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1.1　三菱FX系列PLC介绍

日本三菱公司是全世界PLC主要生产厂家之一，它先后推出了F、F1、F2、FX2、FX0、FX0N和FX2C等系列PLC，其中F系列是早期产品，早已停产，F1、F2属于整体式结构，FX系列PLC具有庞大的家族，有多种不同的型号，基本单元（主机）有FX0、FX0S、FX0N、FX1、FX2、FX2C、FX1S、FX1N、FX2N、FX2NC等系列。

1.　FX系列PLC型号

FX系列PLC型号命名的基本格式如图1-4所示。

系列序号：0、0S、0N、1、2、2C、1S、1N、2N、2NC。

I/O总点数：14～256。

单元类型：M—基本单元。

E—输入/输出混合扩展模块。

EX—输入专用扩展模块。

EY—输出专用扩展模块。

输出形式：R—继电器输出。

T—晶体管输出。

S—晶闸管输出。

特殊品种区别：

D—DC电源，DC输入。

AI—AC电源，AC输入。

H—大电流输出扩展模块（1A/1点）。

V—立式端子排的扩展模块。

C—接插口输入/输出方式。

F—输入滤波器1ms的扩展模块。

L—TTL输入型扩展模块。

S—独立端子（无公共端）扩展模块。

例如，FX2N-32MRD的含义是：FX2N系列，输入/输出总点数为32点，继电器输出，DC电源，DC输入的基本单元。

温馨提示 32表示基本单元输入/输出点数之和。

例如，FX-4EYSH的含义是：FX系列，输入点数为0点，输出点数为4点，晶闸管输出，大电流输出扩展模块。

2.　FX系列PLC的基本组成

FX系列可编程控制器由基本单元、扩展单元、扩展模块及特殊功能单元构成。基本单元包括中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出接口电路及电源，是PLC的主要部分。扩展单元是用于增加可编程控制器I/O点数的装置，内部设有电源。每个控制系统至少有一台基本单元，如果要增加整个系统的输入/输出点数，可用扁平电缆连接扩展单元。扩展模块用于增加可编程控制器I/O点数及改变可编程控制器I/O点数比例，内部无电源，所有电源由基本单元或扩展单元供给。因为扩展单元及扩展模块无CPU，所以必须与基本单元一起使用。特殊功能单元是一些具有专门用途的装置，连接相应的特殊单元，就可以增加PLC的控制功能。

3.　FX系列PLC的主要指标

FX系列PLC的一般技术指标包括基本性能指标、输入技术指标及输出技术指标，各种性能指标如表1-2～表1-4所示。

4.　FX1S系列PLC的性能指标

性能指标如表1-5、表1-6所示。

5.　FX1S系列PLC的编程元件

这里所说的“元件”不是指“硬元件”，而是指“软元件”，它们并不是以实体形式存在的，而只是一种“软件编程逻辑”，它们包括输入/输出继电器、内部辅助继电器、定时器/计数器、数据寄存器等，PLC在用户程序存储器中为它们分配了相应的单元，它们只有“0”或“1”两种状态，可以在梯形图中无限次地被引用。

温馨提示PLC内部存储器的状态为“1”时，表示相应的触点闭合或相应的软继电器线圈得电；状态为“0”时，表示相应的触点断开或线圈失电。

FX系列PLC的编程元件由1位字母和3位数字组成，它们分别表示元件的类型和元件号，如X000、Y001，其中输入继电器X和输出继电器Y元件号用八进制数表示，遵循“逢八进一”的运算规则，只有0～7这8个数字符号，例如X007和X010是两个相邻的八进制整数。其他软继电器元件号都用十进制数表示。

温馨提示 X、Y元件号是用八进制数表示的，不会出现数字8和9。除此之外的元件号都是用十进制数表示的。

1）输入继电器（X）

建立“输入/输出映像区”是PLC工作方式的另一个显著特点，外部输入信号的状态在一个扫描周期的采样阶段通过输入接口被读入并存储在输入映像区中，供CPU控制使用。输入映像区即是用户程序存储器中的一部分存储单元，也叫输入映像寄存器或输入继电器，当外部触点接通时，输入继电器为“1”状态，即“ON”状态；断开时，输入继电器为“0”状态，即“OFF”状态，因此，输入继电器的状态反映外部输入信号的状态，并且唯一地取决于外部输入信号的状态，不受用户程序的控制，但在梯形图中可以多次使用输入继电器的常开触点和常闭触点。

2）输出继电器（Y）

输出继电器即是“输出映像区”，也叫输出映像寄存器，它用来存放一个扫描周期内CPU完成用户程序后产生的所有对外控制信号，也是用户程序存储器中存储单元的一部分。PLC将这些输出信号传送给输出模块，再由后者驱动外部负载工作，完成控制任务。输出继电器的状态，反映了对外控制信号的状态，一一对应，在梯形图中，每一个输出继电器的常开触点和常闭触点都可以无限次使用。

温馨提示 输出继电器的初始状态为“0”，即断开状态。

FX1S系列PLC输入/输出元件编号如表1-7所示。

3）其他编程元件

中间继电器也叫辅助继电器，是用软件实现的，它们不是实际的硬件继电器，之所以称其为继电器是因为它们的常开、常闭的状态与硬件继电器相似。它们只在CPU产生控制信号的过程中起作用，不能直接对外输出信号去驱动负载，因此叫中间继电器，它们的常开、常闭状态数量很多，也可以无限次引用。FX1S系列PLC部分编程元件编号如表1-8所示。

6.　FX1S系列PLC的外部结构

FX1S系列PLC的外部结构如图1-5所示。

1）FX1S-20MRPLC的面板

它由以下三部分组成：

（1）外部接线端子。外部接线端子包括PLC电源（L、N）、输入用直流电源（24 +）、公共端（COM）、输入端子（X）、输出端子（Y）、主机接地等。它们位于主机两侧可拆卸的端子板上，每个端子都有对应的编号，主要完成电源、输入信号和输出信号的连接。

（2）指示部分。指示部分包括每一个输入、输出点的状态指示、主机电源指示（POWER）、主机运行状态指示（RUN）、出错指示（ERROR），用来反映I/O点和主机的状态。

（3）接口部分。主要包括ABS接口、RS-422接口、VR1、VR2模拟量输入口等。FX系列PLC主机有运行/编程（RUN/STOP）两种状态，由接口边上的运行开关来选择。编程时应将开关向下，使主机处于“停机”状态（RUN指示灯灭）；运行时将开关向上，使主机处于“运行”状态（RUN指示灯亮）。

2）I/O点的编号及连接

FX1S-20MR主机，输入点为12点，编号为X0～X13，输出点为8点，编号为Y0～Y7。输入端子（X）位于主机的一侧，输出端子（Y）位于主机的另一侧。L、N为PLC电源端子，FX系列PLC要求输入单相交流电源，规格为AC100/110 V、AC200/220 V、50/60Hz。24 +、COM是主机为输入回路提供的直流24 V电源，因为输入口一般连接按钮、开关、传感器等设备，这些器件功耗都很小，所以可以使用24 V电源。还有一接地端子，用于PLC的接地保护。

输出口在接入电路时，均和PLC的负载（如电磁阀、接触器线圈、信号灯等）连接，所需的推动电源功率较大，并且电源种类各异。PCL一般不提供负载的工作电源，需用户外接。FX系列PLC除了提供8个输出端子外，还有6个COM端。

1.2　编程软件SWOPC-FXGP的使用与梯形图设计

个人计算机作为编程器，采用专用的编程软件进行编程、绘制梯形图、监控PLC运行等，其功能完善，使用方便。三菱FX系列PLC使用的编程软件是SWOPC-FXGP编程软件。它是基于Windows的应用软件，功能强大，界面友好，主要由用户来开发控制程序，同时也可实现监控用户程序的执行状态和PLC内部资源使用状况，它是FX系列PLC用户不可缺少的编程工具。

SWOPC-FXGP编程软件提供了4种编程方式：梯形图、指令表、顺序功能图和语句梯形图。其中，语句梯形图方式是用助记符输入，按梯形图方式显示，用户可以通过软件主菜单下的视图框来选择编程的方式，可随时在梯形图和语句梯形图方式下互换编程。无论用哪种方式，用户都能使用热键来选择命令。

SWOPC-FXGP编程软件的运行方式有在线方式和离线方式。在线方式是用电缆线把计算机与PLC连接起来，通过编程软件的功能菜单或功能快捷键来进行所有的功能操作，控制PLC的工作状态。离线方式即把计算机与PLC断开连接，此时软件的绝大部分功能都可实现，如对用户程序的编辑、录入、内部资源查询等，但与PLC有关的具体操作（如通信、通信口设置、PLC状态、程序的下载、上载等功能）则不能进行。

下面以项目训练中的梯形图为例，介绍在SWOPC-FXGP软件中创造或编辑梯形图所需要的主要操作和编程步骤。

1.2.1　FXGP软件的启动

在桌面上双击FXGP的图标，即可启动FXGP软件，并进入界面，如图1-6所示。

1.2.2　建立新文件

单击“文件”菜单中的“新文件”命令，如图1-7所示。或者单击所示工具条中的“新文件”按钮。屏幕上出现“PLC类型设置”对话框，如图1-8所示。

选择所使用PLC的类型，如FX1S，单击“确认”按钮，则屏幕上出现梯形图的编辑界面，如图1-9所示。

1.2.3　编辑梯形图

在如图1-9所示的梯形图的编辑界面中，位于底部或右侧的组件箱中有各触点和线圈的状态，如常开、常闭、串联、并联、线圈等，通过直接单击相应的状态，可出现选取元件对话框，如图1-10所示。输入相应元件编号，如X0，单击“确认”按钮，则X0的常开触点就画好了，如图1-11所示。

其他的画法同理。下面以项目训练1的简单灯控电路的梯形图为例，画出如图1-3所示的梯形图。

小经验 对于简单的控制电路来说，梯形图设计基本上是按照实际电路的逻辑关系一一对应而来。

图1-3中的输入触点X0、X2分别表示输入按钮SB1、SB2的状态，输出触点Y0、Y1分别驱动外部信号灯HL1、HL2。采用SWOPC-PXGP绘制灯控电路梯形图的步骤如下：

（1）光标定位在第1行的左母线处，用鼠标单击组件箱中的常开符号（或按F5键），出现如图1-10所示的对话框。在对话框中输入组件的名称“X0”并按回车键，在原先鼠标定位的地方将出现一个常开符号，同时光标自动向右移动一个符号，这样常开触点X0就画好了，如图1-11所示。

（2）用鼠标单击组件箱中的常开符号（或按F5键），出现对话框。在对话框中输入组件的名称“X2”并按回车键确认，串联的常开触点X2就画好了，如图1-12所示。

（3）用鼠标单击组件箱中的线圈符号，在对话框中输入组件的名称“Y0”并确认，软件会自动连线，将Y0画在右母线处，如图1-13所示。

（4）将光标移至第2行的左母线处，重复步骤（1），输入常开触点X0。重复步骤（3），输入线圈Y1，如图1-14所示。

（5）下面要画X0的常开并联触点X2，这时光标在X0的下方，不要动了，用鼠标单击组件箱中的常开并联符号，出现对话框，在对话框中输入组件的名称“X2”并按回车键确认，并联的常开触点X2就画好了，如图1-15所示。

（6）将光标定位在第3行的左母线处，用鼠标单击组件箱中的符号，出现对话框，在对话框中输入“END”并按回车键确认，或按F8键，直接输入“END”并按回车键，END命令就画好了。画好的梯形图背景是灰色的，如图1-16所示。

（7）这时，要单击“转换”按钮。如果梯形图画得正确，转换后的梯形图的背景就会变为白色，如图1-17所示。

（8）画好的梯形图可以转换成指令表，单击“指令表”按钮，将会得到对应的指令表，如图1-18所示。

1.2.4　程序传送

将PLC的执行开关置于STOP状态下，RUN指示灯不亮，选择如图1-19（a）所示的菜单命令，出现如图1-19（b）所示的对话框，可以选择两种方式写入程序。选择“范围设置”，根据指令语句“步”数设定，能缩短程序写入的时间。

1.2.5　保存梯形图

保存画好的梯形图，可以单击“文件”菜单中的“保存”命令，或者单击工具栏中的“保存”按钮，屏幕上出现如图1-20所示的对话框，给文件命名，指定路径，单击“确定”按钮保存梯形图。

在进行程序的删除、修改等操作时，计算机编程是很方便的。只需要在指令表中，上下移动光标，再使用键盘中的“Del”键，就可以做到删除、修改指令。再重新传送指令时，需要PLC方式开关置于STOP状态下。

1.2.6　程序监控

FXGP软件提供了实时监控功能。单击“监控/测试”菜单中的“开始监控”命令，如图1-21所示。在PLC运行状态下，通过FXGP软件窗口直接观察程序运行的过程及各个软继电器的工作状态。