1.4 用仿三菱FX2N型PLC學習實踐操作5.兩種形式的仿三菱

5.兩種形式的仿三菱FX系列PLC

在學習PLC時，先要掌握一定的PLC理論知識，然后用實際的PLC進行實踐操作，這樣才能快速學會PLC技術。三菱FX系列PLC在社會上使用非常廣泛，其原裝機的價格一般要千元以上，而仿三菱FX系列PLC（某寶網有賣）價格非常低：普通不帶外殼的為100～150元，如圖1-10（a）所示；帶外殼的為150～200元，如圖1-10（b）所示。這些PLC具有原裝機大多數常用功能，相當于原裝機的簡化版，并且可使用原裝機的軟件編程，很值得PLC初學者購買來進行實踐操作。

1.4.1 仿三菱FX2N型PLC硬件介紹

圖1-11是一種仿三菱FX-25MR型PLC，上方為電源端子與輸入端子，下方為輸出端子和COM接口（接口對應軟件中的端口）。該PLC還有12個輸入指示燈（X0～X7、X10～X13）、10個輸出指示燈（Y0～Y7、Y10、Y11）和電源指示燈（Power）、運行指示燈（RUN）、出錯指示燈（ERR）。

1.輸入端子、電源端子和RUN/STOP開關

仿三菱FX-25MR型PLC的輸入端子、電源端子和RUN/STOP開關如圖1-12所示。該PLC有15個輸入端子（X0～X7、X10～X16）。這些端子有一個公共端子（GND），電源端子有24V（24V電源正）和GND（24V電源負）兩個。在輸入公共端子旁邊有一個RUN/STOP（運行/停止）開關，撥到“RUN”時，PLC內的程序運行，同時RUN指示燈亮，撥到“STOP”時，PLC內的程序停止運行，RUN指示燈滅（或閃爍）。

2.輸出端子

仿三菱FX-25MR型PLC的輸出端子如圖1-13所示。該PLC有10個輸出端子（Y0～Y7、Y10、Y11）和3個輸出公共端子（COM0：Y0～Y2的公共端子，COM1：Y3～Y5的公共端子，COM2：Y6、Y7、Y10、Y11的公共端子）。

3.通信接口和數據線

6.編程電纜及驅動程序的安裝

仿三菱FX-25MR型PLC有一個通信接口，其類型為RS-232接口（也稱COM接口），可以連接計算機下載PLC程序，也可以連接文本顯示器和觸摸屏。現在的計算機大多數有USB接口而無COM接口，為了能將PLC與計算機連接起來，需要用到USB轉COM接口數據線。仿三菱FX-25MR型PLC的COM接口與USB轉COM接口數據線如圖1-14所示，數據線的USB接口插入計算機的USB接口，COM接口插入PLC的COM接口。

1.4.2 數據線驅動程序的安裝

用USB轉COM接口數據線將計算機和PLC連接起來后，計算機還不能識別該數據線，需要在計算機中安裝此數據線的驅動程序。

USB轉COM接口數據線的驅動程序安裝如圖1-15所示，具體過程如下：

打開數據線配套驅動程序的文件夾，如圖1-15（a）所示，文件夾中有一個“HL-340.EXE”可執行文件，雙擊該文件，彈出圖1-15（b）所示的對話框，單擊“INSTALL（安裝）”按鈕，即開始安裝驅動程序，單擊“UNINSTALL（卸載）”按鈕，可以卸載先前已安裝的驅動程序，驅動安裝成功后，會彈出安裝成功對話框，如圖1-15（c）所示。

數據線的驅動程序成功安裝后，在計算機的“設備管理器”中可以查看到計算機分配給數據線的接口號。在計算機屏幕桌面右擊“計算機”圖標，彈出右鍵菜單，如圖1-16所示，選擇“設備管理器”，彈出設備管理器窗口，其中有一項“端口（COM和LPT）”，若未成功安裝數據線的驅動程序，則不會出現該項（操作系統為Win7系統時），展開“端口（COM和LPT）”項，可以看到一項接口信息“USB-SERIAL CH340（COM3）”，該信息表明數據線將USB轉成COM接口后，計算機分配給該接口為COM3，也就是說，當數據線將計算機與PLC連接起來后，計算機是通過COM3接口與PLC進行連接的，記下該接口號，在計算機與PLC通信設置時要輸入或選擇該接口號。

1.4.3 DC24V電源適配器及PLC的電源接線

PLC供電有兩種類型：24V直流供電（DC24V）和220V交流供電（AC220V）。對于采用220V交流供電的PLC，內部采用了AC220V轉DC24V的電源電路，由于其內置電源電路，故價格更高。對于采用DC24V供電的PLC，可以在外部連接24V的電源適配器，由其將AC220V轉換成DC24V提供給PLC的電源端。

1.DC24V電源適配器介紹

7.24V電源適配器及接線

DC24V電源適配器的功能是將220V（或110V）交流電壓轉換成24V的直流電壓輸出。圖1-17是一種常用DC24V電源適配器。

如圖1-17（a）所示，電源適配器的L、N端為交流電壓輸入端，L端接相線（也稱火線），N端接零線，接地端與接地線（與大地連接的導線）連接，若電源適配器出現漏電使外殼帶電，則外殼的漏電可以通過接地端和接地線流入大地，這樣接觸外殼時就不會發生觸電，當然接地端不接地線，電源適配器仍會正常工作。-V、+V端為24V直流電壓輸出端，-V端為電源負端，+V端為電源正端。電源適配器上有一個輸出電壓調節電位器，可以調節輸出電壓，使輸出電壓在24V左右變化，在使用時應將輸出電壓調到24V。電源指示燈用于指示電源適配器是否已接通電源。

在電源適配器上一般會有一個銘牌（標簽），如圖1-17（b）所示，在銘牌上會標注型號，額定輸入、輸出電壓和電流參數。從銘牌可以看出，該電源適配器輸入端可接100～120V的交流電壓，也可以接200～240V的交流電壓，輸出電壓為24V，輸出電流最大為1.5A。

2.三線電源線及插頭、插座說明

圖1-18是常見的三線電源線及插頭、插座，導線的顏色、插頭和插座的極性都有規定標準。L線（即相線）可以使用紅、黃、綠或棕色線，N線（即零線）應使用藍色線，PE線（即接地線）應使用黃綠雙色線，插頭的插片和插座的插孔極性規定具體見圖1-18，接線時要按標準進行。

3.PLC的電源接線

PLC下載程序和正常工作時都需要連接電源。PLC的電源接線如圖1-19所示。DC24V電源適配器的輸入端接220V的交流電壓，輸出端的+V、-V端分別接PLC的24V和GND端，這樣220V交流電壓經電源適配器轉換成24V直流電壓提供給PLC，PLC的電源指示燈亮。這時如果用數據線將計算機和PLC連接起來，PLC就可以接收計算機傳送過來的PLC程序了。

1.4.4 用編程軟件編寫程序并將程序寫入PLC

8.計算機與PLC的連接及程序的下載

1.用編程軟件編寫程序

仿三菱FX型PLC支持三菱GX Developer軟件編寫的程序，有關該軟件的安裝和編程方法在后面有專門的章節介紹。用GX Developer軟件編寫的控制雙燈先后點亮的PLC程序如圖1-20所示。該程序用于控制雙燈先后點亮。

2.通信設置

用數據線將計算機與PLC連接起來后，還需要在GX Developer軟件中進行通信設置，這樣兩者才能建立連接。在GX Developer軟件中進行通信設置如圖1-21所示，具體過程如下：

在GX Developer軟件中執行菜單命令“在線”→“傳輸設置”，如圖1-21（a）所示，彈出“傳輸設置”對話框，如圖1-21（b）所示，在該對話框內雙擊左上角的“串行USB”項，彈出“PC I/F串口詳細設置”對話框，在此對話框中選中“RS-232C”項，“COM端口”選擇“COM3”（在設備管理器中可查看到該接口號），傳送速度設為“19.2kbit/s”，然后單擊“確認”按鈕，關閉當前的對話框，回到上一個對話框（“傳輸設置”對話框），再單擊對話框“確認”按鈕即完成通信設置。

3.將程序寫入PLC

在用數據線將計算機與PLC連接起來并進行通信設置后，就可以在GX Developer軟件中將編寫好的PLC程序（或打開先前已編寫好的PLC程序）寫入PLC。在GX Developer軟件中將程序寫入PLC（也稱下載PLC程序）的操作過程如圖1-22所示，具體過程如下：

在GX Developer軟件中執行菜單命令“在線”→“PLC寫入”，若彈出圖1-22（a）所示的對話框，表明計算機與PLC之間未用數據線連接，或者通信設置錯誤，如果計算機與PLC連接正常，會彈出“PLC寫入”對話框，如圖1-22（b）所示，在該對話框中展開“程序”項，選中“MAIN（主程序）”，然后單擊“執行”按鈕，彈出詢問是否執行寫入對話框，單擊“是”按鈕，又彈出一個對話框，如圖1-22（c）所示，詢問是否遠程讓PLC進入STOP狀態（PLC在STOP狀態時才能被寫入程序，若PLC的RUN/STOP開關已處于STOP位置，則不會出現該對話框），單擊“是”按鈕，GX Developer軟件開始通過數據線往PLC內寫入程序，圖1-22（d）為程序寫入進度條，程序寫入完成后，會彈出一個對話框，如圖1-22（e）所示，詢問是否遠程讓PLC進入RUN狀態，單擊“是”按鈕，彈出程序寫入完成對話框，如圖1-22（f）所示，單擊“確定”按鈕，完成PLC程序的寫入。

1.4.5 PLC控制雙燈先后點亮系統的電路圖及工作原理

9.PLC控制雙燈先后點亮的接線圖及說明

由仿三菱FX-25MR型PLC構建的控制雙燈先后點亮系統的電路圖如圖1-23所示。

1.電源、輸入和輸出接線

（1）電源接線

220V交流電壓通過L、N兩根線接到DC24V電源適配器，轉換成24V的直流電壓輸出，通過兩根線接到PLC的24V端（24V+）和GND端（24V-）。24V電壓進入PLC內部后，經DC/DC電源電路降壓得到5V電壓，供內部電路使用。

（2）輸入端接線

輸入端連接S1、S2兩個開關：S1是自動復位的常開按鈕開關，即按下時開關閉合，松開時自動彈起斷開；S2開關無自動復位功能，即閉合后不能自動斷開，需要手動才斷開。S1為開燈開關。S2為關燈開關。S1開關一端接PLC的X0端，另一端接輸入端的GND端（公共端），S2開關一端接PLC的X1端，另一端接輸入端的GND端。

（3）輸出端接線

輸出端連接A燈和B燈。兩個燈的額定電壓都是220V。在接線時，A燈一端接PLC的Y0端，另一端接220V交流電源的L線，B燈一端接PLC的Y1端，另一端接220V交流電源的L線，Y0、Y1的COM端（公共端）接220V交流電源的N線。

2.控制雙燈先后點亮的PLC系統的硬、軟件工作原理

圖1-23所示的PLC控制系統實現的功能是，當按下S1按鈕時，A燈馬上點亮，5s后B燈再點亮，將S2開關閉合后，A、B燈同時熄滅。

PLC控制雙燈先后點亮系統的硬、軟件工作原理如下：

當按下PLC X0端外接按鈕開關S1時，有電流流過內部的X0輸入電路（電流途徑：+5V→X0輸入電路→X0端→按鈕開關S1→GND端（輸入端的公共端）→0V），有電流流過X0輸入電路，會使內部PLC程序中的X000常開觸點閉合，Y000線圈和定時器T0同時得電。Y000線圈得電一方面使Y000常開自鎖觸點閉合，鎖定Y000線圈得電，另一方面使Y0輸出電路工作，輸出電流流過Y0繼電器線圈，Y0繼電器觸點閉合，有電流流過Y0端外接的A燈（電流途徑：220V的L線→A燈→Y0端→內部Y0繼電器觸點→COM0端→220V的N線），A燈點亮。在Y000線圈得電時，定時器T0同時也得電，T0馬上開始5s計時，5s后，定時器T0動作，T0常開觸點閉合，Y001線圈得電，Y1輸出電路工作，輸出電流流過Y1繼電器線圈，Y1繼電器觸點（也稱硬件觸點或硬觸點）閉合，有電流流過Y1端外接的B燈（電流途徑：220V的L線→B燈→Y1端→內部Y1繼電器觸點→COM0端→220V的N線），B燈點亮。

當將PLC X1端外接開關S2閉合時，有電流流過內部的X1輸入電路（電流途徑：+5V→X1輸入電路→X1端→開關S2→GND端（輸入端的公共端）→0V），會使內部PLC程序中的X001常閉觸點斷開，Y000線圈和定時器T0同時失電，定時器T0失電使T0常開觸點斷開，Y001線圈也失電。Y000、Y001線圈失電，Y0、Y1繼電器線圈失電，Y0、Y1繼電器觸點（硬觸點）斷開，Y0、Y1端外接的A、B燈的電流途徑被切斷而均熄滅。

當S2開關閉合時，按下S1按鈕是無法點亮A、B燈的，這是因為當S2閉合時會使PLC程序中的X001常閉觸點斷開，此時即使S1閉合使X000常開觸點閉合，Y000線圈和定時器T0也無法得電，Y001線圈更不會得電。

1.4.6 PLC控制雙燈先后點亮系統的實際接線

10.PLC控制雙燈先后點亮的實際接線與操作演示

PLC控制雙燈先后點亮系統的實際全部接線如圖1-24所示，具體包括電源接線（見圖1-19）、輸入設備接線和輸出設備接線。

1.輸入設備接線

PLC控制雙燈先后點亮系統的輸入設備為S1、S2兩個開關，其實際接線如圖1-25所示，S1、S2一端連在一起并接到輸入端的GND端（輸入公共端），S1的另一端接到X0端，S2的另一端接到X1端。

2.輸出設備接線

PLC控制雙燈先后點亮系統的輸出設備為A、B兩個燈泡，其實際接線如圖1-26所示，將220V電源線的N線接到PLC輸出端的COM0端（Y0、Y1、Y2的公共端），L線與A、B燈的一端導線連接，A、B燈的另一端導線分別接PLC的Y0、Y1端。

1.4.7 PLC控制雙燈先后點亮系統的通電試驗

PLC控制雙燈先后點亮系統的通電試驗分為以下幾步。

第一步：給PLC控制系統（PLC與外部設備）通電，查看PLC的電源指示燈（POWER）和運行指示燈（RUN）是否點亮。如果POWER燈不亮，檢查PLC電源接線及供電是否正常；如果RUN燈不亮或閃爍，檢查PLC的RUN/STOP開關是否處于“RUN”位置。

第二步：按下PLC X0端外接的按鈕開關S1，如圖1-27（a）所示，正常會看到X0指示燈亮（S1斷開X0指示燈會滅），Y0指示燈亮，同時Y0端外接的A燈會點亮。約5s后，Y1指示燈亮，Y1端外接的B燈也會變亮，如圖1-27（b）所示。

第三步：將PLC X1端外接的開關S2閉合，如圖1-27（c）所示，正常會看到X1指示燈亮，Y0、Y1指示燈同時熄滅，同時Y0、Y1端外接的A、B燈也熄滅。

S2閉合后不會自動斷開（需要手動斷開），當S2開關處于閉合時，按下按鈕開關S1，A、B燈不會點亮。