Programmierbare Steuerung FP0-A04V PLC FP0A04V FPO-AO4V

FP0-A04V | 4-Kanal-Analogausgang der FP0-Serie – ±10 V / 0–20 mA / 12 Bit / V/I-Auswahl pro Kanal / 24 VDC / veraltet → FP0R-DA4

Direktverbindungserweiterung ohne Verkabelung

Der FP0-A04V rastet direkt auf den rechten Erweiterungsstecker der FP0-Steuereinheit auf demselben DIN-Schienenabschnitt ein. Kein Kommunikationskabel zwischen der Steuereinheit und dem Erweiterungsmodul, kein Adresswahlschalter, keine separate Strombusverkabelung für die Erweiterungsdatenverbindung – der seitliche Anschluss überträgt sowohl die Erweiterungsbusdaten als auch die Moduladressinformationen mechanisch.

Die 24-V-DC-Versorgung für die analogen Ausgangskreise erfordert immer noch eine externe Verbindung über das Stromkabel (AFP0581), aber die Steuerlogik und der Datenaustausch zwischen Modul und CPU erfordern nichts weiter als die physische Schnappverbindung. Das Modul erscheint in der Registerzuordnung der Steuereinheit an WY-Adressen, die durch seine Erweiterungsposition bestimmt werden, und das SPS-Programm schreibt bei jedem Scan ohne spezielle Initialisierungssequenz Ausgangswerte in diese Register.

Wichtige Spezifikationen

12-Bit-Auflösung – Skalierung des digitalen Bereichs und der technischen Einheiten

Der 12-Bit-DAC unterteilt die Ausgabe in 4.000 Schritte (−2000 bis +2000 für ±10-V-Ausgabe; 0 bis 4000 für 0–20-mA-Ausgabe). Das ergibt:

• Spannungsmodus (±10V):5 mV pro Zählung = 0,025 % des Skalenendwerts pro Schritt
• Strommodus (0–20 mA):5 µA pro Zählung

Um den Drehzahlsollwert eines Antriebs auf 0,025 % des Skalenendwerts zu steuern oder ein Proportionalventil mit einer Genauigkeit von 1:4000 zu steuern, ist die Auflösung des FP0-A04V für standardmäßige Industrieanwendungen ausreichend. Das SPS-Programm schreibt eine vorzeichenbehaftete Ganzzahl (−2000 bis +2000 für Spannung, 0 bis 4000 für Strom) in das WY-Register des Kanals; Der DAC wandelt dies bei jedem Scan linear in das Ausgangssignal um.

Anwendungsszenarien

Referenz zum Antrieb mit variabler Drehzahl:Kanal 1 stellt einem Servoantrieb eine Drehzahlreferenz von ±10 V zur Verfügung; Kanal 2 liefert eine 0–10-V-Referenz an einen Allzweck-Wechselrichter. Das SPS-Programm skaliert den Drehzahlsollwert in U/min auf den digitalen Bereich von ±10 V oder 0–10 V und schreibt ihn bei jedem Scan.

Proportionalventilsteuerung:0–20-mA-Stromausgang an ein hydraulisches Proportional-Wegeventil oder Durchflussregelventil, wobei das SPS-Programm einen Positions- oder Druckregelkreis implementiert, der das Ausgangsregister als Steuervariable verwendet.

Mehrachsige Sollwertgenerierung:Vier Kanäle liefern analoge Positions- oder Geschwindigkeitssollwerte an vier separate Aktoren in einem koordinierten Maschinenzyklus – alle werden bei jedem SPS-Scan gleichzeitig aktualisiert.

FAQ

F1: Können alle vier Kanäle gleichzeitig unterschiedliche Werte ausgeben?

Ja. Alle vier D/A-Wandler arbeiten parallel und nicht nacheinander. Das SPS-Programm schreibt in einem Zyklus vier Registerwerte und alle vier Analogausgänge werden gleichzeitig auf die neuen Werte aktualisiert. Es gibt kein Multiplexing oder Time-Sharing zwischen den Kanälen.

F2: Wie schnell erreicht der Analogausgang nach einer Registeraktualisierung den neuen Wert?

Die Einschwingzeit für einen vollständigen Schrittwechsel liegt im Bereich einiger Millisekunden, abhängig von der Lastkapazität (Spannungsmodus) oder dem Lastwiderstand (Strommodus). Bei den meisten industriellen Aktoren – Wechselrichtern, Servoantrieben, Proportionalventilen – ist die Einschwingzeit im Vergleich zum SPS-Abtastzyklus kurz, und der Analogausgang verfolgt effektiv den zuletzt geschriebenen Registerwert bei jedem Abtastvorgang ohne merkliche Verzögerung.

F3: Benötigt der FP0-A04V zusätzlich zur Erweiterungsbusversorgung eine externe 24-V-Gleichstromversorgung?

Ja. Der Erweiterungsbus (über den seitlichen Anschluss) stellt 5 V Logikspannung für die internen Schaltkreise des Moduls bereit. Die analogen Ausgangskreise erfordern einen separaten 24-V-Gleichstromanschluss über das AFP0581-Stromkabel an die Stromanschlüsse des Moduls. Der Betriebsbereich beträgt 21,6 bis 26,4 V DC – standardmäßige 24-V-Industrienetzteile mit einer Toleranz von ±10 %.

F4: Kann der Ausgabebereich durch Software statt durch Hardware begrenzt werden?

Ja. Der Hardware-Ausgangsbereich ist fest (±10 V Spannung oder 0–20 mA Strom). Die Bereichsbegrenzung erfolgt im SPS-Programm: Das Programm berechnet den Ausgangswert, wendet obere und untere Klemmgrenzen an (schreibt beispielsweise nur 0 bis +2000 für einen unipolaren Bereich von 0–10 V) und schreibt den Klemmwert in das Register. Diese Software-Spannung ist völlig flexibel und erfordert keine Hardware-Änderung.

F5: Ist an den Spannungsausgangskanälen ein Kurzschlussschutz vorhanden?

Die Spannungsausgangskanäle sind nicht von Natur aus kurzschlussfest – der direkte Anschluss des V-Ausgangs an COM zwingt den Ausgangsverstärker dazu, null Volt über die Nullimpedanz zu treiben, was bei dauerhafter Verbindung zu Schäden an der Ausgangsstufe führen kann. Stromausgangskanäle sind konstruktionsbedingt von Natur aus strombegrenzend und toleranter gegenüber Lastschwankungen. Stellen Sie sicher, dass die angeschlossene Last eine angemessene Impedanz gemäß den Spezifikationen des FP0-Moduls aufweist.