2.1　FX2N系列PLC的型號規(guī)格及系統(tǒng)構(gòu)成

2.1.1　FX2N系列PLC的型號規(guī)格及特點(diǎn)

FX2N系列PLC是FX系列PLC中功能強(qiáng)大的小型PLC。FX2N系列PLC擁有非常高的運(yùn)行速度、高級的功能邏輯選件以及定位控制等特點(diǎn)。FX2N系列PLC是從16路到256路I/O的多種應(yīng)用的選擇方案，適用于在多個(gè)基本組件間的連接、模擬控制、定位控制等特殊用途，可以滿足多樣化廣泛需要的PLC。連接擴(kuò)展單元或擴(kuò)展模塊，可進(jìn)行16～256點(diǎn)的靈活I(lǐng)/O組合。可選用16/32/48/64/80/128點(diǎn)的主機(jī)，可以采用最小8點(diǎn)的擴(kuò)展模塊進(jìn)行擴(kuò)展，可根據(jù)電源及輸出形式自由選擇。

FX2N系列PLC的控制規(guī)模為16～256點(diǎn)（基本單元：16/32/48/64/80/128點(diǎn)），程序容量為內(nèi)置8K步RAM（可輸入注釋），可使用存儲(chǔ)盒，最大可擴(kuò)充至16K步。豐富的軟元件應(yīng)用指令中有多個(gè)可使用的簡單指令、高速處理指令，輸入過濾器常數(shù)可變，中斷輸入處理，直接輸出等，方便指令數(shù)字開關(guān)的數(shù)據(jù)讀取、16位數(shù)據(jù)的讀取、矩陣輸入的讀取、7段顯示器輸出等。

FX2N系列PLC具體規(guī)格見表2-1。

FX2N系列PLC可以進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)排列、三角函數(shù)運(yùn)算、平方根、浮點(diǎn)小數(shù)運(yùn)算等數(shù)據(jù)處理，還具有脈沖輸出（20kHz/DC 5V，10kHz/DC 12～24V）、脈寬調(diào)制、PID控制指令等功能，可以和外部設(shè)備相互通信，進(jìn)行串行數(shù)據(jù)傳送、ASCII碼轉(zhuǎn)換及打印、校驗(yàn)碼等。

FX2N系列PLC具有豐富的器件資源，有3072點(diǎn)輔助繼電器，提供了多種特殊功能模塊，可實(shí)現(xiàn)過程控制、位置控制，有RS-232C、RS-422、RS-485多種串行通信模塊或功能擴(kuò)展板支持網(wǎng)絡(luò)通信。FX2N系列PLC具有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)指令集，使用32位CPU處理浮點(diǎn)數(shù)，具有均方根和三角幾何指令，滿足數(shù)學(xué)功能要求很高的數(shù)據(jù)處理。

FX2N系列PLC具有以下特點(diǎn)：

①集成型和高性能：CPU、電源、輸入輸出三位一體。對6種基本單元，可以最小8點(diǎn)為單位連接I/O擴(kuò)展設(shè)備，最大可以擴(kuò)展I/O 256點(diǎn)。

②高速運(yùn)算：基本指令的執(zhí)行速度為0.08μs/指令（步），應(yīng)用指令為1.52μs/指令至數(shù)百微秒執(zhí)行一條指令。

③存儲(chǔ)器容量較大：內(nèi)置8000步RAM的存儲(chǔ)器安裝于存儲(chǔ)盒后，最大可以擴(kuò)展到16000步。

④軟元件范圍豐富：有輔助繼電器3072點(diǎn)、定時(shí)器256點(diǎn)、計(jì)數(shù)器235點(diǎn)、數(shù)據(jù)寄存器8000點(diǎn)。

2.1.2　FX2N系列PLC的系統(tǒng)構(gòu)成

（1）基本單元

基本單元是構(gòu)成PLC系統(tǒng)的核心部件，有CPU、存儲(chǔ)器、I/O模塊、通信接口和擴(kuò)展接口等。

FX2N系列PLC有20種基本單元，功能強(qiáng)、速度快，每條指令執(zhí)行時(shí)間僅為0.08μs，內(nèi)置用戶存儲(chǔ)器為8K步，可擴(kuò)展到16K步，I/O點(diǎn)最多可擴(kuò)展到256點(diǎn)。它有多種特殊功能模塊或功能擴(kuò)展板，可實(shí)現(xiàn)多軸定位控制。機(jī)內(nèi)有實(shí)時(shí)時(shí)鐘，PID指令可實(shí)現(xiàn)模擬量閉環(huán)控制。有很強(qiáng)的數(shù)學(xué)指令集，如浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算、開平方和三角函數(shù)等。

每個(gè)FX2N基本單元可擴(kuò)展8個(gè)特殊單元。FX2N基本單元有16/32/48/65/80/128點(diǎn)，6個(gè)基本單元中的每一個(gè)可以通過I/O擴(kuò)展單元擴(kuò)充為256個(gè)I/O點(diǎn)，其基本單元見表2-2。

（2）I/O擴(kuò)展單元

FX系列PLC具有較為靈活的I/O擴(kuò)展功能，可利用擴(kuò)展單元及擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)I/O擴(kuò)展。對于FX2N系列基本單元，可以以最小8點(diǎn)為單位連接I/O擴(kuò)展設(shè)備，可擴(kuò)展I/O最大256點(diǎn)，是FX系列PLC中擴(kuò)展性非常高、可實(shí)現(xiàn)柔性系統(tǒng)構(gòu)建的PLC。

FX系列PLCI/O擴(kuò)展功能中，有擴(kuò)展單元和擴(kuò)展模塊。擴(kuò)展單元內(nèi)置電源，擴(kuò)展I/O時(shí)使用。擴(kuò)展模塊是以8點(diǎn)或16點(diǎn)為單位來微調(diào)基本單元和擴(kuò)展單元的I/O。

擴(kuò)展設(shè)備型號體系如下：

擴(kuò)展單元是內(nèi)置電源的I/O設(shè)備，與基本單元相同，也可以將各I/O擴(kuò)展和特殊擴(kuò)展設(shè)備連接到擴(kuò)展單元的后面。

FX2N系列的擴(kuò)展單元見表2-3。

擴(kuò)展模塊是從基本單元或擴(kuò)展單元接受電源供給的I/O設(shè)備，可以以8點(diǎn)或16點(diǎn)為單位連接，可以連接的點(diǎn)數(shù)取決于每個(gè)基本單元和擴(kuò)展單元。FX2N系列的擴(kuò)展模塊見表2-4。

（3）編程工具

編程工具是PLC重要的外圍設(shè)備，它實(shí)現(xiàn)了人與PLC的聯(lián)系對話。用戶利用編程工具不但可以輸入、檢查、修改和調(diào)試用戶程序，還可以監(jiān)視PLC的工作狀態(tài)、修改內(nèi)部系統(tǒng)寄存器的設(shè)置參數(shù)以及顯示錯(cuò)誤代碼等。編程工具常用的有三種：一種是手持式編程器，只需通過編程電纜與PLC相接即可使用；另一種是圖形編輯編程器；第三種是帶有PLC專用工具軟件的計(jì)算機(jī)，它通過RS-232通信口與PLC連接，若PLC用的是RS-422通信口，則需另加適配器。

FX系列PLC最常用的手持式編程器是FX-10P-E和FX-20P-E，具有體積小、重量輕、價(jià)格便宜、功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；有在線編程和離線編程兩種方式；顯示采用液晶顯示屏，分別顯示2行和4行字符；配有ROM寫入器接口、存儲(chǔ)器卡盒接口。

編程器可用指令表的形式讀出、寫入、插入和刪除指令，進(jìn)行用戶程序的輸入和編輯，可監(jiān)視位編程器件的ON/OFF狀態(tài)和字編程器件中的數(shù)據(jù)，如計(jì)數(shù)器、定時(shí)器的當(dāng)前值及設(shè)定值、內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器的值以及PLC內(nèi)部的其他信息。FX-10P-E與FX-20P-E手持式編程器如圖2-2所示。

圖形編輯編程器的結(jié)構(gòu)、原理與通用計(jì)算機(jī)相同，只是安裝了PLC專用的軟件，并對其密封、接口等部分做了一定的改進(jìn)，使之能夠更好地適應(yīng)工業(yè)環(huán)境的使用。

圖形編輯編程器的功能比手持式編程器要強(qiáng)得多。在程序的輸入、編輯方面，它不僅可以使用所有編程語言進(jìn)行程序的輸入與編輯，而且還可以對PLC程序、I/O信號、內(nèi)部編程元件等加文字注釋與說明，為程序的閱讀、檢查提供了方便。在調(diào)試、診斷方面，圖形編輯編程器可以進(jìn)行梯形圖程序的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)顯示，顯示的圖形形象、直觀，可以監(jiān)控與顯示的內(nèi)容也遠(yuǎn)比手持式編程器要多得多。在使用操作方面，圖形編輯編程器不但可以與PLC聯(lián)機(jī)使用，也能進(jìn)行離線編程，而且還可以通過仿真軟件進(jìn)行系統(tǒng)仿真。

但圖形編輯編程器價(jià)格通常較高，且其功能與安裝了程序開發(fā)軟件后的計(jì)算機(jī)無實(shí)質(zhì)性的區(qū)別，目前已逐步被筆記本電腦所代替。

在計(jì)算機(jī)上可以安裝FX系列PLC的編程軟件。從早期的FX-GP/WIN-C、GX-Developer到最新的GX Works3軟件，應(yīng)用這些軟件可以為FX、A等全系列三菱PLC編寫用戶程序。程序在Windows操作平臺上運(yùn)行，便于操作和維護(hù)，采用梯形圖、語句表等語言進(jìn)行編程，程序兼容性強(qiáng)。

（4）其他外部設(shè)備

在一個(gè)PLC控制系統(tǒng)中，人機(jī)界面也非常重要。另外，還有一些輔助設(shè)備，如打印機(jī)、EPROM寫入器和外部存儲(chǔ)模塊等。