三菱FX系列PLC的選型和硬件配置

王建華

【摘要】PLC是PLC控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇PLC對于保證整個控制系統(tǒng)的技術經濟性能指標起著重要作用。選擇PLC應包括：機型的選擇、容量的選擇、I/O模塊的選擇、電源模塊的選擇及特殊模塊的選擇。

【關鍵詞】PLC類型 I/O點數 存儲器容量 輸入模塊 輸出模塊

隨著微處理技術的提高，PLC也得到了迅速的發(fā)展，其技術和產品逐漸完善。不僅能滿足工業(yè)生產的需要，而且將通信技術和信息處理技術融為一體，實現控制管理一體化。要使PLC能很好地完成其控制功能，PLC的硬件配置和選型也是非常重要的環(huán)節(jié)。

一、根據需要選擇合適的PLC類型

1、PLC類型的選擇

三菱FX1S系列是一種卡片大小的PLC，結構緊湊、性能卓越，具有串行通訊功能，適合用在小型環(huán)境中。FX1N系列PLC是一種普遍選擇的方案，最多可達128點控制，它具有對輸入輸出、邏輯控制及通訊鏈接的擴展性，并且能增加特殊功能模塊或擴展板，應用范圍廣泛。FX2N系列PLC是FX系列中最高級的模塊，它具有極快的速度、高級的功能、邏輯選件及定位控制等功能，具有從16到256路輸入輸出的多種應用選擇方案。

對于開關量控制系統(tǒng)，當控制速度要求不高時，一般用小型整體機FX1S，對于以開關量為主，帶有部分模擬量控制的應用領域，應選擇FX1N或FX2N型整體機，另外根據需要選擇相應的模塊，比如開關量輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊，配接相應的傳感器及變送器和驅動裝置等。

2、I/O點數的確定

在PLC控制系統(tǒng)設計時，應準確統(tǒng)計被控對象的輸入信號和輸出信號的總點數并考慮今后的調整和工藝改進的需要，在實際統(tǒng)計I/O點數的基礎上，一般應增加10%-20%的備用量。三菱FX系列不同型號的輸入輸出點數的比例不同，可根據其比例情況選擇輸入輸出點都有的擴展單元或模塊，也可以只選擇只有輸入點或只有輸出點的擴展單元或模塊。

3、用戶存儲器容量的估算

根據經驗，開關量控制系統(tǒng)用戶存儲器容量等于I/O總數乘以8，對于有模擬量的輸入輸出系統(tǒng)，每一路模擬量信號大約需要100存儲器容量，如果有通信接口，每個接口大約需要300存儲器容量。選用時根據估算的存儲器容量加一定的備用量就行了。

4、PLC的處理速度應滿足實時控制的要求

由于PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，如果輸入信號的持續(xù)時間小于一個掃描周期，輸入信號就有可能丟失，所以對于快速的信號應選擇掃描速度高的機型。

二、開關量輸入輸出模塊及擴展模塊的選擇

開關量輸入模塊的輸入電壓一般為DC24V和AC220V。直流輸入可以直接與接近開關、光電開關等電子輸入裝置連接，交流輸入方式的觸點接觸可靠，合適在有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。

開關量輸出模塊有繼電器輸出、晶體管輸出及可控硅輸出。使用時優(yōu)先選擇繼電器輸出，繼電器輸出價格最低且易購買。晶體管型和可控硅型輸出模塊分別用于直流負載和交流負載，其可靠性高反應速度快，壽命長，但過載能力較差。選擇時應考慮負載電壓的種類和大小、系統(tǒng)對延遲時間的要求、負載狀態(tài)變化是否頻繁等。

三、節(jié)省I/O點數的方法

PLC的I/O點數越多，價格越貴，因此在滿足控制要求的前提下力爭使用的I/O點數最少。

1、減少所需輸入點的方法

分組輸入：在控制系統(tǒng)中，自動控制和手動控制不會同時執(zhí)行，把自動信號和手動信號疊加起來按不同控制狀態(tài)要求分組輸入到PLC，可以節(jié)省輸入點數。

觸點合并式輸入：設計電路時，將某些具有相同功能的輸入觸點串聯或并聯后再輸入PLC，這些信號就只占用一個輸入點。串聯時，幾個觸點同時閉合有效，并聯時任何一個觸點閉合都有效。比如一個設備有多種保護開關，任何一個開關動作設備都要停止運行，設計時可將這些開關的觸點串聯在一起用一個輸入點。

矩陣式輸入：對FX2N系列，用矩陣輸入指令MTR，用8個輸入點和8個輸出點就可以輸入64個輸入點的狀態(tài)。

充分利用PLC的內部功能：利用KEY指令、DSW指令，轉移指令和交替輸出指令等都可以節(jié)省輸入點。

某些信號可以設置在PLC之外：系統(tǒng)的某些輸入信號，例如手動操作按鈕、手動復位的熱繼電器的觸點可以設置在PLC外部的硬件電路中。

2、減少所需輸出點數的方法

（1）通斷狀態(tài)完全相同的負載，可將其并聯后共用一個PLC輸出點，即一個輸出點帶多個負載，如果多個負載的總電流超出輸出點的容量，可用中間繼電器轉換。

（2）在信號燈作負載時，采用數碼管作指示燈可減少輸出點數。

（3）系統(tǒng)中某些相對獨立或比較簡單的部分，可以不進PLC，用繼電器電路來控制，這樣可以減少所需的輸入、輸出點數。