第2章 三菱FX系列PLC

2019/12/131第2章三菱FX系列PLC本章导读–本章主要简介了三菱FX2N和FX3U系列PLC产品；介绍了FX系列PLC型号命名的基本格式；介绍了三菱FX2N系列PLC内部软元件特性与地址分配；介绍了PLC的漏型与源型。还介绍了GXDEVELOPERV8.52的使用和其内装的GXSimulator具有的模拟仿真功能，要求重点掌握对学习PLC控制十分有用的模拟仿真的方法。2019/12/132三菱小型F系列PLC为早期的1981年的产品，它仅有开关量控制功能。以后被升级为F1和F2系列，主要是加强了指令系统，增加了通信功能和特殊功能单元。至80年代末，推出了FX系列产品，在容量、速度、特殊功能和网络功能等方面都有了全面的加强。1991年推出的FX2系列是整体式和模块式相结合的迭装式结构，它采用了一个16位微处理器和一个专用逻辑处理器，执行速度为0.48μs/步。近几年不断推出的多种产品有FX1S、FX0N、FX1N、FX2N以及FX3U，全面的提升了各种功能，实现了微型、小型化，为各用户提供了更多的选择。2.1三菱小型PLC产品12019/12/1332.1.1FX2N系列PLC产品简介FX2N系列是小型化，高速度，高性能和所有方面都是相当于FX系列中最高档次的超小型程序装置。除输入输出16～256点的独立用途外，还可以适用于多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的PLC。FX2N系列PLC的特点：①系统配置,固定灵活可进行16～256点的灵活输入输出组合。可连接扩展模块，包括FX0N系列扩展模块。②编程简单，指令丰富功能指令种类多，有高速处理指令:、便利指令、数据处理:、特殊用途指令等等。2019/12/134③品种丰富，特殊用途可选用16/32/48/64/80/128/点的主机，可以采用最小8点的扩展模块进行扩展。也可根据电源及输出形式，自由选择。④高性能,高速度内置程序容量8000步，最大可扩充至16K步,可输入注释，还有丰富的软组件。1个指令运行时间，基本指令只需0.08μs，应用指令在1.52μs～几百μs之间。⑤通信简单化一台FX2N主机可安装一个机能扩充板，使用FX2N-485-BD及FX0N-485ADP的FX2N系列PLC间，可作简易PLC通信连接。还加了M-NET网络链接的通信模块2.1.1三菱公司FX2N系列PLC产品简介22019/12/135,以适应网络链接的需要。⑥共享外部设备可以共享FX系列的外部设备，如便携式简易编程器FX-10P-E、FX-20P-E（需使用FX-20P-CAB0作连接线）。用SC-09电缆线与微机连接，可使用FX-PCS/WIN编程软件。2.1.2FX3U系列PLC产品简介FX3U是三菱最新开发的第三代小型化PLC产品,相当于FX系列中最高档次的PLC,采用基本单元加扩展的形式,基本功能兼容了FX2N系列的全部功能。由于FX3U采用了比FX2N更高性能的CPU,基本性能大幅提升。2.1.1三菱公司FX2N系列PLC产品简介32019/12/136FX3U的特点如下：①I/O点数更多主机控制的I/O点数可达256点，其最大I/O点数可以达到384点。②编程功能更强强化了应用指令，内部继电器达到7680点、状态继电器达到4096点、定时器达到512点。FX3U系列PLC编程软件需要GXDeveloper，目前最新为V8.52。③速度更快，存储器容量更大指令的执行速度，基本指令只需0.065μs/指令，应用指令在0.642μs/指令。用户程序存储器的容量可达64K步，并可以采用闪存卡。2.1.1三菱公司FX2N系列PLC产品简介22.1.2FX3U系列PLC产品简介3④通信功能更强内置的编程口可以达到115.2kbps的高速通信，最多可以同时使用3个通信口。增加了RS-422标准接口与网络链接的通信模块，以适合网络链接的需要。⑤高速计数与定位控制内置6点100kHz的高速计数功能，双相计数时可以进行4倍频计数。晶体管输出型的基本单元内置了3轴独立最高100kHz的定位功能，并且增加了新的定位指令。⑥多种特殊适配器新增了高速输入/输出、模拟量输入/输出、温度输入适配器（不占用系统点数），提高了高速计数和定位控制的速度，可选装高性能显示模块（FX3U-7DM）。2019/12/1382.2.1PLC的源型与漏型三极管类型传感器或编码器与PLC连接时，要注意选择输入形式是PNP型还是NPN型，国内PLC厂家多采用这样的描述，而三菱则是称之为源型输入与漏型输入。(1)漏型输入接法如图2.1（a）:当接近开关接通时,电流是从PLC的输入端X000流出来的，另外各开关的公共点是接在0V电位上的，漏型特点是低电平输入有效。(2)源型输入接法如图2.1（b）:当接近开关接通时，电流是输入PLC的输入端X000的，两个无源开关闭合时，电流也是流入X001和X002的；各开关的公共点是接在24V正电位上的，源型特点是高电平输入有效。2.2三菱FX系列PLC型号命名12019/12/1392.2.1PLC的源型与漏型这是一种可构造方法，只要改变S/S端的接法，就能使PLC与两种极性的传感器相接，即使其成为源型或漏型的PLC。2.2三菱FX系列PLC型号命名12019/12/1310三菱公司的FX系列的PLC基本单元和扩展单元的型号由字母和数字组成，其格式如图2.1所示：其中①～⑤各框的含义说明如下:①系列的名称:如0N、1S、1N、2N、3U②I/O总点数:4～256③单元类型:M为基本单元,EX为输入扩展模块,EY为输出扩展模块,E为输入/输出混合扩展单元或扩展模块。2.2.2FX系列PLC型号命名方法12019/12/13112.2.2FX系列PLC型号命名方法2④输出形式:R为继电器输出,S为双向晶闸管输出,T为晶体管输出⑤适用类型或特殊品种，举出常用的几种，如：D、DS为DC24V电源DSS为DC24V电源，源型晶体管输出ES为AC电源ESS为AC电源，源型晶体管输出A1为AC电源，AC输入(AC100～120V)或AC输入模块无标记为AC电源，DC输入，横式端子排/UL为符合UL认证2019/12/13122.2.2FX三菱FX系列PLC命名3表2.2为三菱FX系列PLC型号命名举例。2019/12/13132.4三菱FX2N系列PLC内部软组件软组件定义：PLC中可被程序使用的所有功能性器件。可将各个软组件理解为具有不同功能的内存单元，对这些单元的操作，就相当于对内存单元进行读写。由于PLC的设计的初衷是为了替代继电器、接触器控制，许多名词仍借用了继电器、接触器控制中经常使用的名称，例如“母线”、“继电器”等。软组件种类：输入继电器X、输出继电器Y、辅助继电器M、状态组件S、指针P/I、常数K/H、定时器T、计数器C、数据寄存器D和变址寄存器V/Z。需要和外部进行硬件连接的软组件只有输入和输出继电器，其它软组件只能通过程序加以控制。2019/12/13142.3.1输入/输出继电器1．输入继电器X（X000～X377）从PLC内部来看，一个输入继电器就是一个一位的只读存储器，可以无限次读取，其取值只有两种状态，外接开关闭合，处ON状态，外接开关断开，则处OFF状态。它有无数的常开与常闭接点，两者都可使用；它在ON状态下，其常开接点闭合，常闭接点断开；在OFF状态下，则相反。输入继电器符号是“X”，其地址按八进制编号，FX2N系列PLC的输入继电器X的地址范围是X000～X377共256个。注意：输入继电器必须要由外部信号来驱动，不能用程序驱动，即输入继电器的状态用程序无法改变。2019/12/13152.3.1输入/输出继电器22．输出继电器Y（Y000～Y377）输出继电器外特性相当于一个接触器的主触点，连接到PLC的输出端子上供外部负载使用。可以将一个输出继电器当作一个受控的开关，其断开或闭合受到程序的控制。从PLC内部来看，一个输出继电器就是一个一位的可读/写的存储器单元，可以无限次读取和写入。输出继电器的初始状态为断开状态。输出继电器符号是“Y”，其地址按八进制编号，FX2N系列PLC的输出继电器Y的地址范围是Y000～Y377共256个。FX2N系列PLC常用型号的输入/输出继电器接点的配置见表2.3。2019/12/1316注意：FX2N系列PLC的所有软元件中只有输入/输出继电器采用八进制地址，其它软组件则都是采用十进制地址,因此它们的地址不是输入/输出接点的数量，请不要按十进制来理解其地址含义。输出继电器是无源的，需要外接电源。2.3.1输入/输出继电器32019/12/1317辅助继电器的功能相当于中间继电器，可由其它软组件驱动，也可驱动其它软组件。它没有输出接点，不能驱动外部负载，外部负载只能由输出继电器驱动。辅助继电器的符号是“M”，其地址按十进制编号，FX2N系列PLC的辅助继电器M的地址分配见附录表A。从此表可见，FX2N系列PLC中有三种特性不同的辅助继电器，分别是通用辅助继电器（M0～M499）、断电保持辅助继电器（M500～M3071）和特殊功能辅助继电器（M8000～M8255）。（1）通用辅助继电器（M0～M499）共500点，通电后，处于OFF状态，一旦断电，再次通2.3.2辅助继电器12019/12/1318电后，M0～M499都恢复为OFF状态。（2）断电保持辅助继电器（M500～M3071）共2572点，断电并再次通电后，它们会保持断电前的状态，其它特性与通用辅助继电器完全一样。①M500～M1023共524个，可用参数设置方法改为非断电保持用；②M800～M899保留作两台PLC并联时点对点通信用；③M1024～M3071共2048个,其断电保持特性不可改变。（3）特殊功能辅助继电器（M8000～M8255）256个辅助继电器区间是不连续的，对没有定义的无法操作，有定义的可分为两大类：2.3.2辅助继电器22019/12/1319①反映PLC工作状态或为用户提供常用功能的器件，用户只能使用其接点，不能对其驱动。例如：M8000运行监控，在“RUN”状态时总是接通的；用于程序执行条件及状态显示。M8002初始脉冲，从“STOP”到“RUN”时，导通第一个扫描周期；用于初始化。M8011～M8014内部时钟，上电后分别产生10ms、100ms、1s和1min时钟脉冲；M8020～M8022运算标志，分别为零标志、借位标志和进位标志这。②可驱动线圈型特殊功能辅助继电器，驱动这些继电2.3.2辅助继电器32019/12/1320器，驱动这些继电器之后，PLC将做一些特定的操作。例如：M8030锂电池欠电压指示灯熄灭；M8050时禁止I0XX中断；M8033在“STOP”状态输出也将保持；M8034时禁止所有输出；M8040禁止状态间转移，但状态内程序仍动作，输出线圈等不会自动断开；M8046STL动作，状态接通时就会自动接通，避免于其它程序同时启动或作状态标志；M8047STL监空有效，则编程功能可自动读出正在动作的状态号并加以显示。2.3.2辅助继电器42019/12/1321状态元件S是构成状态转移图的重要软元件，它在步进顺控程序中使用。FX2N的状态元件共有1000点，其地址分配如下。：①通用状态元件S0～S499，共500点，其中，初始化用10点，S0～S9，原点回归用10点，S10~S19；②断电保持状态元件S500～S899，共400点；③报警状态元件S900～S999，共100点。前2种状态元件S在使用中同步进指令STL配合使用，使编程简洁明了。第3种状态元件专供信号报警所设置。不用步进顺控指令及M8049处OFF状态时，状态元件S可以作为辅助继电器M在程序中使用。2.3.3状态组件S12019/12/13221.常数K/H常数也作为器件对待，它在存储器中占有一定的空间，PLC最常用的是两种常数：（1）前缀K：表示十进制数。如：K23表示十进制数23。（2）前缀H：表示十六