三菱FX系列PLC的选型和硬件配置

王建华

【摘要】PLC是PLC控制系统的核心部件，正确选择PLC对于保证整个控制系统的技术经济性能指标起着重要作用。选择PLC应包括：机型的选择、容量的选择、I/O模块的选择、电源模块的选择及特殊模块的选择。

【关键词】PLC类型 I/O点数 存储器容量 输入模块 输出模块

随着微处理技术的提高，PLC也得到了迅速的发展，其技术和产品逐渐完善。不仅能满足工业生产的需要，而且将通信技术和信息处理技术融为一体，实现控制管理一体化。要使PLC能很好地完成其控制功能，PLC的硬件配置和选型也是非常重要的环节。

一、根据需要选择合适的PLC类型

1、PLC类型的选择

三菱FX1S系列是一种卡片大小的PLC，结构紧凑、性能卓越，具有串行通讯功能，适合用在小型环境中。FX1N系列PLC是一种普遍选择的方案，最多可达128点控制，它具有对输入输出、逻辑控制及通讯链接的扩展性，并且能增加特殊功能模块或扩展板，应用范围广泛。FX2N系列PLC是FX系列中最高级的模块，它具有极快的速度、高级的功能、逻辑选件及定位控制等功能，具有从16到256路输入输出的多种应用选择方案。

对于开关量控制系统，当控制速度要求不高时，一般用小型整体机FX1S，对于以开关量为主，带有部分模拟量控制的应用领域，应选择FX1N或FX2N型整体机，另外根据需要选择相应的模块，比如开关量输入输出模块、模拟量输入输出模块，配接相应的传感器及变送器和驱动装置等。

2、I/O点数的确定

在PLC控制系统设计时，应准确统计被控对象的输入信号和输出信号的总点数并考虑今后的调整和工艺改进的需要，在实际统计I/O点数的基础上，一般应增加10%-20%的备用量。三菱FX系列不同型号的输入输出点数的比例不同，可根据其比例情况选择输入输出点都有的扩展单元或模块，也可以只选择只有输入点或只有输出点的扩展单元或模块。

3、用户存储器容量的估算

根据经验，开关量控制系统用户存储器容量等于I/O总数乘以8，对于有模拟量的输入输出系统，每一路模拟量信号大约需要100存储器容量，如果有通信接口，每个接口大约需要300存储器容量。选用时根据估算的存储器容量加一定的备用量就行了。

4、PLC的处理速度应满足实时控制的要求

由于PLC采用循环扫描的工作方式，如果输入信號的持续时间小于一个扫描周期，输入信号就有可能丢失，所以对于快速的信号应选择扫描速度高的机型。

二、开关量输入输出模块及扩展模块的选择

开关量输入模块的输入电压一般为DC24V和AC220V。直流输入可以直接与接近开关、光电开关等电子输入装置连接，交流输入方式的触点接触可靠，合适在有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。

开关量输出模块有继电器输出、晶体管输出及可控硅输出。使用时优先选择继电器输出，继电器输出价格最低且易购买。晶体管型和可控硅型输出模块分别用于直流负载和交流负载，其可靠性高反应速度快，寿命长，但过载能力较差。选择时应考虑负载电压的种类和大小、系统对延迟时间的要求、负载状态变化是否频繁等。

三、节省I/O点数的方法

PLC的I/O点数越多，价格越贵，因此在满足控制要求的前提下力争使用的I/O点数最少。

1、减少所需输入点的方法

分组输入：在控制系统中，自动控制和手动控制不会同时执行，把自动信号和手动信号叠加起来按不同控制状态要求分组输入到PLC，可以节省输入点数。

触点合并式输入：设计电路时，将某些具有相同功能的输入触点串联或并联后再输入PLC，这些信号就只占用一个输入点。串联时，几个触点同时闭合有效，并联时任何一个触点闭合都有效。比如一个设备有多种保护开关，任何一个开关动作设备都要停止运行，设计时可将这些开关的触点串联在一起用一个输入点。

矩阵式输入：对FX2N系列，用矩阵输入指令MTR，用8个输入点和8个输出点就可以输入64个输入点的状态。

充分利用PLC的内部功能：利用KEY指令、DSW指令，转移指令和交替输出指令等都可以节省输入点。

某些信号可以设置在PLC之外：系统的某些输入信号，例如手动操作按钮、手动复位的热继电器的触点可以设置在PLC外部的硬件电路中。

2、减少所需输出点数的方法

（1）通断状态完全相同的负载，可将其并联后共用一个PLC输出点，即一个输出点带多个负载，如果多个负载的总电流超出输出点的容量，可用中间继电器转换。

（2）在信号灯作负载时，采用数码管作指示灯可减少输出点数。

（3）系统中某些相对独立或比较简单的部分，可以不进PLC，用继电器电路来控制，这样可以减少所需的输入、输出点数。