电气控制与PLC技术项目8

第6章三菱FX系列PLC6.1FX系列PLC简介三菱公司是日本生产PLC的主要厂家之一,先后推出的小型、超小型PLC有F1、F2、FX0、FX1、FX2、FX2C、FX0S、FX1S、FX0N、FX1N、FX2N、FX2NC等系列。其中FX0S、FX1S、FX0N、FX2N、FX2C等系列机设计合理,结构紧凑,体积小,重量轻,具有很强的抗干扰能力和负载能力及优良的性能价格比,在我国应用较广泛。FX系列PLCFX0SFX1SFX0NFX1NFX2N●FX系列家族成员

FX0FX2FX2CFX0SFX1SFX0NFX1NFX2NFX2NCFX2N(a)三菱FX2N-64MR主机外形图

FX2N(b)FX2N-64MR输入端子编号图6—1三菱FX2N-64MR面板接线图(c)FX2N-64MR输出端子编号

6.2FX系列PLC的规格与性能6.2.1输入输出接点数

1、FX1S系列PLC

FX1S系列PLC是用于小规模系统的超小型PLC，它只有10～30个I/O点，而且不能扩展，使用的电源有交流和直流电源两种。

2、FX1N系列PLC

FX1N系列PLC是用于小规模系统的超小型PLC，它最大可构成I/O点数为128点，能扩展，使用的电源有交流和直流电源两种。

3、FX2N系列PLC

FX2N系列PLC是用于系统的小型PLC，是FX系列中功能最强、运行速度最快，用户存贮器容量可扩展到16K，I/O点数最大可扩展到256点的PLC。6.2.2FX系列PLC的性能

1.FX0S、FX1S系列PLC的性能

内置开关RUN/STOP

内置用于调整定时器设定时间的模拟电位器（其中FX0S1个、FX1S2个），FX1S系列PLC内设置有时钟功能，可进行时间控制,如果装上显示模块，还可进行时间显示与设定。

2、FX0N、FX1N系列PLC性能

FX1N可兼用FX0N所有特殊模块与外围设备，通过RS-232C/422/485接口与外部设备可实现通信，装有8个选件板，通过模块可进行时间显示与设定。

3.FX2N、FX2NC系列PLC的性能

FX2N有多种模拟量输入输出模块、位置控制模块、高速计数器模块、串行通信模块、脉冲输出模块或功能扩展板、模拟定时器扩展板等。使用这些特殊功能模块和功能扩展板，可以进行模拟量控制、位置控制和联网通信等功能。6.2.3输入/输出方式

1、输入方式

PLC的输入方式按输入回路电流来分，有直流输入、交流输入、交流直流输入方式三种。直流输入线路如图6-2所示，直流电源由PLC内部提供。交流输入线路如图6-3所示,交流/直流输入线路如图6-4所示。

2.输出方式

按负载使用的电源来分,有直流输出、交流输出和交直流输出三种方式。按输出开关器件的种类来分,有继电器、晶体管和晶闸管三种输出方式。继电器输出线路如图6-5所示,晶体管输出线路如图6-6所示。图6—2直流输入接口电路图6—3交流输入接口电路

图6—4交流/直流输入接口电路图6—5继电器输出接口电路图6—6晶体管输出接口电路一、工程描述：行车上有一个钩挂工件的挂钩，装有X0~X1两个行程开关，分别为挂钩的上限和下限位置信号。行车带着工件在工作台、清水缸、回收缸1、回收缸2和铬缸之间按图示方向往复运行。各个工位装有行程开关。其中，清水缸有两个位置信号，X6为行车前进时定位用，X5为行车后退时定位用。在工作台、清水池、回收缸和铬缸等5个位置均要求有一定的停留时间。同时在停车时要一个3秒左右的延时时间，等到行车稳定后，工件才下降。二、系统硬件构成

PLC的内部继电器有：输入继电器X、输出继电器Y、辅助继电器M、状态继电器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。必须熟悉所选用PLC的内部继电器功能和编号。6.3FX系列PLC内部继电器的编号及功能

6.3.1输入继电器（X）

输入继电器的代表符号是“X”。它有两种状态:当外接的开关闭合时为ON状态;当开关断开时为0FF状态。每个输入继电器的常开与常闭接点可以反复使用，使用次数不受限制。

FX系列PLC的输入继电器以八进制进行编号，编号范围为：

X000～X007、X010～X017、X020～X027、X030～X037、X040～X047等。

6.3.2输出继电器（Y）

输出继电器的代表符号是“Y”称为输出接点，可以无限次读取和写入。每个输出继电器，不管是常开还是常闭接点都可以反复使用，使用次数不受限制。

FX系列PLC的输出继电器以八进制进行编号，范围为：

Y000～Y007、Y010～Y017、Y020～Y027、Y030～Y037Y040～Y047等。

6.3.3辅助继电器（M）

辅助继电器的代表符号是“M”，其作用相当于继电器控制系统中的中间继电器。辅助继电器有常开和常闭两种接点,只有ON和OFF两种状态，接点使用和输入继电器类似,当在ON状态下,常开接点闭合,常闭接点断开;在OFF状态下,常开接点断开,常闭接点闭合。1、通用辅助继电器编号（十进制）(M0~M499)

通用辅助继电器在通电之后,全部处于OFF状态。无论程序是如何编制的,一旦断电,再次通电之后,辅助继电器都处于OFF状态。2、保持辅助继电器编号(M500~M3071)

保持用辅助继电器，当PLC断电源后，这些继电器会保持断电之前的瞬间状态的功能，再次通电之后能保持断电前的状态。其他特性与通用辅助继电器完全一样。3、特殊辅助继电器（M8000～M8255）

特殊辅助继电器是具有某项特定功能的辅助继电器，这种特殊功能辅助继电器可分为两大类，即：触点型和线圈型。6.3.4状态器（S）

状态器在步进顺控类的控制程序中起着重要的作用，它与步进指令STL配合使用。共分为5类。前4种状态器S要与步进指令STL配合使用。第5种状态组件专为报警指示所编程序的错误设置的。当不用步进顺控指令时,可以作为辅助继电器M在程序中使用。状态组件有初始用状态器、返回原点用状态器（FX2N）、普通状态器、保持状态器、报警用状态器（FX2N）。6.3.5定时器（T）

定时器在PLC中的作用相当于电器系统中的通电延时时间继电器。定时器可提供无数对的常开、常闭延时触点供编程用。通常PLC中有几十至数百个定时器T。定时器按特性的不同可分为通用定时器、积算定时器二种。

PLC定时器工作过程是：定时器是根据时钟脉冲累积计数而达到定时的目的，时钟脉冲有1ms、10ms、100ms三种，当所计数达到规定值时，输出接点动作。定时器设规定值可用常数K作为设定值,也可以用数据寄存器D的内容作为设定值。1、通用定时器

通用定时器没有断电的保持功能，即当输入电路断开或停电时定时器复位。通用定时器有100ms和10ms两种。

(1)100ms定时器：T0～T199共200点，每个定时器设定值范围为0.1～3276.7S。

(2)10ms定时器：T200～T245，45点，定时范围为0.01～327.67S。图4-7是定时器的工作原理图。当驱动输入X000接通时,定时器T200的当前值计数器对10ms时钟脉冲进行累积计数,当设定值K123与该值相等时,定时器的输出接点接通,即输出接点是在驱动线圈后的123×0.01s时动作。当输入X000断开或发生断电时,计数器复位,输出接点也复位。定时器的工作过程如图6-8所示。图6-7定时器的工作原理图图6-8定时器的工作过程

2、积算定时器

积算定时器具有计数累积的功能。积算定时器有1ms累计定时器和100ms累计定时器两种。如图6—9所示。

（1）1ms积算定时器有4个1ms累计定时器,地址为T246～T249。对1ms时钟脉冲进行累积计数的，定时范围为0.001～32767s。1ms累计定时器可以在子程序或中断中使用。（

2）100ms积算定时器

100ms累计定时器共有6个,地址为T250～T255。对100ms时钟脉冲进行累积计数的定时范围为0.1～3276.7s，100ms累计定时器除了不能在中断或子程序中使用和定时分辨率为0.1s外,其余特性与1ms累计定时器一样。图6—9积算定时器应用

6.3.6计数器（C）

计数器的作用，就是对指定输入端子上的输入脉冲或其他继电器逻辑组合的脉冲进行计数。实现计数的设定值时,计数器的接点开始动作。不管是常开还是常闭接点都可以反复使用，使用次数不受限制。

计数器按特性的不同可分为:增量通用计数器、断电保持式增量通用计数器、通用双向计数器、断电保持式双向计数器和高速计数器5种。

部分FX系列PLC16位增计数器编号如表4-12所示，16位加计数器(设定值:1-32767)有两种16位加/减计数器。通用型:C0-C99共100点；断电保持型:C100～C199共100点。其设定值K在1-32767之间。

部分FX系列PLC32位增/减可逆计数器编号如表4-13所示。32位双向计数器(设定值:-2147483648-+2147483647)有两种32位加/减计数器:

通用计数器:C200-C219共20点。保持计数器:C220-C234共15点。设定值范围为-2147483648～+2147483647之间,加计数或减计数方向由特殊辅助继电器M8200～M8234设定。

1.加计数器

图4-10表示加计数器的动作过程。X011为计数输入,当X011每接通一次时,当前值加1。当计数器的当前值输入达到第10次时,CO的输出接点接通。之后即使输入X011再接通,计数器的当前值也保持不变。当复位输入X010接通,计数器当前值为0,输出触点CO断开。图6-10加计数器的动作过程

2.加减计数器

图4-11表示加减计数器的动作过程。用X014作为计数输入,驱动C200线圈进行加计数或减计数。

当计数器的当前值由-6向-5(增加)时,其接点接通(置1);由-5向-6(减少)时,其接点断开(置0)。

当前值的加减与输出接点的动作无关,当从+2147483647起再进行加计数时,当前值就成为-2147483648。同样从-2147483648起进行减计数,当前值就成为+2147483647。当复位输入X013接通,计数器的当前值为0,输出接点复位。图4-11加减计数器的动作过程

6.3.7数据寄存器（D）

数据寄存器有通用数据、断电保持数据寄存器、特殊数据寄存器、文件寄存器。

1.通用数据寄存器数据寄存器和普通微机的数据寄存器相同。当对一个数据寄存器写入数据时,都将被后写入的数据覆盖掉该寄存器中原来存储的内容。

2.断电保持数据寄存器断电保持数据寄存器的所有特性都与通用数据寄存器完全相同,断电保持数据寄存器只要不改写，原有数据就不会丢失。

3.特殊数据寄存器特殊数据寄存器用于PLC内各种元件的运行监视。尤其在调试过程中,可通过读取这些寄存器的内容来监控PLC的当前状态。这些寄存器有的可以读写,有的只能读不能写。未加定义的特殊数据寄存器，用户不能使用。

4.文件寄存器文件寄存器的作用是存储用户的数据文件,是存放大量数据的专用数据寄存器，PLC运行时，用户的数据文件只能用编程器写入,不能在程序中用指令写入文件寄存器。

6.3.8变址寄存器（V/Z）

变址寄存器V/Z，实际上是一种特殊用途的数据寄存器，其作用相当于微机中的变址寄存器，用于改变元件的编号（变址）。

V/Z都是16位的数据寄存器，与其