第2章 認識三菱FX_2N系列PLC

2.1 三菱PLC組成

2.1.1 FX_2N系列PLC的面板

在實際的控制電路中，我們經常用可編程序控制器進行控制。三菱FX_2N系列為小型PLC，采用疊裝式的結構形式，如圖2-1所示。

圖2-2所示為三菱FX_2N系列PLC的面板，主要包含型號（Ⅰ區）、狀態指示燈（Ⅱ區）、模式轉換開關與通信接口（Ⅲ區）、PLC的電源端子與輸入端子（Ⅳ區）、輸入指示燈（Ⅴ區）、輸出指示燈（Ⅵ區）和輸出端子（Ⅶ區）。

1．PLC的型號（Ⅰ區）

三菱FX系列PLC型號的標注含義如圖2-3所示。

1）系列序號：0、2、0N、2C、2N，即FX0、FX2、FX_0N、FX_2C、FX_2N。

2）I/O總點數：16～256點。

3）單元類型：M、E、Ex、Ey。

M——基本單元；

E——輸入/輸出混合擴展單元及擴展模塊；

EX——輸入專用擴展模塊；

EY——輸出專用擴展模塊。

4）輸出形式：R、T、S。

R——繼電器輸出；

T——晶體管輸出；

S——晶閘管輸出。

5）特殊品種的區別：D、AI、H、V、C、F、L、S。

D——DC電源，DC輸入；

A1——AC電源，AC電源輸入；

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——輸入濾波器1ms的擴展模塊；

L——TTL輸入型擴展模塊；

S——獨立端子（無公共端）擴展模塊。

圖2-4所示的PLC型號為FX_2N-32MR，說明該PLC為三菱FX_2N系列，輸入/輸出點數為32點，為繼電器輸出形式的基本單元。

2．PLC的狀態指示燈（Ⅱ區）

如圖2-5所示，PLC提供4盞指示燈，來顯示PLC當前的工作狀態。其含義如表2-1所列。

3．模式轉換開關與通信接口（Ⅲ區）

將區域Ⅲ的蓋板打開，可見到PLC的操作模式轉換開關與通信接口位置，如圖2-6所示。

模式轉換開關用來改變PLC的工作模式，PLC電源接通后，將轉換開關打到RUN位置上，則PLC的運行指示燈（RUN）發光，表示PLC正處于運行狀態。將轉換開關打到STOP位置上，則PLC的運行指示燈（RUN）熄滅，表示PLC正處于停止狀態。

通信接口用來連接手持式編程器或計算機，保證PLC與手持式編程器或計算機的通信。通信線一般分為手持式編程器通信線和計算機通信線兩種，如圖2-7所示。通信線與PLC連接如圖2-8所示。通信線與PLC連接時，務必注意通信線接口內的“針”與PLC上的接口正確對應后才可將通信線接口用力插入PLC的通信接口，以避免損壞接口。

4．PLC的電源端子與輸入端子（Ⅳ區）和輸入指示燈（Ⅴ區）

PLC的電源端子與輸入端子和輸入指示燈如圖2-9所示。

1）外接電源端子：圖2-9所示方框內的端子為PLC的外部電源端子（L、N、地），通過這部分端子外接PLC的外部電源（AC 220V）。

2）輸入公共端子COM：在外接傳感器、按鈕和行程開關等外部信號元件時必須接的一個公共端子。

3）+24V電源端子：PLC自身為外圍設備提供的直流24V電源，多用于三端傳感器，如圖2-10所示。

4）X□端子：X□端子為輸入（IN）繼電器的接線端子，是將外部信號引入PLC的必經通道。

5）“·”端子帶有“·”符號的端子表示該端子未被使用，不具有功能。

6）輸入指示燈為PLC的輸入（IN）指示燈，PLC有正常輸入時，對應輸入點的指示燈亮。

5．PLC的輸出端子（Ⅵ區）與輸出指示燈（Ⅶ區）

PLC的輸出端子與輸出指示燈如圖2-11所示。

1）輸出公共端子COM：在圖2-11所示區域可以發現標有COM1等字樣的端子，此端子為PLC輸出公共端子，是在PLC連接交流接觸器線圈、電磁閥線圈和指示燈等負載時必須連接的一個端子。

負載使用不同的電壓類型和等級時，若Y0～Y3共用COM1、Y4～Y7共用COM2、Y10～Y13共用COM3、Y14～Y17共用COM4、Y20～Y27共用COM5，對于共用一個公共端子的同一組輸出，必須采用同一電壓類型和同一電壓等級。但不同的公共端子組可使用不同的電壓類型和電壓等級。

當負載使用相同的電壓類型和等級時，則將COM1、COM2、COM3、COM4用導線短接起來。

2）Y□端子：在圖2-11所示Ⅶ區域可以發現標有Y□等字樣的端子，Y□端子為PLC的輸出（OUT）繼電器的接線端子，是將PLC指令執行結果傳遞到負載側的必經通道。

3）輸出指示燈：在圖2-11所示Ⅵ區域中為PLC的輸出指示燈，當某個輸出繼電器被驅動后，對應的Y□指示燈就會點亮。

2.1.2 FX_2N系列PLC的輸入繼電器

PLC內部提供給用戶使用的輸入繼電器/輸出繼電器都稱為元件，由于這些元件都可以用程序（即軟件）來指定，故又稱為軟元件，但它們與真實元件不同，一般稱它們為“軟繼電器”。這些編程用的繼電器，它的工作線圈沒有工作電壓等級、功耗大小和電磁慣性等問題，觸點沒有數量限制、沒有機械磨損和電蝕等問題。在不同的指令操作下，其工作狀態可以無記憶，也可以有記憶，還可以為作為脈沖數字元件使用。一般情況下，輸入繼電器用X表示，輸出繼電器用Y表示。

PLC的輸入端子是從外部接收信號的端口，PLC內部與輸入端子連接的輸入繼電器（X）是用光電隔離的電子繼電器，它們的編號與接線端子編號一致，按八進制進行編號，線圈的通斷取決于PLC外部觸點的狀態，不能用程序指令驅動。內部提供常開/常閉兩種觸點供編程時使用，且使用次數不限。

外部輸入設備通常分為主令電器和檢測電器兩大類。主令電器產生主令輸入信號，如按鈕和轉換開關等；檢測電器產生檢測運行狀態的信號，如行程開關、繼電器的觸點和傳感器等。輸入回路的連接示意圖如圖2-12所示。圖中，當按下SB2按鈕時，COM點和X2接通，此時相對應的輸入點X2從“OFF”變為“ON”（即“0”→“1”），該輸入信號被送到PLC的內部。

開關量輸入接口按所使用的外信號電源類型可分為直流輸入電路、交流輸入電路及交直流輸入電路等類型，如圖2-13～圖2-15所示，但無論PLC輸入接口采用哪種形式，其內部編程使用的輸入繼電器都用X表示。

2.1.3 FX_2N系列PLC的輸出繼電器

PLC的輸出端子是向外部負載輸出信號的端口。輸出繼電器線圈的通斷由程序驅動，輸出繼電器也按八進制編號，其外部輸出主觸點接到PLC的輸出端子上供驅動外部負載使用，內部提供常開/常閉觸點供程序使用，且使用次數不限。

外部輸出設備通常分為驅動負載和顯示負載兩大類。驅動負載，如接觸器、繼電器和電磁閥等；顯示負載，如指示燈、數字顯示裝置、電鈴和蜂鳴器等。輸出回路是PLC驅動外部負載的回路，PLC通過輸出點將負載和驅動電源連接成一個回路，負載的狀態由PLC輸出點進行控制。負載的驅動電源規格根據負載的需要和PLC輸出接口類型與規格進行選擇。

輸出公共端是若干輸出端子構成一組，共用一個輸出公共端，各組的輸出公共端用COMl、COM2……表示，各組公共端之間相互獨立，可使用不同的電源類型和電壓等級負載驅動電源，如圖2-16所示。圖中，Y0～Y3共用COMl，使用的負載驅動電源為AC 220V；Y4～Y7共用COM2，使用的負載驅動電源為DC 24V；Y10～Y13共用COM3，使用的負載驅動電源為AC 6.3V。

按PLC內使用元器件的不同，開關量輸出接口可分為繼電器輸出、晶體管輸出和雙向晶閘管輸出共3種類型。但無論PLC輸出接口采用哪種形式，其內部編程使用的輸入繼電器都用Y表示。

圖2-17所示為繼電器輸出接口，可用于交流及直流兩種電源，其開關速度慢，但過載能力強。

圖2-18所示為晶體管輸出接口，只適用于直流電源，開關速度快，但過載能力差。

圖2-19所示為雙向晶閘管輸出接口，只適用于交流電源，其開關速度快，但過載能力差。