【正文】 使用最方便以及性能價格比的最優(yōu)化機型。三菱 FX 系列 PLC 包括 SFX1 、 NFX1 、NFX2 、 NCFX2 。各型號的 PLC 在性能上都有所區(qū)別。 SFX1 系列 PLC 將優(yōu)良的特點融合進一個很小的控制器中。 SFX1 適用于最小的封裝，他是希望低成本的用戶在有限的 I/O范圍內尋求功能強大的控制的首選目標。 SFX1 提供多達 30 個 I/O，并且能通過串行通信 傳輸數據，所以他能用在常用的緊湊型PLC 不能應用的地方。 SFX1 體積雖小，但功能強大： （ 1）主機點數 10/14/20/30，分為晶體管輸出 /繼電器輸出，交流電源 /直流電源。 （ 2）結構緊湊、性價比高。顯示模塊和擴展板使系統(tǒng)升級變得容易。 三江高等職業(yè)技術學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 15 （ 3）高速運算?；局噶钍? s/指令～ s/指令；應用指令是 μ s/指令至幾百μ s/指令。 （ 4） 2020 步存儲容量，是以前的 FXOS 的 倍。 （ 5）豐富的器件資源。輔助繼 電器 512 點、定時繼電器 64 點、計數器 32點、數據寄存器 256 點。 （ 6）具有實時時鐘功能。使用標準型號的實時時鐘滿足對時間的應用要求。 （ 7）聯(lián)網能力。串行擴展 通過 RS23 RS422 使聯(lián)網更容易。 （ 8）電源使用范圍很寬。世界任何地方的標準電壓都適用，也可以使用直流電源。 （ 9）基于 Windows 軟件。 （ 10）模擬點位器。 （ 11）密碼保護。 （ 12）遠程維護。 （ 13）脈沖輸出和定位功能。一個 PLC 單元中每相能同時輸出 2 點 100KHz脈沖， PLC 配置 7 條特殊定位指令，包括零返回、絕對位置讀出、 絕對或相對地址表達方式以及特殊脈沖輸出控制。 FX1N 系列 PLC 增加了特殊功能模塊或擴展板。通信和數據鏈接功能選項使用 FX1N 在體積、通信和特殊功能模塊和能源控制等重要的應用方面非常完美。是一種普遍選擇方案。 與 FX1S 相比較，在以下方面得到了很好的提升： （ 1）跟多的控制點數 14 點～ 128 點。 （ 2） EEPROM 寄存器更大，達 8000 步。 （ 3）更為豐富的器件資源。輔助繼電器 1536 點、定時器 256 點、計數器235 點、數據寄存器 8000 點。 （ 4）增加過程控制。在系統(tǒng)要求精度控制時使用 PID 指令。 FX2N 系列 PLC 作為 FX 系列最高級的模塊，他擁有無以匹敵的速度、高級功能、邏輯組件以及定位控制等特點。 與前者 PLC 相比較，在以下方面得到了很好的提升： （ 1）更多的控制點數。 16 點～ 256 點。 （ 2）靈活的配置。具有滿足特殊要求的大量特殊模塊， 6 個基本 FX2N 單元中每一個單元可擴充到 256 點的 I/O。 （ 3）更高速運算?；局噶? s/指令；應用指令是 s/指令至幾百μ s/指令。 （ 4）寄存器容量擴展。 三江高等職業(yè)技術學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 16 （ 5）更有豐富的器件資源。輔助繼電器 3072 點、定時器 256 點、計算器235 點、 數據寄存器 8000 點。 （ 6）特殊功能模塊。主單元可配置 8 個特殊功能模塊。 （ 7）數字指令集。使用 32 位處理器、浮點數、方根和三角幾何指令滿足數學功能。 位置控制模塊擴展 位置控制是對工位的控制，可由位置控制模塊實現 PLC 系統(tǒng)可作為整個位置控制系統(tǒng)中的一個環(huán)節(jié)，配上伺服放大器驅動發(fā)達器，就可以將位置控制功能和邏輯控制、順序控制等一攬子解決。 利用 PLC 模塊實現位置控制的優(yōu)點： （ 1）在實現位置控制的時候，可充分利用 PLC 系統(tǒng)的硬件和軟件資源。更便于在柔性制造系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)或工廠自動化系統(tǒng)中大量應用 位置控制。 （ 2）用戶可根據自身要求靈活配置系統(tǒng) ，既降低成本，又能因地制宜。 （ 3）可靠性高，維護方便。 FX1PG 脈沖輸出模塊是一種根據 FROM/TO 指令進行與 FX FX2C 系列 PLC數據交換的特殊功能模塊。用一臺 FX1PG 獨立進行一軸定位控制，而一臺 PLC則最多可連 8 臺 FX1PG。 FX1N 系列以其信價比獨占鰲頭。但程序結構較為復雜。就功能而言， FX2N系列是不錯之選，選配 3 個 FX2N1PGE 脈沖輸出模塊給步進電機啟動設備提供穩(wěn)定信號，同時模塊程序簡化了 PLC 程序的結構。 三菱 輸出 方式選擇 PLC 包括繼電器輸出和晶體管輸出兩種輸出方式。其適輸出區(qū)別如下： （ 1）負載電壓、電流類型不同 負載類型：晶體管只能帶直流負載，而繼電器帶交流、直流負載均可。 電流：晶體管電流 ，繼電器 2A。 電壓：晶體管可接直流 24V（繼電器可以接直流 24V 或交流 220V）。 （ 2）負載能力不同 晶體管帶負載的能力小于繼電器帶負載的能力，用晶體管時，有時候要加其他東西來帶動大負載（如繼電器，固態(tài)繼電器等）。 （ 3）晶體管過載能力小于繼電器過載的能力 一般來說，存在沖擊電流較大的情況時，晶體管過載 能力較小，需要降額更多。 （ 4）晶體管響應速度快于繼電器 繼電器輸出型原理是 CPU 驅動繼電器線圈，令觸點吸合，使外部電流通過閉三江高等職業(yè)技術學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 17 合的觸點驅動外部負載，其開路漏電流為零，響應時間慢（約 10ms），主要控制開關量。 晶體管輸出型原理是 CPU 通過光耦合使晶體管通斷，以控制外部直流負載，響應時間快（約 甚至更?。?。晶體管輸出一般用于高速輸出，如伺服 /步進等，用于動作頻率高的輸出。 （ 5）額定工作情況下，繼電器有動作次數壽命，晶體管只有老化沒有使用次數限制。 繼電器是機械元件所以有動作壽命，晶體管是電子元件，只 有老化，沒有使用次數限制。繼電器的每分鐘開關次數也有限制的，而晶體管則沒有。 本文中使用步進電機作為動力源，故采用晶體管輸出，直流 D24V 電源。 三菱 PLC的 I/O口分配 I/O 點數是衡量可編程控制規(guī)模大小的依據。 確定依據：將與 PLC 相連的全部輸入、輸出器 件根據所需的電壓、電流的大小和種類分別統(tǒng)計，考慮將來發(fā)展的需要 相應增加 10%15%的余量。如表 所示。 表 I/O 點數估算統(tǒng)計 序號 電氣設備、元件 輸入點數 輸出點數 使用數量 1 步進電機驅動器 0 2 3 2 脈沖信號源 0 1 1 3 行程開關 1 0 6 4 指示燈 0 1 11 5 報警嗡鳴器 0 1 1 6 按鈕 1 0 12 7 5 位按鈕 5 0 1 合計 輸入點數 23 輸出點數 19 總點數 43 （ 1）特殊、特定 I/O 點優(yōu)先分配。如高速脈沖輸出口 Y000 或 Y001；方便指令中初始狀態(tài)指令等。 （ 2）普通無指定 I/O 點的歸類分配。 （ 3）適當的方法節(jié)約 I/O 點數。如編碼等。 三江高等職業(yè)技術學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 18 表 I/O 分配輸入端一 覽表 輸入 功能（設備） 輸入 功能（設備） X000 X014 超程保護（行程開關 LS3） X001 X 方向位移 +SB4 X015 旋轉原點（行程開關 LS4） X002 X 方向位移 SB5 X016 超程保護（行程開關 LS5） X003 Y 方向位移 +SB6 X017 位置保存 SB3 X004 Y 方向位移 SB7 X020 手動 X005 旋轉位移 +SB8 X021 回原點 X006 旋轉位移 SB9 X022 單步運動 X007 機械手夾緊 SB10 X023 單周期運動 X010 機械 手放松 SB11 X024 全自動運動 X011 X 原點（行程開關 LS0） X025 回原點啟動 SB0 X012 超程保護（行程開關 LS1） X026 自動啟動 SB1 X013 Y 原點（行程開關 LS2） X027 停止 SB2 表 I/O 分配輸出端一覽表 輸出 功能（設備） 輸出 功能（設備） Y000 步進電機脈沖信號 Y014 Y 方向位移 +指示燈 L4 Y001 X 步進電機驅動器 ENA Y015 Y 方向位移 指示燈 L5 Y002 X 步進電機轉向 Y016 旋轉位移 +指示燈 L6 Y003 Y 步進電機驅動器 ENA Y017 旋轉位移 指示燈 L7 Y004 Y 步進電機轉向 Y020 機械手指示燈 L9 Y005 旋轉步進電機驅動器 ENA Y021 故障指示燈 L10 Y006 旋轉步進電機轉向 Y022 故障報警翁鳴器 Y007 機械手夾緊 /放松 L8 Y023 Y010 回原點指示燈 L0 Y024 Y011 自動啟動指示燈 L1 Y025 Y012 X 方向位移 +指示燈 L2 Y026 Y013 X 方向位移 指示燈 L3 Y027 此方案對超程保護所使用的行程開關合遠動方 向的指示燈，獨立分配 I/O。 優(yōu)點： （ 1）獨立控制，互不干擾。 （ 2）程序簡單，無需添置編碼、解碼張芯片及其抗干擾設施。 （ 3）良好的穩(wěn)定性。 （ 4）預留足夠的 I/O 點數，大于 1020%。方便以后的擴展升級。 缺點：價格略高。 綜上所述的優(yōu)點，選用 FX2N48MTD 型 PLC。 PLC 硬件接線圖見圖 。 三江高等職業(yè)技術學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 19 圖 三菱 FX2N48MTD型 PLC接線圖 1． 三菱 FX2N48MTD型 PLC 三菱 PLC 程序的設計 脈沖計數存儲區(qū)域分為統(tǒng)計區(qū)、暫存區(qū)和存儲區(qū)三個部分。 統(tǒng)計區(qū)：對保存數據的組數進行統(tǒng)計，確定有效區(qū)域范圍，配備 16 位斷電保持數據寄存器 D200 和 D327。 暫存區(qū)：臨時存儲脈沖信息，進行數據的基本處理，執(zhí)行數據計算功能。由于脈沖數據較大采用 32 位斷電保持數據寄存器 D201D206。 存儲區(qū)：又分為脈沖數據存儲區(qū)和其他存儲區(qū)。長期存儲自動程序數據值。 脈沖數據存儲區(qū)：存儲暫存區(qū)