructies nodig.

Belangrijkste specificaties

Modusselectie per kanaal — Spanning of Stroom

De FX3U-4AD-ADP verwerkt zowel spannings- als stroomsignalen, maar de selectie is per kanaal — niet per module. Elk van de vier kanalen kan onafhankelijk worden geconfigureerd voor spanning (0–10V DC) of stroom (4–20mA), waardoor één adapter tegelijkertijd signalen van zowel spannings- als stroomuitgangstransmitters in dezelfde machine kan accepteren.

De configuratie gebeurt via het PLC-programma, door te schrijven naar de juiste speciale dataregisters die de bedrijfsmodus van de FX3U-4AD-ADP regelen. Eenmaal ingesteld, blijft de modus van kracht gedurende stroomcycli, zolang de instelling wordt geschreven in de initiële verwerking van de PLC.

Voor machines met gemengde sensortypen — sommige sensoren die 0–10V (spanningsgevoelige nabijheidsversterkers, sommige temperatuurtransmitters) uitvoeren en andere die 4–20mA (de meeste industriële lusgevoede transmitters) uitvoeren — betekent deze flexibiliteit per kanaal dat één FX3U-4AD-ADP voldoet aan de volledige analoge ingangsvereiste zonder aparte modules voor elk signaalktype.

12-bits spanningsresolutie — Meetprecisie

De 12-bits analoge-naar-digitale conversie voor spanningsingangen verdeelt het 0–10V-bereik in 4096 discrete stappen, wat een spanningsresolutie van ongeveer 2,5mV per stap oplevert.

Voor de meeste procesmeetapplicaties — temperatuur van een PT100-transmitter, druk van een 0–10V-druksensor, positie van een lineaire potentiometer — is deze resolutie meer dan voldoende.

Een 0–10V druksensor die 0–10 bar meet met 12-bits conversie, lost de druk op tot ongeveer 2,4 mbar, wat fijner is dan de nauwkeurigheid van de meeste druksensoren zelf.

De stroomingangsresolutie bij 11-bits is iets grover — het 4–20mA-bereik wordt verdeeld in 2048 stappen, wat overeenkomt met ongeveer 7,8µA per stap.

Over een typisch 4–20mA-bereik dat een procesbereik van 0–100% vertegenwoordigt, is dit gelijk aan een resolutie van ongeveer 0,05% van de volledige schaal, opnieuw nauwkeuriger dan de nauwkeurigheidsspecificatie van ±0,5–1,0% van de adapter zelf.

In de praktijk wordt de meetonzekerheid bepaald door de nauwkeurigheidsspecificatie in plaats van de resolutie voor normale industriële toepassingen.

Installatie en bedrading

De FX3U-4AD-ADP wordt aan de linkerkant van de FX3U-hoofdeenheid aangesloten via een speciale adapterconnector — dezelfde mechanische interface die wordt gebruikt door communicatieadapters (RS-232C, RS-485, USB) en andere speciale adapters in het FX3U-uitbreidingsbereik aan de linkerkant. Er kunnen maximaal vier adaptereenheden in deze keten worden aangesloten, waarbij de adapters van links naar rechts worden genummerd (nr. 1 het dichtst bij de hoofdeenheid, nr. 4 het verst naar links).

Veldbedrading wordt aangesloten via de schroefklemmen op het klemmenblok van de FX3U-4AD-ADP.

Elk kanaal heeft aangewezen spanningsingangsaansluitingen (VIN+ en COM) en stroomingangsaansluitingen (IIN en COM).

De 24V DC externe voeding die vereist is door de adapter wordt aangesloten via aangewezen voedingsaansluitingen.

Deze 24V-voeding is gescheiden van de eigen voeding van de FX3U, hoewel in de praktijk dezelfde 24V DC paneelvoeding doorgaans beide voedt.

Veelgestelde vragen

V1: Werkt de FX3U-4AD-ADP met de oudere FX2N of FX1N PLC-series?

Nee. De FX3U-4AD-ADP is mechanisch en elektrisch ontworpen voor het FX3U-adapterverbindingssysteem, dat specifiek is voor de FX3U, FX3UC, FX3G, FX3GE en FX3S platforms. De FX2N en FX1N series gebruiken een ander uitbreidingssysteem (uitbreidingseenheden/blokken aan de rechterkant) en hebben niet de adapterconnector aan de linkerkant die nodig is voor ADP-type modules.

Voor analoge ingang op FX2N-systemen zijn de FX2N-4AD (speciale functiemodule) of FX2N-4AD-TC (thermocouppel) modules de juiste keuzes.

V2: Hoeveel FX3U-4AD-ADP-eenheden kunnen er op één FX3U-hoofdeenheid worden aangesloten?

Er kunnen in totaal maximaal vier ADP-adaptereenheden aan de linkerkant van een FX3U-hoofdeenheid worden aangesloten (waarbij alle adaptertypen worden gecombineerd — analoge ingang, analoge uitgang, communicatie, enz.).

Binnen deze limiet kunnen meerdere FX3U-4AD-ADP-eenheden worden gebruikt — bijvoorbeeld, twee FX3U-4AD-ADP-adapters bieden acht analoge ingangskanalen terwijl ze nul I/O-punten verbruiken.

Als er acht of meer analoge kanalen nodig zijn op één FX3U-hoofdeenheid, kan een combinatie van ADP-adapters en speciale functiemodules (FX3U-4AD of FX3U-8AD) vereist zijn.

V3: Kan de FX3U-4AD-ADP negatieve spanningsingangen (onder 0V) of signalen buiten de 0–10V / 4–20mA bereiken verwerken?

De FX3U-4AD-ADP is ontworpen voor unipolaire signalen in de 0–10V en 4–20mA bereiken. Negatieve spanningen of signalen onder 4mA (voor stroommodus) vallen buiten het gespecificeerde ingangsbereik van de module.

Voor toepassingen die bipolaire spanningsmeting (–10V tot +10V) of het volledige –20mA tot +20mA stroombereik vereisen, ondersteunt de FX3U-4AD (standaard speciale functiemodule) deze bredere bereiken met 15-bits en 14-bits resolutie.

Wanneer ingangssignalen buiten het 4–20mA bereik kunnen vallen (bijvoorbeeld in een sensorfoutconditie waarbij een transmitter 0–3,6mA kan uitvoeren voor foutsignalering), moeten ingangsbeperking en foutdetectielogica in het PLC-programma worden geïmplementeerd.

V4: De specificaties vermelden een nauwkeurigheid van ±0,5% voor spanning en ±1,0% voor stroom. Wat zijn de voorwaarden voor deze cijfers?

De nauwkeurigheidscijfers zijn van toepassing bij een omgevingstemperatuur van 25°C met de PLC in zijn normale bedrijfsoriëntatie en met een stabiele voeding. Bij temperaturen anders dan 25°C degradeert de nauwkeurigheid met de temperatuurcoëfficiënt — doorgaans een paar honderdsten van een procent per graad Celsius.

De lagere nauwkeurigheid van de stroomingang (±1,0%) vergeleken met spanning (±0,5%) weerspiegelt de extra onzekerheid die wordt geïntroduceerd door de shuntweerstand die wordt gebruikt voor stroommeting.

Voor kritieke metingen waarbij ±1,0% onvoldoende is, moet een stroom-naar-spanningsomvormer vóór de adapter of een speciale functiemodule met hogere nauwkeurigheid (FX3U-4AD) met zijn grotere bitdiepte worden overwogen.

V5: Is speciale programmering vereist om de analoge waarden van de FX3U-4AD-ADP in het PLC-ladderprogramma te lezen?

Er zijn geen speciale analoge programmeerinstructies nodig. De programmavrije werking van de FX3U-4AD-ADP betekent dat de digitale conversiewaarden automatisch worden geschreven naar speciale dataregisters (D8280–D8283 voor kanaal 1–4 van de eerste adapter, met volgende adapters die gedefinieerde registerverschuivingen gebruiken).

Het PLC-ladderprogramma leest deze registers met standaard gegevensoverdrachtsinstructies (MOV, rekenkundige bewerkingen, vergelijkingscontacten) alsof het andere dataregisters in het geheugen van de FX3U zijn.

De modusconfiguratie (spanning versus stroom per kanaal) wordt ingesteld door te schrijven naar de bijbehorende configuratieregisters bij het opstarten van het programma.