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三菱PLC系統(tǒng)配置及外部連接
發(fā)布者:milihong  發(fā)布時間:2021-12-14 09:46:39

三菱PLC有F1與F2系列小型機,F(xiàn)X系列與FX2系列整體式高功能小型機,A系列、QnA系列、Q系列大中型機等

一、三菱PLC  FX2N系統(tǒng)配置

1.   三菱PLC  FX2N基本構成

 1)FX2N型號標注
        FX2N系列PLC型號標注型式為:
          FX2N- ??    ?     ?  -   ?
              ①    ②   ③     ④
  ①  表示輸入輸出總點數(shù);
  ②  表示單元類型(M—基本單元、E—輸入輸出混合擴展單元與擴展模塊、EX—輸入專用擴展模塊、EY—輸出專用擴展模塊);
  ③  表示輸出形式(R—繼電器輸出、T—晶體管輸出、S—雙向晶閘管輸出)
  ④  表示特殊品種的區(qū)別,見表1。

表1 FX2N型號特殊品種位標注含義

特殊品種位標注符號

含義

特殊品種位標注符號

含義

D

DC電源,DC輸出

A1

AC電源,AC輸入(AC100~120V)或AC輸出

H

大電流輸出擴展模塊(1A/1點)

V

立式端子排的擴展模塊

C

接插口輸入輸出方式

F

輸入濾波時間常數(shù)為1ms的擴展模塊

L

TTL輸入擴展模塊

S

獨立端子(無公共端)擴展模塊

無符號

AC電源、DC輸入、橫式端子排、標準輸出(繼電器輸出為2A/1點、晶體管輸出型為0.5A/1點、雙向晶閘管輸出為0.3A/1點)

 例如型號為FX2N- 48MR- D的PLC屬于FX2N系列,有48個I/O點的基本單元,繼電器輸出型,使用DC24V電源。
  2)FX2N基本單元
  FX2N系列基本單元按輸入輸出點數(shù)有16點、32點、48點、64點、80點與128點,用戶存儲器容量可擴展到16k步,F(xiàn)X2N各基本單元規(guī)格見表2。
表2  FX2N系列基本單元(AC電源DC輸入)

型     號

輸入點數(shù)

輸出點數(shù)

擴展模塊
可用點數(shù)

繼電器輸出

晶閘管輸出

晶體管輸出

FX2N-16MR

FX2N-16MS

FX2N-16MT

8

8

24~32

FX2N-32MR

FX2N-32MS

FX2N-32MT

16

16

24~32

FX2N-48MR1

FX2N-48MS

FX2N-48MT

24

24

48~64

FX2N-64MR1

FX2N-64MS

FX2N-64MT

32

32

48~64

FX2N-80MR

FX2N-80MS

FX2N-80MT

40

40

48~64

FX2N-128MR


FX2N-128MT

64

64

48~64

 

      圖1是FX2N-64MR基本單元外形,基本單元由內部電源、內部CPU、內部輸入輸出接口及程序存儲器(RAM)組成,其中動作指示燈1有5個,分別為POWER—電源指示燈、RUN—運行指示燈、BATT.V—電池電壓下降指示燈、PROG-E—程序出錯指示閃爍燈及CPU-E—CPU出錯指示亮燈。

圖1  FX2N-64MR基本單元外形圖
     1-動作指示燈  2-DIN導軌裝卸卡子  3-輸出動作指示燈  4-輸出用裝卸式端子  5-外圍設備接線插座蓋板6-面板蓋  7-電源、輔助電源、輸入信號用裝卸式端子  8-輸入指示燈  9-安裝孔(4 - f4.5)  10-擴展設備接線插座板

2.  FX2N擴展配置

  1)FX2N擴展單元
  FX2N系列還具有較為靈活的I/O擴展功能,其中擴展單元由內部電源及內部輸入輸出接口組成,F(xiàn)X2N系列擴展單元見表3。

表3  FX2N擴展單元(AC電源、DC輸入)

型     號 輸入點數(shù) 輸出點數(shù) 擴展模塊
繼電器輸出 晶閘管輸出 晶體管輸出 可用點數(shù)
FX2N-32ER FX2N-32ES FX2N-32ETT 16 16 24~32
FX2N-48ER
FX2N-48ET 24 24 48~64

  圖2是FX2N-32ER擴展單元外形圖,擴展單元在擴展組合中起中間電源供給及I/O擴展作用,當擴展組合供電電流總容量不足時,就須在擴展組合中增設擴展單元進行供電電流容量的擴充。

圖2 擴展單元FX2N-32ER

 

 2)FX2N擴展模塊
  FX2N擴展模塊僅由輸入輸出接口組成,需由基本單元或擴展單元供電,其控制用電源為DC5V,F(xiàn)X2N系列擴展模塊見表4。

表4  FX2N擴展模塊(控制電源用DC5V) 

入輸出 輸入 輸出 繼電器 輸入 晶體管 三端雙向可 輸入信號 連接形式
總點數(shù)  點數(shù) 點數(shù) 輸出 輸出 控硅開關元件 電壓
8(16) 4(8) 4(8) FX0N-8ER - - DC24V 橫端子臺
8 8 0 - FX0N-8EX - - DC24V 橫端子臺
8 0 8 FX0N-8EYR - FX0N-8EYT - - 橫端子臺
16 16 0 - FX0N-16EX - - DC24V 橫端子臺
16 0 16 FX0N-16EYR - FX0N-16EYT - - 橫端子臺
16 16 0 - FX2N-16EX - - DC24V 橫端子臺
16 0 16 FX2N-16EYR - FX2N-16EYT FX2N-16EYS - 橫端子臺

  3)FX2N特殊擴展設備
  FX2N還有特殊功能板、特殊模塊及特殊單元等特殊擴展設備可供選用,特殊擴展設備需由基本單元或擴展單元供DC5V電源,見表5。

3.  FX2N擴展規(guī)則

  1)FX2N擴展組合
  通過FX2N基本單元右側的擴展單元、擴展模塊、特殊單元或特殊模塊的接線插座進行擴展??蓴U展單元和擴展模塊分為A、B兩組,A組擴展設備為FX2N 用擴展單元與擴展模塊、FX0N用擴展模塊和特殊模塊(不能接FX0N用的擴展單元);B組擴展設備為FX1與FX2用擴展單元、擴展模塊、特殊單元及特殊模塊。
FX2N基本單元右側可接A組與B組擴展設備,接B組擴展設備時必須采用FX2N-CNV-IF型轉換電纜。但在B組擴展設備的右側不能再接A組擴展設備。

表5  FX2N特殊擴展設備(控制電源用DC5V)  

特殊擴展設備類型  型號 名稱 功能概要 耗電(mA)
特殊功能板 FX2N-8AV-BD 容量轉接器 模擬量 8點 20
FX2N-422-BD RS422通信板 用于連接外圍設備 60
FX2N-485-BD RS485通信板 用于計算機 60
FX2N-232-BD RS232通信板 用于連接各種RS232C設備 20
FX2N-CNV-BD FXON用適配器連接板 不需要電源
特殊模塊 FX0N-3A 8位2CH模擬輸入、1CH模擬輸出 電壓輸出:DC±10V,電流輸出+4~±20mA 30
FX0N-16NT M-NET/ M1N1用絞合導線 I/O:8點/ 8點,局間100m 20
FX2N-4AD 12位4CH模擬輸入、模擬輸出 電壓輸入:±10V,電流輸入:+4~±20mA 30
FX2N-4DA 12位4CH模擬輸出 電壓輸出:DC±10V,電流輸出+4~±20mA 30
FX2N-4AD-PT 12位4CH溫度傳感器輸入 電壓輸出:DC±10V,電流輸出+4~±20mA 30
FX2N-4AD-TC 4CH溫度傳感器輸入(熱電偶) 熱電偶型溫度傳感器用模塊 30
FX2N-1HC 50kHz 2相調整計數(shù)器 1相1輸入、1相2輸入、2相輸入:最大50kHz 90
FX2N-1PG 100kpps脈沖輸出模塊 單軸用,最大頻率100kpps,順控程序控制 55
FX2N-232IF RS232C通信接口 RS232C通信用,1CH 40
使用以下特殊模塊或特殊單元時,需必換FX2N-CNV-IF型電纜
FX-16NP M-NET/ MINI用光纖 I/O:8點/ 8點,局間100m 80
FX-16NT M-NET/ MINI用絞合導線 I/O:8點/ 8點,局間100m 80
FX-16NP-S3 M-NET/ MINT-S3用光纖 I/O:8點/ 8點,局間50m 80
FX-16NT-S3 M-NET/ MINT-S3用絞合導線 I/O:8點/ 8點,16位數(shù)據(jù):28字,局間100m 80
FX-2DA 12位2CH模擬輸出 電壓輸出:DC±10V,電流輸出+4~±20mA 30
FX-4DA 12位4CH模擬輸出 電壓輸出:DC±10V,電流輸出+4~±20mA 30
FX-4AD 12位4CH模擬輸入 電壓輸出:±10V,電流輸出+4~±20mA 30
FX-2AD-PT 2CH溫度輸入(PT-100) PT-100型溫度傳感器用模塊 30
FX-4AD-TC 4CH傳感器輸入(熱電偶) 熱電偶型溫度傳感器用模塊 40
FX-1HC 50kHz 2相高速計數(shù)器 1相1輸入、1相2輸入、2相輸入:最大50kHz 70
FX-1PG 100kpps脈沖輸出塊 單軸用,最大頻率100kpps,順控程序控制 55
FX-1DIF IDIF接口 ID接口模塊 130
特殊單元 FX-1GM 定位脈沖輸出單元(1軸) 單軸用最大頻率100kpps 自給
FX-10GM 定位脈沖輸出單元(1軸) 單軸用最大頻率200kpps 自給
FX-20GM 定位脈沖輸出單元(2軸) 雙軸用最大頻率200kpps, 插補時100kpps 自給
特殊擴展設備類型

型號

名稱

功能概要

耗電(mA)

特殊功能板

FX2N-8AV-BD

容量轉接器

模擬量 8點

20

FX2N-422-BD

RS422通信板

用于連接外圍設備

60

FX2N-485-BD

RS485通信板

用于計算機

60

FX2N-232-BD

RS232通信板

用于連接各種RS232C設備

20

FX2N-CNV-BD

FXON用適配器連接板

不需要電源


特殊模塊

FX0N-3A

8位2CH模擬輸入、1CH模擬輸出

電壓輸出:DC±10V,電流輸出+4~±20mA

30

FX0N-16NT

M-NET/ M1N1用絞合導線

I/O:8點/ 8點,局間100m

20

FX2N-4AD

12位4CH模擬輸入、模擬輸出

電壓輸入:±10V,電流輸入:+4~±20mA

30

FX2N-4DA

12位4CH模擬輸出

電壓輸出:DC±10V,電流輸出+4~±20mA

30

FX2N-4AD-PT

12位4CH溫度傳感器輸入

電壓輸出:DC±10V,電流輸出+4~±20mA

30

FX2N-4AD-TC

4CH溫度傳感器輸入(熱電偶)

熱電偶型溫度傳感器用模塊

30

FX2N-1HC

50kHz 2相調整計數(shù)器

1相1輸入、1相2輸入、2相輸入:最大50kHz

90

FX2N-1PG

100kpps脈沖輸出模塊

單軸用,最大頻率100kpps,順控程序控制

55

FX2N-232IF

RS232C通信接口

RS232C通信用,1CH

40

使用以下特殊模塊或特殊單元時,需必換FX2N-CNV-IF型電纜

FX-16NP

M-NET/ MINI用光纖

I/O:8點/ 8點,局間100m

80

FX-16NT

M-NET/ MINI用絞合導線

I/O:8點/ 8點,局間100m

80

FX-16NP-S3

M-NET/ MINT-S3用光纖

I/O:8點/ 8點,局間50m

80

FX-16NT-S3

M-NET/ MINT-S3用絞合導線

I/O:8點/ 8點,16位數(shù)據(jù):28字,局間100m

80

FX-2DA

12位2CH模擬輸出

電壓輸出:DC±10V,電流輸出+4~±20mA

30

FX-4DA

12位4CH模擬輸出

電壓輸出:DC±10V,電流輸出+4~±20mA

30

FX-4AD

12位4CH模擬輸入

電壓輸出:±10V,電流輸出+4~±20mA

30

FX-2AD-PT

2CH溫度輸入(PT-100)

PT-100型溫度傳感器用模塊

30

FX-4AD-TC

4CH傳感器輸入(熱電偶)

熱電偶型溫度傳感器用模塊

40

FX-1HC

50kHz 2相高速計數(shù)器

1相1輸入、1相2輸入、2相輸入:最大50kHz

70

FX-1PG

100kpps脈沖輸出塊

單軸用,最大頻率100kpps,順控程序控制

55

FX-1DIF

IDIF接口

ID接口模塊

130

特殊單元

FX-1GM

定位脈沖輸出單元(1軸)

單軸用最大頻率100kpps

自給

FX-10GM

定位脈沖輸出單元(1軸)

單軸用最大頻率200kpps

自給

FX-20GM

定位脈沖輸出單元(2軸)

雙軸用最大頻率200kpps, 插補時100kpps

自給

2)擴展編址

  輸入繼電器(X)、輸出繼電器(Y)的序號由基本單元開始,按連接順序,依次按“逢8進1”規(guī)則進行編址。
  第一組編址:X000  X001  X002  X003  X004  X005  X006  X007
        Y000  Y001  Y002  Y003  Y004  Y005  Y006  Y007
  第二組編址:X010  X011  X012  X013  X014  X015  X016  X017
        Y010  Y011  Y012  Y013  Y014  Y015  Y016  Y017
        ……
  第八組編址:X070  X071  X072  X073  X074  X075  X076  X077
        Y070  Y071  Y072  Y073  Y074  Y075  Y076  Y077
  輸入繼電器(X)、輸出繼電器(Y)編址前位的數(shù)字“0”可省略,即輸入繼電器X000 = X0,Y012= Y12。

  例:基本單元FX2N-48MR連接了擴展模塊FX2N-16EYR,請給出輸入繼電器與輸出繼電器編址號。
  答:基本單元FX2N-48MR有24個I接口,24個O接口,編址號分別為X0~X7、X10~X17、X20~X27;Y0~Y7、Y10~Y17、Y20~Y27。
  擴展模塊FX2N-16EYR有8個I接口、8個O接口,編址號分別為X30~X37;Y30~Y37。

  3)供耗電量匹配
  基本單元與擴展單元均可向擴展模塊提供DC24V電源,不同規(guī)格的基本單元、擴展單元DC24V的供給電流容量及擴展模塊DC24V的耗電量見表6。

表6  FX2N系列設備的供耗電量表

設備類別 型號 供給電流容量 耗電量
基本單元 FX2N-16M、32M 250mA
FX2N-48M~128M 460mA
擴展單元 FX2N-32E、FX-32E 250mA
FX2N-48E、FX-48E 460mA
輸入擴展模塊 FX2N、FX0N各輸入擴展模塊
8點耗電50mA
FX1、FX2各輸入擴展模塊
8點耗電55mA
輸出擴展模塊 FX2N、FX0N各輸出擴展模塊
8點耗電75mA
FX1、FX2各輸出擴展模塊
8點耗電75mA

PLC擴展時,各個擴展模塊消耗電流必須在可供給單元的總容量以內,若容量不夠,必須增加帶DC24V電源的擴展單元進行容量補充,而剩余容量可以作傳感器或負載方面的電源。

  例:基本單元FX2N-48MR如要連接擴展模塊FX0N-8EX、FX2N-16EX、FX0N-8EYR,請計算供給電流總容量是否足夠。
  答:由表5-6知,基本單元FX2N-48MR的DC24V供給電流容量為460mA,擴展模塊FX0N-8EX、  FX2N-16EX、FX0N-8EYR各自的DC24V耗電量為50 mA、50′2 mA、75 mA。
  供電電流剩余容量 dI = 460mA - (50 mA+50′2mA+75mA) = 325 mA 3 0
  供電電流總容量充夠。

  特殊擴展模塊須由基本單元或擴展單元供給DC5V的電源,此時FX2N2各基本模塊的供給電流容量為290mA、擴展單元為690 mA。各特殊擴展模塊的耗電量查閱表5-5。

  例:基本單元FX2N-48MR如要連接特殊擴展模塊FX0N-3A三塊、FX-1HC一塊、FX-10GM一塊,請計算供給電流總容量是否足夠。
  答:由表5-5知,特殊擴展模塊FX0N-3A、FX-1HC的耗電量分別為30 mA、70mA ,而FX-10GM自帶電源。
  供電電流剩余容量 dI = 290mA - (30mA*3+ 70mA) = 130mA >0
  供電電流總容量充夠。

二、FX2N外部連接

1.  PLC與電源連接

  圖3是FX2N系列PLC基本單元、擴展單元、擴展模塊與供電電源間的接線圖。所需AC電源額定電壓為AC100~240V(電壓允許范圍AC85~264V),額定頻率50/60Hz。

        當長時間斷電或異常電壓下降時,PLC就停止工作、輸出處在“OFF”狀態(tài),當電源恢復供電時,PLC重新自動運行、此時RUN輸出就處在“ON”狀態(tài)。
  外部接線時用L端子與N端子接AC電源,各模塊電源配線均需用2mm2以上電線。基本單元的接地端子通過導線接地,再將其余各模塊接地端子通過導線接至基本單元接地導線上。
基本單元的COM接線端子與各擴展單元的COM互連,而基本單元和擴展單元的24+端子則不能互連。

2.  PLC輸入接口連接

  為了防止輸入接口外部的振動噪音和輸入線噪聲進入PLC內部輸入電路,PLC內部的1次和2次輸入電路間用光耦合器隔離,2次電路中設有C-R濾波器,因此輸入信號從ON?OFF或OFF?ON變化過程會在PLC內形成10ms的應答滯后。
  圖4為FX2N系列PLC輸入接口外部元件接線示例圖。各個外部輸入元件的一端接X輸入接口端子,另一端接至PLC的COM端。
  FX2N2系列PLC輸入電流為DC24V(7mA),X010以后是24V(5mA),即當接入信號為“ON”時,輸入接口通入電流需在4.5mA以上,輸入信號為“OFF”時,通入電流需小于1.5mA,對于接近開關,除了與X輸入端子、COM端子相連外,還需接至24+端子。

 

圖4 輸入接口外部接線示例圖

3.  PLC輸出接口連接

  1)繼電器輸出接線

  繼電器輸出型接口端子是4點或8點公用型輸出端子,各公共端子編號分別為COM1~COM10,各個輸出接口端子可以連接并驅動AC200V、 AC100V和DC24V等不同電路電壓的負載,PLC內部輸出繼電器線圈和接口端子之間、PLC內部電路與外部負載電路之間均有電隔離。
  圖5是FX2N系列PLC繼電器輸出接線示例圖。繼電器線圈通電時,PLC外殼上對

 

圖5 繼電器輸出接線示例圖

 

  應該繼電器線圈的輸出動作指示燈LED亮,輸出接口狀態(tài)為“ON”;斷電時LED燈熄,進入“OFF”狀態(tài)。輸出繼電器線圈“ON”狀態(tài)與“OFF”之間的轉換時間為10mA。
  負載接線時一端接在Y輸出接口端子上,另一端則接至驅動電源;驅動電源一端與負載相連,另一端則與COM接口端子相連。由于PLC內部輸出電路中無保護環(huán)節(jié),所以驅動電源與COM接口端子間應設熔斷器。對于交流感性負載,應并聯(lián)浪涌吸收器,見Y003接口接線示例;而對于直流感應性負載,則須并聯(lián)續(xù)流二極管,連接應注意正負極性,見Y005、Y007接口接線示例。
  2個輸出接口電路不能同時輸出“ON”時,應采用雙重互鎖確保安全,即除了PLC內部程序互鎖外,輸出接口外部同時通過接觸器觸頭互鎖,見Y001、Y002接口端子上通過接觸器控制電動機正反轉的接線示例。
  2)晶閘管輸出接線
  晶閘管又稱三端雙向可控硅開關元件,晶閘管輸出接口為4點或8點公共輸出型接口電路,可以連接并驅動AC100V、AC200V等不同電路電壓的負載,PLC內部電路和晶閘管之間采用光控晶閘管絕緣。
  圖6是FX2N系列PLC晶閘管輸出接線示例圖。光控晶閘管驅動信號為“ON”時,PLC外殼上對應該晶閘管的指示燈LED亮。光控晶閘管的“OFF” 狀態(tài)轉換為“0N”狀態(tài)的時間不超過1ms。負載一端與晶閘管Y輸出接口端子相接,另一端接至驅動電源的一極,驅動電源另一端接在COM輸出接口端子上。由于晶閘管輸出端并聯(lián)了用于斷開電路的R-C吸收器,所以開路時產(chǎn)生1mA/AC100V、2mA/AC200V的漏電流,即使晶閘管輸出為“OFF”,該漏電流仍使額定工作電流值低的小型繼電器及微量電流負載工作,因此晶閘管輸出接口上負載的工作電流不能低于漏電流值,對于低于漏電流的負載,例如氖燈,必須并聯(lián)脈沖吸收器,見Y002、Y003、Y007接線端示例。

圖6 晶閘管輸出接線示例圖

 

  對于輸出端信號不允許同時為“ON”的正反轉接觸器負載的外部接線,除了PLC內部程序互鎖外,還須實現(xiàn)外部接線的電氣互鎖。

3)晶體管輸出接線
  晶體管輸出端負載電源選用DC5~30V的直流電源,PLC內部電路與輸出晶體管之間用光電耦合器進行光電隔離,光電耦合器從“OFF”狀態(tài)轉換為“ON”狀態(tài)所需的響應時間為0.5mA,在“ON”狀態(tài)時,PLC外殼上對應的指示燈LED亮。
  圖7是FX2N系列PLC晶體管輸出接線示例圖,負載通過熔斷器、直流電源接在PLC的Y輸出端接口和COM輸出端接口間。
  對于不能同時為“ON”的負載,見Y004、Y005輸出端口接線示例,需在外部采用電氣互鎖接線。

圖7 晶體管輸出接線示例

 

三、工作任務

 敘述三菱FX2N系列PLC的型號含義;掌握三菱FX2N系列PLC的編址方法;會正確連接三菱FX2N系列PLC的外部裝置。

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