FP系列PLC概述及应用场景介绍

松下公司从 1982 年开始研制 PLC，是该领域的后起之秀，主要产品有FP1、FP-M 和 FP0 等数十个系列的机型。其中FP-M是板式结构的PLC，可镶嵌在控制机箱内，其指令系统与硬件配置均与 FP1 兼容；FP0是超小型的 PLC，是近几年开发的新产品。

与其他同型的 PLC 相比，FP0 产品体积小巧但功能十分强大，它增加了许多大型机的功能和指令，例如PID指令和 PWM（脉宽调制）输出功能：PID指令可以进行过程控制，PWM脉冲可直接控制变频器，它的编程口为RS-232C口，可以直接和PC相连，不需要适配器，其 CPU 速度也比 FP1 快了近一倍。

1.4.1.1　FP0 的主控单元外形结构

FP0 机型小巧精致，其主机的外形结构如图 1-2 所示。其外形尺寸高 90 mm、长60 mm，一个控制单元宽 25 mm，I/O 可扩充至 128 点，总宽度为 105 mm，其安装面积在同类产品中是最小的，所以 FP0 可安装在小型机器、设备及体积越来越小的控制板上。图 1-2 中所示各部分的用途如下所述：

图1-2　FP0主机的外形结构

1—状态显示LED；2—RUN/PROG模式切换开关；3—USB连接器（微型USB，B型（5型））；
4—编程口（RS-323C）；5—输入连接器；6—输入显示LED；7—输出连接器；
8—输出显示LED；9—电源连接器（DC24 V）；10—安装螺栓；
11—FP0扩展用右连接器；12—DIN挂钩。

① 状态指示发光二极管（状态显示 LED）：用于对PLC的运行状态进行监视。运行程序时“RUN”指示灯亮；当中止执行程序（如在编程）时，“PROG”指示灯亮；当发生自诊断错误时，“ERROR/ALARM”指示灯闪烁。表1-2所示为LED显示的PLC运行状态。

表1-2　LED 显示PLC的运行/停止、错误/报警等动作状态

② 输入/输出端子：图示主机有8个输入端，编号分别为 X0～X7，共用一个公共端（COM）；有 8 个输出端，编号分别为 Y0～Y7，共用一个公共端（COM）。

③ 输入/输出指示发光二极管：各个 I/O 端子均有 LED 指示其（通、断）状态。

④ RUN/PROG 模式切换开关：PLC运行模式的切换开关，该开关有 2 挡，“RUN”挡为运行挡，“PROG”挡为编程挡，可通过该开关改变PLC的运行状态，也可以通过编程工具改变 PLC 的运行状态，如表1-3所示。

表1-3　PLC运行模式的切换开关

注：1.还可以利用编程工具通过远程操作，切换运行/停止模式。
2.利用编程工具切换运行/停止模式时，有时会导致RUN/PROG.模式切换开关设定和实际的动作有差异。请通过状态显示LED确认实际的动作模式。
3.重新接通电源时，按照RUN/PROG.模式切换开关设定的模式动作。

⑤ 编程口（RS-232C）：用于连接编程工具（如使用编程软件的计算机）。

⑥ 电源连接器：用于为PLC提供电源支持。

1.4.1.2　FP0的特点

（1）品种规格

FP0 系列产品的型号及其含义如表 1-4 所示。FP0 的主控单元有 C10、C32 等多种规格，扩展模块也有 E8、E32 等多种规格。表 1-4 列出了 FP0 系列 PLC 主要产品的规格类型，其型号后缀有 R、T、P 三种，它们的含义是：R 是继电器输出型，T 是 NPN 晶体管输出型，P 是 PNP 晶体管输出型。

表 1-5 所示为 FP0 系列 PLC 扩展单元的型号及意义。

表1-4　FP0 系列PLC主要产品的规格类型

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表1-5　FP0系列PLC扩展单元的型号及含义

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FP0 可单台使用，也可多模块组合，最多可增加3个扩展模块。I/O 点从最小的 10 点可扩展至最大 128 点，用户可根据自己的需要选取适合的组合。FP0机型可实现轻松扩展，扩展单元不需要任何电缆即可直接连接到主控单元上。

（2）运行速度

FP0 的运行速度在同类产品中是最快的，每条基本指令的执行速度为 0.9 μs，500 步的程序只需要 0.5 ms 的扫描时间。FP0 具有的脉冲捕捉功能还可读取短至 50 μs 的窄脉冲。

（3）程序容量

FP0 具有 5 000 步的大容量内存及大容量的数据寄存器，可用于复杂控制及大数据处理。

（4）特殊功能

FP0 具备两路脉冲输出功能，可单独进行运动位置控制，互不干扰；具备双相、双通道高速计数功能；具备 PWM（脉宽调制）输出功能，利用这个功能可以很容易地实现温度控制，而且该PWM脉冲还可用来直接驱动松下微型变频器 VFO，构成小功率变频调速系统。

（5）通信功能

FP0 可经 RS-232 口直接连接调制解调器，通信时若选用调制解调器通信方式，则 FP0 可使用AT命令自动拨号，实现远程通信；如果使用 CNET 通信单元，还可将多个 FP0 单元连接在一起构成分布式控制网络。松下的各种编程工具软件适用于任何FP系列可编程控制器。而且，由于 FP0 的编程工具接口是RS-232C，所以连接 PC 仅需要一根电缆，不需要适配器。

（6）其他性能

FP0 维护简单，程序内存使用EEPROM，不需要备用电池；此外，FP0 还增加了程序运行过程中的重写功能。

松下产品进入我国市场较晚，但由于其设计上有不少独到之处，所以一经推出就备受用户关注。其产品特点可归纳为以下几点：

① 丰富的指令系统。在 FP 系列的 PLC 中，即使是小型机，也具有近 200 条指令。除了能实现一般的逻辑控制外，还可以进行运动控制、复杂数据处理，甚至可以通过直接控制变频器实现电动机的调速控制。中大型机还加入了过程控制和模糊控制指令。而且其各种类型的PLC产品的指令系统都具有向上兼容性，便于应用程序的移植。

② 快速的 CPU 处理速度。FP 系列各种机型的 PLC，其 CPU 速度均优于同类产品，小型机尤为突出。如 FP1 型 PLC 的 CPU 处理速度为 1.6 ms/千步，超小型机 FP0 的 CPU 处理速度为 0.9 ms/千步。而其大型机中由于使用了采用 RISC 结构设计的 CPU 芯片，其处理速度更快。

③ 大程序容量。FP 系列 PLC 的用户程序容量比同类机型大，其小型机一般都可以达到 3 千步左右，最高可达到 5 千步，而其大型机则最高可达到 60 千步。

④ 功能强大的编程工具。FP 系列 PLC 无论采用的是手持编程器还是编程工具软件，其编程及监控功能都很强大。除了手持编程器外，松下电工已陆续推出了若干版本的汉化编程软件，目前基于 Windows 操作系统的新版编程软件 FPWINGR 已经得到广泛应用，这些编程工具为用户的软件开发提供了方便的使用环境。

⑤ 强大的网络通信功能。

FP系列PLC的各种机型都提供了通信功能，而且它们所采用的应用层通信协议又具有一致性，这为构成多级 PLC 网络、开发 PLC 网络应用程序提供了方便，松下提供了多种PLC网络产品，在同一子网中集成了几种通信方式，用户可根据需要选用，尽管这些 PLC 网络产品的数据链路层与物理层各不相同，但都保持了应用层的一致性。特别值得一提的是，在其最高层的管理网络中采用了包含TCP/IP 技术的 Ethernet 网，可通过它连接到计算机互联网上，这反映了工业局域网标准化的另一种趋势，也使松下的 PLC 产品具有更广阔的应用前景。