作者：陈忠平
出版社：人民邮电出版社有限公司
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三菱FX/Q系列PLC自学手册(第2版)试读：
前言
PLC是以微处理器技术、电子技术、网络通信技术和先进可靠的工业手段为基础，综合了现代计算机技术、自动控制技术和通信技术而发展起来的一种新型通用工业自动控制设备。PLC具有功能强、可靠性高、使用灵活方便、易于编程以及适于工业环境下应用等一系列优点，因此在工业自动化、机电一体化、传统产业技术改造等方面的应用越来越广泛，已成为可编程程序控制器技术、机器人技术、CAD/CAM和数控技术这四大现代工业控制支柱之一。
本书第1版于2009年6月出版，现已被许多学校或培训机构作为PLC课程的实践教材，受到众多教师、学生和读者的认可。该书从实际出发，以功能强、指令灵活的三菱FX/Q系列PLC为对象，重点讲述了FX/Q系列PLC的基础与实际应用等方面的内容。
第2版坚持了原版本“充分考虑初学者的自学要求，讲解细致”“实例丰富，由简到繁，循序渐进”“兼顾原理，注重实用”的特点，并在此基础上根据读者的建议对原版进行了修订与补充。
与原版本相比，第2版的设计实例都分析了其设计思路及程序段的含义，并使用GX Simulator对程序进行虚拟仿真，此外还对每章内容进行了修订，具体如下。
➢ 第1章：PLC基础知识。删除了“PLC与其他顺序逻辑控制系统的比较”。增加了“三菱FX PLC的硬件结构”，其内容包括：基2N本单元、I/O扩展单元、I/O扩展模块、FX PLC的编程元件。增加了2N“数制与数据类型”，其内容包括：数制、数据类型。修改“三菱Q系列PLC系统构成与扩展”为“三菱Q系列PLC的硬件结构及系统构成”，其内容包括：三菱Q系列PLC硬件系统的基本组成、三菱Q系列PLC的系统构成。
➢ 第2章：FX/Q系列PLC编程软件的使用。将“三菱FX/Q系列PLC编程与仿真软件”分为“GX Developer编程软件的使用”与“GX Simulator仿真软件的使用”两节，并对这两节内容进行了相应的修订。
➢ 第3章：三菱FX系列PLC指令。增加了“基本指令的应用举例”，其实例包括：星-三角控制、用4个按钮控制1个信号灯。增加了“步进指令方式的顺序功能图”“步进顺控程序的应用举例”“指令的构成”。
➢ 第4章：三菱Q系列PLC指令。“通信直接软元件”“特殊功能模块软元件”分别修订为“特殊功能软元件”“嵌套与指针软元件”。增加了“软元件的使用”。
➢ 第5章：特殊扩展功能模块。每个Q系列特殊扩展功能模块均增加了相应的应用实例。
➢ 第6章：PLC系统设计基础与抗干扰措施。增加了“PLC控制系统的抗干扰措施”，其内容包括：抗电源干扰措施、抗I/O干扰措施。
➢ 第7章：PLC的安装与维护。将“Q系列PLC的安装”修订为“Q系列PLC的安装与配线”，增加了“电源配线”“连接器配线”等内容。
➢ 第8章：PLC在电动机基本控制电路中的应用。删除“PLC在三相同步电动机控制电路中的应用”“并励直流电动机可逆反接制动”。
➢ 第9章：PLC改造机床控制电路的设计。删除“PLC改造M1432A万能外圆磨床的设计”。
➢ 第10章：PLC小系统的设计。删除“交通信号灯模拟控制设计”“苹果分拣机控制设计”。
➢ 第11章：PLC在工程中的设计与应用。删除“PLC在砂处理生产线上的应用”，修订了“PLC在传送机械手控制系统的应用”。
本书由湖南工程职业技术学院陈忠平编著，湖南信息学院邬书跃主审。在编写过程中得到了湖南航天局刘琼、湖南涉外经济学院侯玉宝、湖南科技职业技术学院高见芳等众位高工、老师的大力支持及帮助，在此向他们表示深深的感谢。
由于编者知识水平和经验的局限性，书中难免存在缺点和错误，敬请广大读者给予批评指正。作者2018年3月第1章 PLC基础知识
自20世纪60年代末世界第一台PLC问世以来，PLC发展十分迅速，特别是近些年来，随着微电子技术和计算机技术的不断发展，PLC在处理速度、控制功能、通信能力及控制领域等方面都有新的突破。PLC是将传统的继电—接触器的控制技术和现代计算机信息处理技术的优点有机结合起来，成为工业自动化领域中最重要、应用最广泛的控制设备之一，并已成为现代工业生产自动化的重要支柱。1.1 PLC的组成及工作原理1.1.1 PLC的组成
用PLC实施控制，其实质是按一定算法进行输入输出变换，并将这个变换予以物理实现。输入/输出变换、物理变换是PLC实施控制的两个基本点，而输入/输出变换实际上是信息处理，通常采用通用计算机技术。物理实现要求PLC的输入应当排除干扰信号适用于工业现场。输出应放大到工业控制的水平，能为实现控制系统方便而使用。通用计算机只考虑信息本身，其他的不需要考虑。因此PLC是微型计算机技术与机电控制技术相结合的产物，是一种以微处理器为核心，用于电气控制的特殊计算机，它采用典型计算机结构，主要由中央处理器（CPU）、存储器、I/O（输入/输出）接口、电源、通信接口、扩展接口等单元部件组成，这些单元部件都是通过内部总线进行连接，如图1-1和图1-2所示。图1-1 PLC的硬件系统结构图图1-2 PLC的逻辑结构图
1. 中央处理器CPU
PLC的中央处理器与一般的计算机控制系统一样，由运算器和控制器构成，是整个系统的核心，类似于人类的大脑和神经中枢。它是PLC的运算、控制中心，用来实现逻辑和算术运算，并对全机进行控制，按PLC中系统程序赋予的功能，有条不紊地指挥PLC进行工作，主要完成以下任务。（1）控制从编程器、上位计算机和其他外部设备键入的用户程序数据的接收和存储。（2）用扫描方式通过输入单元接收现场输入信号，并存入指定的映像寄存器或数据寄存器。（3）诊断电源和PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。（4）PLC进入运行状态后，执行相应工作。①从存储器逐条读取用户指令，经过命令解释后，按指令规定的任务产生相应的控制信号去启闭相关控制电路，通俗地讲就是执行用户程序，产生相应的控制信号。②进行数据处理，分时、分渠道执行数据存取、传送、组合、比较、变换等动作，完成用户程序中规定的逻辑运算或算术运算等任务。③根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出寄存器的内容，再由输入映像寄存器或数据寄存器的内容，实现输出控制、制表、打印、数据通信等功能。
2. 存储器
PLC中存储器的功能与普通微机系统的存储器的结构类似，它由系统程序存储器和用户程序存储器等部分构成。（1）系统程序存储器
系统程序存储器是用EPROM或EEPROM来存储厂家编写的系统程序，系统程序是指控制和完成PLC各种功能的程序，相当于单片机的监控程序或微机的操作系统，在很大程度上它决定该系列PLC的性能与质量，用户无法更改或调用。系统程序有系统管理程序、用户编辑程序和指令解释程序、标准子程序和调用管理程序3种类型。
① 系统管理程序：由它决定系统的工作节拍，包括PLC运行管理（各种操作的时间分配安排）、存储空间管理（生成用户数据区）和系统自诊断管理（如电源、系统出错，程序语法、句法检验等）。
② 用户编辑程序和指令解释程序：编辑程序能将用户程序变为内码形式以便于程序的修改、调试；解释程序能将编程语言变为机器语言便于CPU操作运行。
③ 标准子程序和调用管理程序：为了提高运行速度，在程序执行中某些信息处理（I/O处理）或特殊运算等都是通过调用标准子程序来完成的。（2）用户程序存储器
用户程序存储器是用来存放用户的应用程序和数据，它包括用户程序存储器（程序区）和用户数据存储器（数据区）两种。
程序存储器用来存储用户程序。数据存储器用来存储输入、输出以及内部接点和线圈的状态以及特殊功能要求的数据。
用户存储器的内容可以由用户根据控制需要可读、可写、可任意修改、增删。常用的用户存储器形式有高密度、低功耗的CMOS RAM、EPROM和EEPROM 3种。
3. 输入/输出单元（I/O单元）
输入/输出单元又称为输入/输出模块，它是PLC与工业生产设备或工业过程连接的接口。现场的输入信号，如按钮开关、行程开关、限位开关以及各传感器输出的开关量或模拟量等，都要通过输入模块送到PLC中。由于这些信号电平各式各样，而PLC的CPU所处理的信息只能是标准电平，所以输入模块还需要将这些信号转换成CPU能够接受和处理的数字信号。输出模块的作用是接收CPU处理过的数字信号，并把它转换成现场的执行部件所能接收的控制信号，以驱动负载，如电磁阀、电动机、灯光显示等。
PLC的输入/输出单元上通常都有接线端子，PLC类型的不同，其输入/输出单元的接线方式不同，通常分为汇点式、分组式和隔离式3种接线方式，如图1-3所示。图1-3 输入/输出单元3种接线方式
输入/输出单元分别只有1个公共端COM的称为汇点式，其输入或输出点共用一个电源；分组式是指将输入/输出端子分为若干组，每组的I/O电路有一个公共点并共用一个电源，组与组之间的电路隔开；隔离式是指具有公共端子的各组输入/输出点之间互相隔离，可各自使用独立的电源。
PLC提供了各种操作电平和驱动能力的输入/输出模块供用户选择，如数字量输入/输出模块、模拟量输入/输出模块。这些模块又分为直流与交流型、电压与电流型等。（1）数字量输入模块
数字量输入模块又称为开关量输入模块，它是将工业现场的开关量信号转换为标准信号传送给CPU，并保证信息的正确和控制器不受其干扰。它一般是采用光电耦合电路与现场输入信号相连，这样可以防止使用环境中的强电干扰进入PLC。光电耦合电路的核心是光电耦合器，由发光二极管和光电三极管构成。现场输入信号的电源可由用户提供，直流输入信号的电源也可由PLC自身提供。数字量输入模块根据电源使用的不同分为直流输入模块（直流12V或24V）和交流输入（交流100～120V或200～240V）模块两种。
1）直流输入模块
当外部检测开关接点接入的是直流电压时，需使用直流输入模块对信号进行检测。下面以某一输入点的直流输入模块进行讲解。
直流输入模块的原理电路如图1-4所示。外部检测开关S的一端接外部直流电源（直流12V或24V），S的另一端与PLC的输入模块的一个输入信号端子相连，外部直流电源的另一端接PLC输入模块的公共端COM。虚线框内的是PLC内部输入电路，R1为限流电阻，R2和C构成滤波电路，抑制输入信号中的高频干扰，LED为发光二极管。当S闭合后，直流电源经R1、R2、C的分压、滤波后形成3V左右的稳定电压供给光电隔离VLC耦合器，LED显示某一输入点有无信号输入。光电隔离耦合器VLC另一侧的光电三极管接通，此时A点为高电平，内部+5V电压经R3和滤波器形成CPU所需的标准信号送入内部电路中。图1-4 直流输入电路
内部电路中的锁存器将送入的信号暂存，CPU执行相应的指令后，通过地址信号和控制信号读取锁存器中的数据。
当输入电源由PLC内部提供时，外部电源断开，将现场检测开关的公共接点直接与PLC输入模块的公共输入点COM相连即可。
2）交流输入模块
当外部检测开关接点加入的是交流电压时，需使用交流输入模块进行信号的检测。
交流输入模拟的原理电路如图1-5所示。外部检测开关S的一端接外部交流电源（交流100～120V或200～240V），S的另一端与PLC的输入模块的一个输入信号端子相连，外部交流电源的另一端接PLC输入模块的公共端COM。虚线框内的是PLC内部输入电路，R1和R2构成分压电路；C为隔直电容，用来滤掉输入电路中的直流部分，对交流相当于短路；LED为发光二极管。当S闭合时，PLC可输入交流电源，其工作原理与直流输入电路类似。图1-5 交流输入电路
3）交直流输入模块
当外部检测开关接点加入的是交流或直流电压时，需使用交直流输入模块进行信号的检测，如图1-6所示。从图中看出，其内部电路与直流输入电路类似，只不过交直流输入电路的外接电源除直流电源外，还可用12～24V的交流电源。图1-6 交直流输入电路（2）数字量输出模块
数字量输出模块又称为开关量输出模块，它是将PLC内部信号转换成现场执行机构所能接收的各种开关信号。数字量输出模块按照电源使用（即用户电源）的不同，分为直流输出模块、交流输出模块和交直流输出模块3种。按照输出电路所使用的开关器件不同，又分为晶体管输出、晶闸管（即可控硅）输出和继电器输出3种。其中晶体管输出方式的模块只能带直流负载；晶闸管输出方式的模块只能带交流负载；继电器输出方式的模块既可带交流也可带直流的负载。
1）直流输出模块（晶体管输出方式）
PLC某I/O点直流输出模块电路如图1-7所示，虚线框内表示PLC的内部结构。它由光电隔离耦合器件VLC、二极管LED、晶体管VT、稳压管VD、熔断器FU等组成。当某端需输出时，CPU控制锁存器的对应位为1，通过内部电路控制VLC输出，晶体管VT导通输出，相应的负载接通，同时输出指示灯LED亮，表示该输出端有输出。当某端不需输出时，锁存器相应位为0，VLC没有输出，VT截止，使负载失电，此时LED指示灯熄灭，负载所需直流电源由用户提供。图1-7 晶体管输出电路
2）交流输出模块（晶闸管输出方式）
PLC某I/O点交流输出模块电路如图1-8所示，虚线框内表示PLC的内部结构。图中双向晶闸管为输出开关器件，由它组成的固态继电器T具有良好的电气隔离作用；电阻R2和C构成了高频滤波电路，减少高频信号的干扰；浪涌吸收器起限幅作用，将晶闸管上的电压限制在600V以下；负载所需交流电源由用户提供。当某端需输出时，CPU控制锁存器的对应位为1，通过内部电路控制T导通，相应的负载接通，同时输出指示灯LED点亮，表示该输出端有输出。图1-8 晶闸管输出电路
3）交直流输出模块（继电器输出方式）
PLC某I/O点交直流输出模块电路如图1-9所示，它的输出驱动是继电器K。K既是输出开关，又是隔离器件；R2和C构成灭弧电路。当某端需输出时，CPU控制锁存器的对应位为1，通过内部电路控制K吸合，相应的负载接通，同时输出指示灯LED点亮，表示该输出端有输出。负载所需交直流电源由用户提供。图1-9 继电器输出电路
通过上述分析可知，为防止干扰和保证PLC不受外界强电的侵袭，I/O单元都采用了电气隔离技术。晶体管只能用于直流输出模块，它具有动作频率高、响应速度快、驱动负载能力小的特点；晶闸管只能用于交流输出模块，它具有响应速度快、驱动负载能力不大的特点；继电器既能用于直流也能用于交流输出模块，它的驱动负载能力强，但动作频率和响应速度慢。（3）模拟量输入模块
模拟量输入模块是将输入的模拟量如电流、电压、温度、压力等转换成PLC的CPU可接收的数字量信号。在PLC中将模拟量转换成数字量的模块又称为A/D模块。（4）模拟量输出模块
模拟量输出模块是将输出的数字量转换成外部设备可接收的模拟量，该模块在PLC中又称为D/A模块。
4. 电源单元
PLC的电源单元通常是将220V的单相交流电源转换成CPU、存储器等电路工作所需的直流电，它是整个PLC系统的能源供给中心，电源的好坏直接影响PLC的稳定性和可靠性。对于小型整体式PLC，其内部有一个高质量的开关电源，为CPU、存储器、I/O单元提供5V直流电源，还为外部输入单元提供24V直流电源。
5. 通信接口
为了实现微机与PLC、PLC与PLC间的对话，PLC配有多种通信接口，如打印机、上位计算机、编程器等接口。
6. I/O扩展接口
I/O扩展接口用于将扩展单元或特殊功能单元与基本单元相连，使PLC的功能更加强大，以满足不同控制系统的要求。1.1.2 PLC的工作原理
PLC虽然以微处理器为核心，具有微型计算机的许多特点，但它的工作方式却与微型计算机有很大不同。微型计算机一般采用等待命令或中断的工作方式，如常见的键盘扫描方式或I/O扫描方式，若有键按下或I/O动作，则转入相应的子程序或中断服务程序；若无键按下，则继续扫描等待。而PLC采用循环扫描的工作方式，即“顺序扫描，不断循环”。
用户程序通过编程器或其他输入设备输入存放在PLC的用户存储器中。当PLC开始运行时，CPU根据系统监控程序的规定顺序，通过扫描，完成各输入点状态采集或输入数据采集、用户程序的执行、各输出点状态的更新、编程器键入响应和显示器更新及CPU自检等功能。
PLC的扫描可按固定顺序进行，也可按用户程序规定的顺序进行。这不仅仅因为有的程序不需要每扫描一次，执行一次，也因为在一个大控制系统中，需要处理的I/O点数较多。通过不同组织模块的安排，采用分时分批扫描执行方法，可缩短扫描周期和提高控制的实时性。
PLC采用集中采样、集中输出的工作方式，减少了外界干扰的影响。PLC的循环扫描过程分为输入采样（或输入处理）、程序执行（或程序处理）和输出刷新（或输出处理）3个阶段。
1. 输入采样阶段
在输入采样阶段，PLC以扫描方式按顺序将所有输入端的输入状态进行采样，并将采样结果分别存入相应的输入映像寄存器中，此时输入映像寄存器被刷新。接着进入程序执行阶段，在程序执行期间即使输入状态变化，输入映像寄存器的内容也不会改变，输入状态的变化只在下一个工作周期的输入采样阶段才被重新采样到。
2. 程序执行阶段
在程序执行阶段，PLC是按顺序对程序进行扫描执行。如果程序用梯形图表示，则总是按先上后下、先左后右的顺序进行。当遇到程序跳转指令时，则根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址。当指令中涉及输入、输出状态时，PLC从输入映像寄存器将上一阶段采样的输入端子状态读出，从元件映像寄存器中读出对应元件的当前状态，并根据用户程序进行相应运算后，将运算结果再存入元件寄存器中，对于元件映像寄存器来说，其内容随着程序的执行而发生改变。
3. 输出刷新阶段
当所有指令执行完后，进入输出刷新阶段。此时，PLC将输出映像寄存器中所有与输出有关的输出继电器的状态转存到输出锁存器中，并通过一定的方式输出，驱动外部负载。
PLC工作过程除了包括上述3个主要阶段外，还要完成内部处理、通信处理等工作。在内部处理阶段，PLC检查CPU模块内部的硬件是否正常，将监控定时器复位，并完成一些别的内部工作。在通信服务阶段，PLC与其他的带微处理器的智能装置实现通信。1.2 三菱FX系列PLC简介
FX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，它逐步替代三菱公司原来的F、F1和F2系列PLC产品。FX2是1991年推出的产品，FX0是在FX2之后推出的超小型PLC。FX系列PLC包括FX等类型的产品，具有较高的性能价格0S/1S/0N/1N/2N/2NC/3U比，适用于大多数单机控制的场合，是我国使用最广泛的PLC系列产品之一。
其中FX型PLC输入输出点数为10～30，用于要求不高、点数0S/1S较少的场合。FX/FX型PLC的基本单元输入输出点数为24～60，0N1N可以扩展到128点。FX/FX型PLC的功能很强，基本输入输出点2N2NC数为16～128，可以扩展到256点，编程指令也很强，运行速度也很快，可用于要求很高的场合。FX是三菱电机适应用户需求开发出3U来的第3代微型可编程控制器，其运行程度更快，可扩展到384点，大幅增加了内部软元件的数量，增强了通信功能，还增加了高速输出适配器、模拟量输入输出适配器和温度输入适配器。1.2.1 三菱FX系列PLC型号说明
三菱FX系列PLC型号的含义如下。
其中子系列名称有0S、1S、0N、1N、2N、2NC、3U等。
单元类型：M为基本单元，E为输入输出混合扩展单元与扩展模块，EX为输入专用扩展模块，EY为输出专用扩展模块。
输出方式：R为继电器输出，T为晶体管输出，S为双向晶闸管输出。
特殊品种：D和DS为DC 24V电源，DC输出；DSS为DC 24V电源，源晶体管输出；ES为交流电源，漏晶体管输出；ESS为交流电源，源晶体管输出；A1为AC电源，AC输入或AC输出；H为大电流输出扩展模块；V为立式端子排的扩展模块；C为插接口输入输出方式；F为输入滤波时间常数为1ms的扩展模块；L为TTL输入型扩展模块；S为独立端子（无公共端）扩展模块。
如果特殊品种一项无符号，为AC电源、DC输入、横式端子排、标准输出。例如FX64MT-D表示FX系列，64个I/O点，晶体管输出，2N2N使用直流电源，24V直流输出型PLC。1.2.2 三菱FX PLC1S
三菱FX系列PLC功能简单，价格便宜，适用于小型开关量控制1S系统。它采用整体式固定的I/O型结构，PLC的CPU、电源、输入/输出安装于一体，结构紧凑、安装简单，其产品外形结构如图1-10所示。图1-10 三菱FX系列产品外形图1S
三菱FX系列PLC用户存储器EEPROM的容量为2000步，一个1S单元同时可以输出2点10kHz的高速脉冲，有7条特殊的定位指令。根据I/O点数的不同，有10/14/20/30共4种基本单元。在这些基本单元中，根据PLC电源的不同，可以分为AC电源输入与DC电源输入两种；根据输出类型，可以分为继电器输出和晶体管输出两种，如表1-1所示。表1-1 三菱FX系列PLC基本单元1S
三菱FX系列PLC可以使用少量的扩展模块与功能扩展板，以增1S加通信、监视、设定等方面的功能，如表1-2所示。表1-2 三菱FX系列PLC扩展模块1S1.2.3 三菱FX PLC1N
三菱FX PLC在FX系列中属于性能中等、功能较FX有所增1N1S强、可以适用于大多数简单机械控制的小型PLC。它采用了基本单元加扩展的结构形式，基本单元内有CPU、存储器、I/O模块、通信接口和扩展接口等。三菱FX PLC的产品外形如图1-11所示。1N图1-11 三菱FX PLC产品外形图1N
三菱FX PLC的用户存储器EEPROM的容量为8000步，除兼容1NFX系列的全部功能外，还内置实时时钟，有PID指令用于实现模拟1S量闭环控制，有两个用于设置参数的内置小电位器。三菱FX PLC1N有13种基本单元，可以组成14～128个I/O点系统，如表1-3所示。表1-3 三菱FX系列PLC基本单元1N
三菱电机于2007年7月推出了符合中国用户使用习惯的晶体管和继电器混合输出型FX-60MR-3A001，完善了FX系列PLC产品线。主1N要特点：①晶体管、继电器混合输出（符合中国用户使用习惯），②4点晶体管+20点继电器，③内置2路100kHz高速脉冲输出，可实现2轴定位控制，④内置2路A/D、1路D/A转换通道。FX-60MR-3A0011N的产品外形如图1-12所示。图1-12 FX-60MR-3A001产品外形图1N
三菱FX PLC通过通信扩展模块或特殊适配器可以实现多种通1N信和数据链接，如RS-232、RS-422、RS-485、AS-i网络、CC-Link等。三菱FX PLC可扩展的通信模块如表1-4所示。1N表1-4 三菱FX PLC可扩展的通信模块1N
三菱FX PLC也可以选用I/O扩展板、扩展模块、扩展单元进行I/1NO扩展，如表1-5所示。
三菱FX PLC选择I/O扩展单元时，PLC系统的I/O总数不能超过1N128点，且PLC的基本单元可以连接的I/O扩展单元不能超过2台。使用扩展模块时，最大可以连接的I/O点数为30。表1-5 三菱FX PLC的I/O扩展1N1.2.4 三菱FX PLC2N
三菱FX PLC是超小型机，I/O点数最大可扩展到256点。它对每2N条基本指令执行时间只要0.08μs，每条应用指令执行时间为1.25μs。内置的用户存储器为8KB，使用存储卡盒后，最大容量可扩大至16KB，编程指令达327条。三菱FX PLC不仅能完成逻辑控制、顺2N序控制、模拟量控制、位置控制、高速计数等功能，还能进行数据检索、数据排列、三角函数运算、平方根以及浮点数运算、PID运算等更为复杂的数据处理。
FX按PLC品种可分为基本单元、I/O扩展单元、扩展模块和特2N殊扩展设备。FX系列PLC基本单元的外部特征基本相似，其实物外2N形如图1-13所示。基本单元的内部由内部电源、内部输入/输出、内部CPU和内部存储器构成；实物外形一般由外部端子部分、指示部分和接口部分等组成，其外形结构如图1-14所示。图1-13 FX系列PLC基本单元的实物外形图2N图1-14 三菱FX PLC外形结构图2N（1）外部端子部分。外部端子包括PLC电源端子（L、N、），24V直流电源端子（24+、COM）、输入端子（X）、输出端子（Y）等。主要完成电源、输入信号和输出信号的连接。其中24+、COM是机器为输入回路提供的24V直流电源。为了减少接线，其正极在机器内已经与输入回路连接。当某输入点需要加入输入信号时，只需将COM通过输入设备接至对应的输入点；一旦COM与对应点接通，该点就为“ON”，此时对应输入指示灯就点亮。（2）指示部分。指示部分包括各I/O点的状态指示、PLC电源（POWER）指示、PLC运行（RUN）指示、用户程序存储器后备电池（BATT）状态指示及程序出错（PROG-E）、CPU出错（CPU-E）指示等，用于反映I/O点及PLC机器的状态。1.2.5 三菱FX PLC3U
三菱FX PLC是三菱公司最新开发的第3代微型可编程控制器，3U它是目前三菱公司小型PLC中CPU性能最高、适用于网络控制的小型PLC系列产品。
三菱FX PLC基本单元的I/O点数为256，通过CC-Link网络可扩3U展，可扩展为384点。它对每条基本指令执行的时间只需0.065μs，对每条应用指令执行时间为0.642μs。内置的用户存储器为64KB，并可采用Flash Memory ROM（闪存）卡。
三菱FX PLC的通信功能进一步加强，在FX PLC的基础上增3U2N加了RS-422标准接口与网络链接的通信模块，同时，通过转换装置，还可以使用USB接口。FX PLC的编程元件比FX PLC大大增3U2N加，内部继电器达到7680点、状态继电器达到4096点、定时器达到512点，同时还增加了部分应用指令。三菱FX PLC的产品外形如图3U1-15所示。图1-15 三菱FX PLC产品外形图3U
三菱FX PLC基本单元为DC 24V电源漏型/源型输入，主要有3U16/32/48/64/80共5种基本规格，如表1-6所示。表1-6 三菱FX系列PLC基本单元3U
三菱FX PLC在三菱FX的网络基础上，进一步增加了USB通3U2N信功能。这些网络功能也需要通过通信扩展模块或特殊适配器实现多种通信和数据链接，而且可以同时进行3个通信端口的通信。三菱FX PLC可扩展的通信模块如表1-7所示。3U
三菱FX PLC一般使用FX/FX系列的扩展模块、扩展单元进3U0N2N行I/O扩展，如表1-8所示。表1-7 三菱FX PLC可扩展的通信模块3U表1-8 三菱FX PLC的I/O扩展3U
三菱FX PLC选择I/O扩展单元或扩展模块时，PLC主机I/O点数3U和使用CC-Link连接的远程I/O点数均不能超过256点，且两者合计输入/输出的点数不能超过384点，此外还要考虑PLC特殊功能模块所占用的I/O点数。
通常三菱FX系列PLC只能配置RS-232/485通信适配器，而0N/1N/2N三菱FX PLC在此基础上还增加了其他的特殊适配器，如表1-9所示。3U表1-9 三菱FX PLC增加的特殊适配器3U1.3 三菱FX PLC的硬件结构2N
FX系列PLC是日本三菱电机推出的小型整体式可编程控制器，2N其I/O端子除了可以作为基本的数字量输入/输出外，还可以适用于多个基本组件间的连接，以实现模拟控制、定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化需求的PLC。1.3.1 基本单元
1. 基本单元的分类及性能
根据输入/输出点数的不同，FX系列PLC有16/32/48/64/80/1282N共6种型号，如表1-10所示；根据PLC电源的不同，可以分为AC电源输入与DC电源输入两种基本类型；根据输出类型，可以分为继电器输出、晶体管输出、双向晶闸管（可控硅）输出3种类型。此外，对于AC电源型，PLC还可以使用AC输入。FX基本单元的性能如表2N1-11所示。表1-10 FX基本单元2N表1-11 FX基本单元的性能2N
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]