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第 3 章 FX 2N 可编程序控制器

第 3 章 FX 2N 可编程序控制器. 教学提示： FX 2N 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 FX 2N 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 FX 2N 系列 PLC 的基础.

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第 3 章 FX 2N 可编程序控制器

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Presentation Transcript

  1. 第3章 FX2N可编程序控制器 • 教学提示：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 • 教学要求： 学习、使用可编程控制器首先要熟悉可编程控制器的基本配置情况，例如PLC的技术指标、各单元的功能、输入输出点数、编程器及其他外部设备的使用等内容。要熟练使用可编程控制器必须牢牢掌握两个重要基本内容——等效元件及编程指令。本章详细介绍了FX2N系列可编程控制器的内部等效元件，这部分内容应熟练掌握，尤其是各等效元件的功能、使用方法及编号范围应重点掌握

  2. 第3章 FX2N可编程序控制器 3.1 FX2N的系统特点及配置 3.1.1 FX2N的技术特点 3.1.2 FX2N的型号说明 3.1.3 FX2N系统的硬件配置 3.2 FX2N的编程等效元件 3.3 FX2N的技术指标

  3. 3.1 FX2N的系统特点及配置 3.1.1 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I/O点数最大可扩展到256点

  4. （4）FX2N有多种特殊功能模块，如模拟量输入输出模块、高速计数器模块、脉冲输出模块、位置控制模块、RS-232C/RS-422/RS-485串行通信模块或功能扩展板、模拟定时器扩展板等（4）FX2N有多种特殊功能模块，如模拟量输入输出模块、高速计数器模块、脉冲输出模块、位置控制模块、RS-232C/RS-422/RS-485串行通信模块或功能扩展板、模拟定时器扩展板等 （5）FX2N有3000多点辅助继电器、1000点状态继电器、200多点定时器、200点16位加计数器、35点32位加/减计数器、8000多点16位数据寄存器、128点跳步指针、15点中断指针 （6）FX2N有128种功能指令，具有中断输入处理、修改输入滤波器常数、数学运算、浮点数运算、数据检索、数据排序、PID运算、开平方、三角函数运算、脉冲输出、脉宽调制、ACL码输出、串行数据传送、校验码、比较触点等功能指令 （7）FX2N还有矩阵输入、10键输入、16键输入、数字开关、方向开关、7段显示器扫描显示等方便指令

  5. 3.1.2 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

  6. 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） （3）单元类型： • R—继电器输出 • T—晶体管输出 • S—晶闸管输出 （4）输出形式： • D—DC电源，DC输入 • A—AC电源，AC输入 • H—大电流输出扩展单元 • 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 （5）特殊品种区别：

  7. 3.1.3 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 • 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

  8. 图3.1 FX2N模块连接图

  9. 1．基本单元 表3.2 FX2N系列的基本单元

  10. 2．I/O扩展单元和扩展模块 表3.3 FX2N的扩展单元

  11. 表3.4 FX2N的扩展模块 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

  12. 表3.5 FX2N的特殊功能单元的型号及功能

  13. 4．编程器 （1）简易编程器 • 最常用FX简易编程器有FX-10P-E和FX-20P-E手持型简易编程器 • 有在线编程和离线编程两种方式 • 采用液晶显示屏显示 • 编程器可用指令表的形式读出、写入、插入和删除指令，进行用户程序的输入和编辑 （2）其它编程工具 其它编程工具将在第11章中详细讲解

  14. 3.2 FX2N的编程等效元件 • 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）

  15. 图3.2 编程元件

  16. 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） • 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

  17. 图3.3 输入/输出继电器的等效电路

  18. 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 • 触点型 • 线圈型 （4）状态继电器 • 初始状态器（S0～S9），如图3.4 • 普通型（S10～S499）/断电保持型（S500～S899） ，如图3.5 • 信号报警器型状态器（S900～S999），如图3.6

  19. 图3.4 状态转移图 图3.5 S作普通辅助继电器 图3.6 外部故障诊断

  20. 5. 定时器（T）的功能 （1）定时器的地址号 表 3.6 定时器的地址号与功能

  21. （2）定时器的定时值设定 • 立即数设定方法如图3.7所示 • 间接寻址方法设定如图3.8所示 图3.7 立即数设定 图3.8 间接寻址方法设定

  22. （3）定时器功能 • 通用定时器 （如图3.9） • 100ms通用定时器（T0～T199）共200点 • 10ms通用定时器（T200～T245）共46点 • 积算型定时器 （如图3.10） • 1ms积算定时器（T246～T249）共4点 • 100ms积算定时器（T250～T255）共6点

  23. 图3.9 普通型定时器 图3.10 积算型定时器

  24. 6. 计数器（C）功能 表3.7 计数器的地址号与功能 表3.8 32位增/减计数器计数方向对应的辅助继电器（M）的地址号 • 注：表3-7和3-8中 ① 表示非停电保持型，利用参数设定，可变为停电保持型． • ② 表示为停电保持型，利用参数设定，可变非停电持型．

  25. FX2N系列计数器分为内部计数器和高速计数器两类FX2N系列计数器分为内部计数器和高速计数器两类 （1）内部计数器 • 16位增计数器（C0～C199）共200点 （如图3.11） • 32位增/减计数器（C200～C234）共有35点，其中C200～C219（共20点）为通用型，C220～C234（共15点）为断电保持型 （如图3.12） （2）高速计数器（C235～C255） • 单相单计数输入高速计数器（C235～C245）（如图3.13） • 单相双计数输入高速计数器（C246～C250）（如图3.14） • 双相高速计数器（C251～C255）（如图3.15）

  26. (a) (b) 图3.13 单相单计数输入高速计数器 (a) 无启动/复位端；(b) 带启动/复位端。

  27. 图3.14 单相双计数输入高速计数器 图3.15 双相高速计数器

  28. 7. 数据寄存器（D） • 通用数据寄存器（D0～D199） • 断电保持数据寄存器（D200～D7999） • 特殊数据寄存器（D8000～D8255） 8. 变址寄存器（V/Z） • FX2N系列PLC有V0～V7和Z0～Z7共16个变址寄存器，它们都是16位的寄存器

  29. 9. 指针（P、I） （1）分支用指针（P0～P127） （2）中断指针（I0□□～I8□□） • 输入中断用指针（I00□～I50□） 输入中断用指针的编号格式如下： I O 0：下降沿中断 1：上升沿中断 输入号（0～5），对应输入X000～X005且每个只能用一次

  30. 定时器中断用指针（I6□□～I8□□） • 计数器中断用指针（I010～I060） 10. 常数（K、H） • K是表示十进制整数的符号，主要用来指定定时器或计数器的设定值及应用功能指令操作数中的数值 • H是表示十六进制数，主要用来表示应用功能指令的操作数值

  31. 3.3 FX2N的技术指标 表3.10 FX2N的一般技术指标

  32. 表3.11 FX2N电源技术指标 表3.12 FX2N输入技术指标 • 注：输入端X0～X17 内有数字滤波器，其响应时间可由程序调整为0～60ms。

  33. 表3.13 FX2N输入技术指标 • 注：响应时间0.2ms是在条件为24V/200mA时，实际所需时间为电路切断负载电流到电流为0的时间，可用并接续流二极管的方法改善响应时间。大电流时为0.4mA以下

  34. 表3.14FX2N性能技术指标

  35. 续表3.14

  36. 续表3.14 ① 非后备锂电池保持区。通过参数设置，可改为后备锂电池保持区 ② 后备锂电池保持区，通过参数设置，可改为非后备锂电池保持区 ③ 后备锂电池固定保持区固定，该区域特性不可改变

  37. 小 结 • FX2N系列PLC是由三菱公司近年来推出的高性能小型可编程控制器，采用整体式和模块式相结合的叠装式结构，具有较高的性能价格比，应用广泛 • 选用PLC时必须从其技术指标、硬件配置等方面综合考虑。FX2N系列PLC的技术指标包括一般技术指标、电源技术指标、输入技术指标、输出技术指标和性能技术指标等；FX2N系列PLC的硬件配置包括基本单元、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 • 不同厂家、不同系列的PLC，其内部软继电器（编程元件）的功能和编号也不相同。因此在使用PLC时，必须熟练掌握所选用PLC的编程元件的功能、编号、使用方法及注意事项。FX2N系列PLC的等效编程元件包括输入继电器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、变址寄存器V/Z、指针、常数等

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