FX系列硬件结构详解

1.基本单元、扩展单元和扩展模块

FX系列PLC采用整体式结构，提供多种不同I/O点数的基本单元、扩展单元、扩展模块、功能扩展板和特殊适配器供用户选用。基本单元内有CPU、输入/输出电路和电源，扩展单元内只有输入/输出电路和电源，基本单元和扩展单元之间用扁平电缆连接。选择不同的硬件组合，可以组成不同I/O点数和不同功能的控制系统，满足用户的不同需要。FX系列的硬件配置就像模块式PLC那样灵活。因为它的基本单元采用整体式结构，最多有128个I/O点，又具有比模块式PLC更高的性能价格比。

所有的基本单元上都有一个RS-422编程接口和RUN/STOP开关，FX_3G还集成了一个USB接口。FX_1S、FX_1N和FX_3G系列PLC有两个内置的设置参数用的小电位器，FX_2N和FX_3U系列可以选用有8个小电位器的功能扩展板。

2.功能扩展板与显示模块

功能扩展板的价格非常便宜。可以将一块或两块（与CPU型号有关）功能扩展板安装在基本单元内，不需要外部的安装空间。功能扩展板有以下品种：4点开关量输入板，2点开关量晶体管输出板，2路模拟量输入板，1路模拟量输出板，8点电位器板，RS-232C、RS-485、RS-422通信板和FX_3U的USB通信板。

微型设定显示模块FX_1N-5DM、FX_3G-5DM和FX_3U-7DM的价格便宜，可以直接安装在基本单元上，它们可以显示实时钟的当前时间和错误信息，也可以对定时器、计数器和数据寄存器等进行监视，还可以对设定值进行修改。

3.特殊模块

FX系列有很多特殊模块，例如模拟量输入/输出模块、热电阻/热电偶温度传感器输入模块、高速计数器模块、脉冲输出模块、定位单元/模块、可编程凸轮开关模块、CC-Link主站模块、CC-Link远程设备站模块、CC-Link智能设备站模块、CC-Link/LT主站模块、远程I/O系统主站模块、AS-i主站模块、RS-232C通信接口模块、RS-232C通信适配器、RS-485通信适配器和通信模块等。

4.存储器

CPU模块主要由CPU芯片和存储器组成。PLC的存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。系统程序相当于个人计算机的操作系统，它使PLC具有基本的智能，能完成PLC设计者规定的各种工作。系统程序由PLC生产厂家设计并固化在ROM内，用户不能读取。

PLC的用户程序由用户设计，它决定了PLC的输入信号与输出信号之间的具体关系。FX系列将用户程序存储器的单位称为步。

PLC常用以下几种存储器：

（1）随机访问存储器（RAM）

可以用编程软件读出RAM中的用户程序或数据，也可以将用户程序和运行时的数据写入RAM。它是易失性的存储器，将它的电源断开后，储存的信息将会丢失。

RAM的工作速度高、价格低、改写方便。FX_2N、FX_2NC、FX_3U和FX_3UC用RAM来储存用户程序。为了在PLC断电后保存RAM中的用户程序和数据，专门为RAM配备了一个锂电池。锂电池可以用2～5年，使用寿命与环境温度有关。需要更换锂电池时，PLC面板上的“电池电压过低”发光二极管亮，同时特殊辅助继电器M8005的常开触点接通，用它来接通控制屏面板上的指示灯亮或声光报警器报警，通知用户及时更换锂电池。

（2）只读存储器（ROM）

ROM的内容只能读出，不能写入。它是非易失性的，即它的电源消失后，也能保存储存的内容。ROM用来存放PLC的系统程序。

（3）可电擦除的EPROM（EEPROM）

它是非易失性的，也可以改写它的内容，兼有ROM的非易失性和RAM的随机读写的优点，但是写入数据所需的时间比RAM长得多。

FX_1S、FX_1N和FX_3G等系列使用EEPROM来保存用户程序，不需要定期更换锂电池，成为几乎不需要维护的计算机控制设备。

FX_2N、FX_3U等系列可以用安装在基本单元内的存储器盒来扩展存储器容量。EEPROM盒可写入10000次以上。PLC安装了存储器盒后，它将取代内置RAM优先动作。

5.FX系列产品型号的命名方法

FX系列产品型号名称的含义如下（见图1-1）：

①为子系列名称。例如FX_1S、FX_1N、FX_2N、FX_3G、FX_3UC等。

②为开关量输入、开关量输出点的总点数。

③为单元类型。例如M为基本单元，E为输入/输出混合扩展单元与扩展模块，EX为输入扩展模块，EY为输出扩展模块。

④为输出形式。例如R为继电器输出，T为晶体管输出，S为双向晶闸管输出。(www.xing528.com)

⑤为连接形式。例如T为FX_2NC的端子排方式，LT(-2)为内置于FX_3UC的CC-Link/LT主站功能。

⑥与⑧为电源和输入、输出类型等特性。例如无标记为AC电源、漏型输出，D为DC电源、漏型输入/输出。详见随书光盘中的《FX系列选型指南》。

⑦的UL表示符合UL标准（一种安全认证标准）。

图1-1 FX系列的型号

例如FX_1N-60MT-D属于FX_1N系列，是有60个I/O点的基本单元，晶体管输出型，DC电源、漏型输入/输出型。

6.FX系列的子系列

经过不断的更新换代，FX系列选型指南中保留的老产品还有FX_1S、FX_1N、FX_2N、FX_2NC和FX_1NC这些子系列，它们在国内有很大的保有量。

FX_3U、FX_3UC和FX_3G系列是三菱第三代微型PLC，性能有大幅度的提高。FX_3U、FX_3UC是FX_2N和FX_2NC系列的升级产品，FX_3G是FX_1N系列的升级产品。FX_2N的基本单元、选件、周边设备和部分扩展模块已于2012年4月停产，可用FX_3U的对应产品代替，新老产品的价格基本上相同。

7.FX系列的共同性能规格

1）采用反复执行存储程序的运算方式，有中断功能和恒定扫描功能。

2）输入/输出控制方式为执行END指令时的批处理方式，有输入/输出刷新指令。

3）编程语言为梯形图和指令表，可以用步进梯形指令或SFC（顺序功能图）来生成顺序控制程序，FX系列有运行中变更程序的功能。

4）FX_1S、FX_1N、FX_1NC、FX_2N和FX_2NC有27条顺控指令，2条步进梯形指令。FX_3G、FX_3U和FX_3UC增加了2条顺控指令。主控指令最多嵌套8层（N0～N7）。

5）有16位变址寄存器V0～V7和Z0～Z7。16位十进制常数（K）的范围为-32768～+32 767，32位常数的范围为-2 147 483 648～+2 147 483 647。

6）FX_1S、FX_1N、FX_1NC、FX_2N和FX_2NC有256点特殊辅助继电器和256点特殊数据寄存器。FX_3G、FX_3U和FX_3UC有512点特殊辅助继电器和512点特殊数据寄存器。

7）FX_1S系列之外的基本单元的右侧可连接输入/输出扩展模块和特殊功能模块，基本单元输入回路的电源电压一般为DC 24V。

8）各系列均有内置的实时时钟和RUN/STOP开关。

9）有6点输入中断和脉冲捕捉功能，有输入滤波器调整功能。可以同时使用C235～C255中的6点32位高速计数器。

10）用功能扩展板来扩展RS-232C、RS-485、RS-422接口，可以实现N:N链接（PLC之间的简易链接）、并联链接、计算机链接通信；除了FX_1S，其他均可以实现CC-Link、CC-Link/LT和MELSEC-I/O链接通信。

8.各系列的性能规格比较

各系列的简要性能规格见表1-1。

表1-1 FX系列的简要性能规格

(续）