第2章 三菱PLC简介

PLC在软件设计中需要各种各样的逻辑器件和 运算器件，称之为编程元件
它们用来完成程序所赋予的逻辑运算、算术运 算、定时、计数等功能 为便于区别，称PLC的编程元件为软元件 ，每 种软元件根据其功能给一个名称并用相应的字母 表示，如输入继电器X、输出继电器Y、定时器T、 计数器C、辅助继电器M、状态继电器S、数据寄 存器D等（见图3.2）
FX2N系列PLC吸取了整体式和模块式PLC的优 点，各单元间采用叠装式连接。根据它们与基本 单元的距离，对每个模块按０～７的顺序编号， 最多可连接８个特殊功能模块。模块连接如图3.1 所示
图1 FX2N模块连接图
1．基本单元 表1 FX2N系列的基本单元
型号 继电器输出 FX2N-16MR001 FX2N-32MR001 FX2N-48MR001 FX2N-64MR001 FX2N-80MR001 可控硅输出 FX2N-16MS FX2N-32MS FX2N-48MS FX2N-64MS FX2N-80MS 晶体管输出 FX2N-16MT FX2N-32MT FX2N-48MT FX2N-64MT FX2N-80MT 输入 点数 8 16 24 32 40 输出 点数 8 16 24 32 40 扩展模块可用点 数 24～32 24～32 48～64 48～64 48～64

图2-19
PLC 扫描工作过程
输入处理 程序执行 输出处理

2-20
本次课程要点
FX2N系列PLC介绍 编程器和编程软件介绍
2.4 三菱公司的FX系列PLC
一、三菱公司FX系列PLC概况 是中国内地销量最多的小型PLC。 三菱公司PLC产品有以下几个系列： • Q系列 硬件结构为模块式 • AnS系列 • QnA系列 FX1S • A系列 FX1N FX2N 硬件结构为整体式（单元式） • FX系列
可编程控制器及应用
第二讲
上一讲回顾
可编程控制器的产生
可编程控制器（Programmable Logic Controller) 简称PLC。 自1969年第一台PLC面世以来，已成为一 种最重要、最普及、应用场合最多的工业控 制器。与机器人、CAD/CAM并称为工业生 产自动化的三大支柱。
1968年 美国通用汽车公司提出的替代继 电器控制系统的新型控制器的十项指标：
FX2NC FX1NC
FX2N可编程序控制器
FX2N系列可编程控制器是日本三菱公司小型PLC 的代表产品之一。本章主要介绍FX2N系列可编程控 制器的系统特点、型号说明、技术指标、硬件配置 及其等效元件等基本内容，是学习FX2N系列PLC的 基础 FX2N系列可编程控制器控制系统由基本单元（主 机）、扩展单元、扩展模块和特殊功能模块等组成。
国际电工委员会（IEC）PLC的定义：
可编程控制器是一种数字运算操作的电
子系统，专为在工业环境下应用而设计。 它采用可编程序的存储器，用来在其内 部存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、 计数和算术运算等操作指令，并通过数 字式和模拟式的输入和输出，控制各种 类型的机械或生产过程。
PLC的特点
可靠性高，抗干扰能力强。
16
16 24 24 24 24
24V直流
24V直流 24V直流 24V直流 24V直流 24V直流
漏型
漏型 漏型 漏型 漏型 漏型
16
16 24 24 24 24
继电器
晶体管 继电器 晶体管 继电器(直流) 继电器（直流）
表3 FX2N的扩展模块
型号 总I/O数目 输入 数目 16 电压 24V直流 类型 漏型 数目 输出 类型

2-1
外形的样子
PLC 编程器

中央处理单元
存储器：包括
（CPU ） 通用微处理器； FX2系列采用 可编程控制器 使用的微处理 器是16位的 8096单片机。
系统存储器和 用户存储器。 系统存储器存 放系统管理程 序。 用户存储器存 放用户编制的 控制程序。
输入输出单元（I/O）：是PLC与被控对 象间传递输入输出信号的接口部件。输入 部件是开关、按钮、传感器等。输出部件 是电磁阀、接触器、继电器。
2.2 FX2N的型号说明
FX系列PLC型号命名的基本格式如下：
（1）系列序号： 如0、2、0N、2C、1S、1N、2N、1NC、 2NC （2）I/O点数： 10~256点
（3）单元类型：
（4）输出形式：
M—基本单元 E—扩展单元（输入输出混合） EX—扩展输入单元（模块） EY—扩展输出单元（模块） R—继电器输出 T—晶体管输出 S—晶闸管输出
输入接口电路

2-2
输出接口电路
继电器输出** 晶体管输出 晶闸管输出
2-3
电源 一般市电（220） 直流24V PLC有24V（DC直 流）输出。 编程器 外围设备 利用编程器将用户 程序送入PLC的存 储器，检查程序。

PLC工作原理
工作原理 PLC采用循环扫描的工 作方式，包括内部处理、 通讯操作、输入处理、程 序执行、输出处理几个阶 段。全过程扫描一次所需 的时间称为扫描周期。 当处于RUN状态时，上 述扫描周期不断循环。扫 描过程。
FX2N-16EX FX2N16EYT
16
16
16
晶体管
FX2N16EYR
16
16
继电器
3．特殊功能单元
特殊功能单元是一些专门用途的装置。如模拟量I/O单 元、高速计数单元、位置控制单元、通讯单元等。常用 特殊功能单元的型号及功能如表3.5所示
表4 FX2N的特殊功能单元的型号及功能
型 号 功 能 说 明 4通道12位模拟量输入模块 供PT-100温度传感器用的4通道12位模拟量输入 供热电偶温度传感器用的4通道12位模拟量输入 4通道12位模拟量输出模块 2通道输入、1通道输出的8位模拟量模块 2相50HZ的1通道高速计数器 脉冲输出模块 有4点通用输入、6点通用输出的1轴定位单元 2轴定位单元，内置EEPROM 可编程凸轮控制单元 RS-232C通信用功能扩展板 RS-232C通信用功能模块 RS-422通信用功能扩展板 RS-232C/485变换接口 RS-485C通信用功能扩展板 MELSECNET/MINI接口模块 模拟量设定功能扩展板 FX2N-4AD FX2N -4AD-PT FX2N -4AD-TC FX2N -4DA FX2N -3A FX2N -1HC FX2N -1PG FX2N -10GM FX-20GM和E-20GM FX2N -1RM-SET FX2N -232-BD FX2N -232IF FX2N -422-BD FX-485PC-IF-SET FX2N -485-BD FX-16NP/NT FX2N -8AV-BD
D—DC电源，DC输入 A—AC电源，AC输入 H—大电流输出扩展单元 （5）特殊品种区别： V—立式端子排的扩展单元 C—接插口输入输出方式 F—输入滤波器1ms的扩展单元 L—TFL输入型扩展单元 S—独立端子（无公共端）扩展单元
三、 FX2N 系统的硬件配置
FX2N系列PLC的硬件包括基本单元、扩展单元、 扩展模块、模拟量输入输出模块、各种特殊功能 模块及外部设备等
输出继电器是用来将PLC内部程序运算结果输出给外 部负载（用户输出设备）
FX2N编号范围为Y000~Y267（184点） 图3.3右边所示为输出继电器Y000的等效电路
图3 输入/输出继电器的等效电路
3. 辅助继电器（M） （1）通用辅助继电器（M0～M499） （2）断电保持辅助继电器（M500～M3071） （3）特殊辅助继电器
1） 编程简单、现场 可 修改程序； 2）维护方便、采用插 件式结构； 3）可靠性高于继电器 控制系统； 4）体积小于继电器控 制系统； 5）数据可以直接送入 计算机； 6）成本可与继电器系 统竞争； 7）输入可为市电； 8）输出可为市电，能 直接驱动电磁阀、交 流接触器等； 9）通用性强、易于扩 展； 10）用户存储器大于 4K。
编程直观、简单。 环境要求低，适应性好。 功能完善，接口功能强。
PLC、继电器控制系统、微机控制系统之 比较，见P2 表1-1
PLC的分类
按输入（INPUT）和输出（OUTPUT）
点数多少，分为：超小型、小型、中型、 大型和超大型。 按结构形式，分为：整体式和模块式。
•PLC的应用和发展
二、 FX2N的系统特点及配置
2.1 FX2N的技术特点
FX2N系列PLC有以下技术特点： （1）FX2N系列PLC采用一体化箱体结构，其基本单元 将CPU、存储器、输入输出接口及电源等都集成在一个 模块内，结构紧凑，体积小巧，成本低，安装方便 （2）FX2N是FX系列中功能最强、运行速度最快的 PLC。FX2N基本指令执行时间高达0.08μs，比FX2大4 倍，超过了许多大、中型PLC （3）FX2N的用户存贮器容量可扩展到16K，其
图2 编程元件
1. 输入继电器（X000~X267）
输入继电器与输入端子相连，它是专门用来接受PLC 外部开关信号的元件 FX系列PLC的输入继电器以八进制进行编号，FX2N 输入继电器的编号范围为X000~X267（184点） 图3.3左边所示为输入继电器X000的等效电路
2. 输出继电器（Y000~Y267）
早期的PLC
改造原有的继电接触器控制系
统。 广泛应用于各种控制系统中，如各种顺序 控制等。主要用于有大量开关量和少数模 拟量的控制系统。 PLC的发展趋势：1、小型化、专用化和低 价格；2、大型、高速、多功能和分布式全 自动网络化。
PLC的组成与工作原理
组成： 中央处理单元（CPU） 存储器 输入输出单元 （I/O单元） 电源单元 编程器
FX2N-128MR-
FX2N-