第4章三菱FX系列

1第4章三菱FX系列可编程控制器F系列-----最早进入我国的三菱公司PLC;§4-1FX系列可编程控制器特点F1/F2系列-----F系列PLC的升级，指令增强、特殊功能单元、通信功能；FX2系列-----整体型高功能小型机，硬件、软件上都有很大提高。FX2N系列-----FX2系列更新换代产品，性能全面提升。目前，三菱的主要产品有：FX1S、FXIN、FX2N、FX2NC。2FX系列可编程控制器的主要特点有：1.体积极小的微型可编程控制器内置的DC24V电源可以作输入回路的电源和传感器的电源2.先进美观的外部结构3.提供多种子系列供用户选用34.灵活多变的系统配置功能扩展板——4点开关量输入板、2点开关量输出板、2路模拟量输入板、1路模拟量输出板、8点模拟量调整板、RS-232C、RS-485和RS-422通信接口板特殊功能模块——模拟量输入输出模块、热电阻/热电偶温度传感器用模拟量输入模块、温度调节模块、高速计数器模块、脉冲输出模块、定位控制器、可编程凸轮开关、CC-Link系统主站模块、CC-Link接口模块、MELSEC远程I/O连接主站模块。ASi主站模块、DeviceNet接口模块、RS-232通信接口模块、RS-232C适配器、RS-485通信板适配器、RS-232C/RS-485转换接口4微型显示模块FX1N-5DM55.功能强，使用方便内置高速计数器，有输入输出刷新、中断、输入滤波时间调整、恒定扫描时间等功能。有高速计数器的专用比较指令。使用脉冲序列输出功能，可以直接控制步进电动机。脉冲宽度调制功能可以用于温度控制或照明灯的调光控制。它可以设置8位数字密码，以防止用户程序被误改写或盗用。FX系列的基本单元和扩展单元一般采用插接式的接线端子排，更换单元方便快捷。6§4-2FX系列可编程控制器的配置一、FX系列可编程控制器的型号三菱FX系列PLC基本单元和扩展单元的型号由字母和数字组成，其名称的含义如下：FX□□-□□□□-□①②③④⑤①系列名称，如1S、1N、2N等。②输入输出总点数（4～128）③单元类型：M为基本单元；E为输入输出扩展单元模块；EX为输入专用扩展模块；EY为输出专用扩展模块。7④输出形式：R为继电器输出，T为晶体管输出，S为双向晶闸管输出。⑤特殊品种的区别：D：为DC（直流）电源，DC输出的模块；A1：为AC（100～120V）输入或AC输出的模块；H：为大电流输出扩展模块（1A/1点）；8V：为采用立式端子排的扩展模块；C：为采用接插口输入输出方式的模块；F：为输入滤波时间常数为1ms的扩展模块；L：为TTL输入扩展模块；S：为采用独立端子（无公共端）的扩展模块。若无此项，为AC电源（100～240V）、DC输入、横式端子排、标准输出（继电器输出为2A/1点；晶体管输出为0.5A/1点；双向晶闸管输出为0.3A/1点）。9二、FX系列基本单元基本单元内有CPU、I/O、存储器和标准电源。可独立构成控制系统。1.FX0S系列基本单元表4-2FX0S系列基本单元AC电源，DC24V输入DC24V电源，DC24V输入输入点数输出点数继电器输出晶体管输出继电器输出晶体管输出FX0S-10MR-001FX0S-10MTFX0S-10MR-DFX0S-10MT-D64FX0S-14MR-001FX0S-14MTFX0S-14MR-DFX0S-14MT-D86FX0S-20MR-001FX0S-20MTFX0S-20MR-DFX0S-20MT-D128FX0S-30MR-001FX0S-30MTFX0S-30MR-DFX0S-30MT-D161410二、FX系列基本单元2.FX1S系列基本单元——表4-3FX1S系列基本单元3.FXON系列基本单元——表4-4FXON系列基本单元4.FX1N系列基本单元——表4-5FX1N系列基本单元5.FX2N系列基本单元——表4-6FX2N系列基本单元可以实现多轴定位控制。机内有实时钟，PID指令用于模拟量闭环控制。有功能很强的数学指令集，例如浮点数运算、开平方和三角函数等。每个FX2N基本单元可以扩展8个特殊单元。11三、FX系列扩展单元和模块扩展单元：包含I/O点、且内置有电源。1.FXON系列扩展单元扩展模块：只有I/O点、无内置有电源。输入扩展继电器输出扩展晶体管输出扩展输入点数输出点数FX0N-8EX——8—FX0N-8ER—44—FX0N-8EYRFX0N-8EYT—8FX0N-16EX——16——FX0N-16EYRFX0N-16EYT—1612四、FX系列常用特殊功能模块FX系列特殊功能模块主要包括有用于模拟量控制的模拟量输入输出模块、用于定位控制的定位模块及高速计数模块、用于数据传输的通信模块等。131415举例1.FX2N-4AD项目输入电压输入电流模拟量输入范围-10～+10V-20～+20mA数字输出12位，最大值+2047；最小值-2048分辨率5mV20μA精度±1%±1%转换速度15ms（高速6ms）隔离数模电路之间采用光电隔离电源规格主单元提供5V/30mA直流，外部提供24V/55mA直流占用I/O点数占用8个I/O点，可分配为输入或输出。适用PLCFX1N,FX2N,FX2NC（1）FX2N-4AD技术指标16（2）FX2N-4AD接线图172.FX2N-4DABFM缓冲存储器：以16位为单位存放数据，CPU通过FROM、TO指令访问BFM。18BFM缓冲存储器地址分配：BFM地址号说明#0输出方式选择#1CH1输出数据#2CH2输出数据#3CH3输出数据#4CH4输出数据#5输出保持模式19BFM#0□=0：电压输出模式（-10V～+10V）□=1：电流输出模式（+4～+20mA）□=2：电流输出模式（0～+20mA）204.3FX系列可编程控制器性能指标212223242526§4-4FX系列可编程控制器的编程元件4.4.1、“软器件”概念（1）编程器件：用于编写用户程序的器件；（2）编程器件的类型：X,Y,T,C,M,S,D,V（3）编程器件由电子线路和存储器组成27这些编程元件用来完成程序所赋予的逻辑运算、算术运算、定时、计数功能。这些编程元件沿用了继电器这一名称，按照它们的功能命名，如输入继电器、输出继电器、定时器、计数器等，但是这些器件并不是真实的物理器件，而是由电子电路和存储器组成的，每一个编程器件与PLC存储器中元件映像寄存器的一个存储单元相对应。28例如：输入继电器X——是由输入电路和映像输入接点的存储器组成。输出继电器Y——是由输出电路和映像输出接点的存储器组成。定时器T、计数器C、辅助继电器M、状态器S、数据寄存器D、变址寄存器V/Z——是由存储器组成的。因此：为了把这些在软件中使用的编程元件与通常的硬器件区分开，我们称PLC的编程元件为软器件29软元件的优点：触点（常开、常闭触点）没有数量限制、没有机械磨损和电蚀等问题。在不同的操作指令下，其工作状态可以无记忆，也可以有记忆。30软元件的基本数据结构位元件X：输入继电器，用于存放外部输入电路的通断状态。Y：输出继电器，用于从PLC直接输出物理信号。M：辅助继电器，记录PLC内部的状态标志，相当于继电器控制中的中间继电器。S：状态继电器，记录PLC内部的运算标志。注：只有两种不同的状态，即ON和OFF，分别用二进制数0和1来表示这两种状态。31字元件8个连续的位—组成一个字节（Byte）16个连续的位—组成一个字（Word）2个连续的字—组成一个双字（DoubleWord）定时器和计数器的当前值和设定值均为有符号字，最高位（第15位）为符号位，正数的符号位为0，负数的符号位为1。有符号的字可以表示的最大正整数为32767。32使用:这些元件时，是通过地址编号来加以识别的，每个编程元件的编码由字母和数字组成，比如T0、C20等。注：在FX系列PLC中，除了输入和输出继电器的元件号数字为八进制的编号外，其他的编程元件的元件号数字均采用十进制。33输入继电器（X0～X177）输入继电器：与PLC的输入端相连，是PLC接收外部开关信号的接口。34三种输入类型：1、直流(12～24)输入，可分为共阳型和共地型两种2、交流(100～120V、200～240V)输入3、交直流(12～24V)输入。3536注意：其常开接点、常闭接点使用次数不限；地址编号采用八进制；FX2系列PLC共有128个软输入继电器；输入继电器线圈必须有外部信号驱动，不能用程序驱动；输入继电器的接点可用于程序中。37输出继电器（Y0～Y177）输出继电器：与PLC外部输出接点相连，是PLC用来传送信号到外部负载的元件。每一个输出继电器有一个外部输出的常开触点。38输出三种形式：394041三种输出形式以继电器输出型响应最慢。输出电路的负载电源由外部提供，负载电流一般不超过2A。实际应用中，输出电流额定值与负载性质有关42注意：其常开接点、常闭接点使用次数不限；地址编号采用八进制；FX2系列PLC共有128个软输出继电器；输出继电器线圈在程序中；输出继电器的接点在负载回路中。4344辅助继电器（M）（1）辅助继电器：相当于电气控制中的中间继电器；（2）不能直接驱动外部负载，通常作为辅助运算用，暂存状态；（3）辅助继电器触点用的次数不限。45辅助继电器分类：通用辅助继电器M0～M499（十进制编号），共500点；掉电保持辅助继电器M500～M1023，共524点。特殊辅助继电器M8000～M8255（256点）46通用辅助继电器M0～M499分析工作：47掉电保持辅助继电器M500～M1023可以记忆它们在失电前的状态。48特殊辅助继电器M8000～M8255概念：特殊辅助继电器是具有各自特定功能的辅助继电器，它们可以用来表示PLC的某些状态，提供时钟脉冲和标志（如进位、借位标志）、设定PLC的运行方式或者用来步进顺控、禁止中断、设定计数器是加还是减计数等。特殊辅助继电器按其功能分为两大类。49特殊辅助继电器M8000～M8255（1）接点利用型特殊辅助继电器。线圈由PLC自动驱动，用户只能利用其接点。最常用如：M8000运行监控用，PLC运行时M8000接通（ON），停止时M8000断开（off）M8002仅在运行瞬间接通的初始脉冲特殊辅助继电器M8012为产生100ms时钟脉冲的特殊辅助继电器M8005：锂电池电压降低到规定值时变为ON，可以利用它的触点驱动输出继电器和外部指示灯，提醒工作人员更换锂电池5051（2）线圈可驱动的特殊辅助继电器。用户使用它们的触点，使对应的线圈通电，使PLC执行特定的操作。M8030：监视锂电池电压，当线圈得电时，表示锂电池欠压M8033：PLC停止时输出保持特殊辅助继电器，即M8033的线圈“通电”时，PLC由RUN进入STOP状态后，映象寄存器与数据寄存器中的内容保持不变；M8034：为禁止全部输出的特殊辅助继电器，即当M8034的线圈“通电”时，禁止全部输出。M8039：为定时扫描特殊辅助继电器。若其线圈接通时，则PLC按D8039中指定的扫描时间工作。52五、状态器（S）状态器S是构成状态转移图的编程器件，也是软器件，它与步进指令配合使用。共有5类。①初始状态器S0～S9共10点；②回零状态器S10～S19共10点；③通用状态器S20～S449共480点；④保持状态器S500～S899共400点；⑤报警用状态器S900～S999共100点，这100个状态器器件可用作外部故障诊断输出。5354六、定时器（T0～T255）定时器在PLC中相当于时间继电器。它有一个设定值寄存器（1个字长），一个当前值寄存器、无限个接点。在PLC内定时器是根据时钟脉冲累计计时的，时钟脉冲有1ms、10ms、100ms三档，当所计时间达到设定值时，输出接点动作。定时器的设定值范围：0～32767种类：通用型、积算型。551通用定时器（T0～T245）T0～T199为100ms定时器：设定值0-3276