三菱FX2N－1PG定位模块应用指南

FX2N－1PG模块可以通过发送脉冲的方式（最大为100kHz）完成一个独立轴（无插补功能）的简单定位功能。FX2N－1PG必须作为FX系列PLC的扩展模块使用，不能独立运行。一台PLC主机最多可控制8台1PG定位模块。两者间的通信采用FROM／TO指令。PLC通过TO指令，将定位数据发送到模块的缓冲存储器（BFM）中，并且使用标志位启动定位动作。定位模块按PLC设定的数据发送脉冲，进行定位控制，当前位置、完成状态等信息可以通过FROM指令反馈到PLC中。

1.FX2N－1PG功能

FX2N－1PG定位模块支持JOG（点动）操作、原点回归、单速／双速定位、中断定位、外部控制、可变速输出等多种定位方式。其中原点回归、单速定位、中断定位、可变速脉冲输出功能与FX PLC内置定位指令中的DSZR、DRVA／DRVI、DVIT、PLSV指令功能类似，请参考7.2.4节。双速定位流程如图7-43所示。

图7-43 双速定位流程

如图7-43所示，双速定位功能包含两组由位移量和脉冲速度组成的定位参数。当启动定位时，首先按第一组参数执行定位，定位完成时，执行机构不停止，直接减速（或加速）至第二组参数指定的速度，完成指定位移量后停止。使用双速定位可以在工件移动时采取高速，减少搬送时间，在处理或加工时采用低速，提高加工精度。

图7-44为使用外部控制功能时，定位流程示意图。使用该功能时，首先设定两个脉冲速度，通过程序写入FX2N－1PG的缓存。定位启动后，采用速度控制方式，定位位置由外部开关输入信号决定。输入减速信号（DOG输入端子）时，从速度1减速（或加速）至速度2。输入停止信号（STOP输入端子）时，不经过减速阶段，直接停止脉冲输出。外部控制方式主要用于一些对位置精度要求不高，定位位置经常变动的手动控制场合。

图7-44 外部控制定位流程

2.外观及接线方式

FX2N－1PG定位模块外观如图7-45所示。安装方式与FX其他特殊功能模块相同，采用软排线连接方式。模块输入输出采用端子连接方式，端子台位于模块前面板下。面板上带有显示电源及模块状态的LED指示灯。脉冲输出端子为集电极开路，最高输出频率为100kHz，与FX系列PLC本体的高速脉冲输出端子（Y0～Y2）相同，支持电压范围为DC5～24V，支持脉冲＋方向或正反转脉冲的输出方式。

图7-45 FX2N－1PG模块外观

FX2N－1PG的输入输出端子主要包括DOG、STOP、PG0等外部输入信号；FP、RP等脉冲输出端子；SS、VIN等电源端子。各端子名称及功能详见表7-29，接线方式如图7-46、图7-47所示。

表7-29 FX2N－1PG端子名称及功能

图7-47 FX2N－1PG接线方式（模块部分）

补充说明：脉冲输出中方向信号的指定方法。

在进行定位控制时，定位PLC本体或模块不仅需要输出脉冲个数、频率等定位信息，还需要给出方向信息以控制执行机构的运动方向。根据方向信息的给定方法，脉冲输出可分为脉冲＋方向和正反转脉冲。

脉冲＋方向：通过两路输出控制定位，其中一路用于脉冲的发送，另一路通过高低电平决定执行机构的运动方向。

正反转脉冲：通过两路输出控制定位，其中一路在需要执行机构正转时发出脉冲，另一路在反转时发出脉冲，如图7-48所示。

FX系列PLC本体进行定位控制时，只能使用脉冲＋方向的输出方式。使用高速输出适配器FX3U－2HSY－ADP及定位模块时，可使用正反转脉冲输出方式。

图 7-48

除接线端子外，FX2N－1PG前面板上还设有用于显示模块状态的LED指示灯。通过这些指示灯，我们可以简单地判断模块的工作状态。各指示灯的说明详见表7-30。

表7-30 FX2N－1PG面板指示灯详细说明

3.缓存列表

同其他FX系列的特殊功能模块一样，FX2N－1PG也是通过缓冲存储器（BFM）存储数据。PLC通过FROM／TO指令与模块中缓存通信来实现定位数据写入、定位启动、模块状态读取等功能。FX2N－1PG的缓冲存储器共31个，见表7-31。需要注意的时，其中部分缓存需要按双字（32位）的方式进行读取。

表7-31 FX2N－1PG缓冲存储器

由于篇幅所限，本书无法介绍FX2N－1PG的全部缓存。以下仅对＃3、＃25和＃28、＃29四个缓存做简单介绍。＃3、＃25和＃28三个缓存的相同点在于，都是采用标志位的方式，即使用一个BFM中的16个位来代表不同的控制指令、模块状态或设定数据。使用标志位时，我们可以将其内容反应到16个内部继电器中，表明模块的状态，如图7-49所示。其余缓冲存储器的使用方法，请参考相关手册。

图7-49 标志位的使用方法

1）BFM＃3(www.xing528.com)

该缓存为1PG定位模块的设定数据，主要包括各输入信号极性，脉冲输出格式等。在进行定位之前，需要事先使用TO指令写入设定值，将这些标志位设定好。各个标志位详细说明见表7-32。

表7-32 BFM＃3详细说明

2）BFM＃25

FX系列PLC主机通过对该缓存内的标志位进行操作，控制模块执行点动、单速、中断等各种定位操作。实际应用中，PLC程序主要通过TO指令来控制BFM＃25。各个标志位与定位动作的对应关系详见表7-33。

表7-33 BFM＃25详细说明

3）BFM＃28

BFM＃28中存储1PG定位模块的状态信息。在使用过程时，可以通过FROM指令，将该缓存中的数据读取到PLC中，在使用程序加以比较判断，执行相应的操作。BFM＃28的详细说明见表7-34。

表7-34 BFM＃28详细说明

4）BFM＃29

BFM＃29中存储1PG定位模块的错误信息。在使用过程时，当1PG定位模块发生故障（BFM＃28 b7置位）时，可以通过FROM指令，读出该缓存内的错误代码。错误代码格式如下：

∗∗1：出现数据数值大小逻辑错误，如原点回归速度＜爬行速度，最大速度＜基频速度。

∗∗2：设定数据无效，如执行双速定位时，位置信息Ⅱ或定位速度Ⅱ为0。

∗∗3：设定数据范围错误，如最高速度设定为10～10000Hz以外的数据。

其中，“∗∗”代表出现错误的缓存编号，如“043”表明BFM＃4、5中最高速度设置范围错误。

4.定位模块应用实例

使用FX2N－1PG定位模块实现控制7.2.5节中的机械手X轴运动。执行机构选择的是三菱的MR－J3－A系列伺服放大器，通过电子齿轮将每转脉冲数为8192PLS，滚 珠 丝 杠 导 程 为10mm（10000μm），其余硬件及控制要求不变，运行曲线如图7-50所示。

图7-50 机械手X轴运行曲线图

由于FX2N－1PG内部设有脉冲率和进给量两个参数，因此可以直接在PLC程序中使用定位地址，而不必计算每单位移动量对应的脉冲数。FX2N－1PG模块可以根据脉冲率和进给量，将地址信息自动换算为脉冲量，计算过程如下：

由于脉冲量存储缓存区为单字，因此当脉冲率大于65535时，还需进行约分。该实例中，脉冲率为8192PLS／r，无须约分。此外使用脉冲率和进给量时，还需注意最高速度不要超过FX2N－1PG的100kHz的脉冲上限。在实例中：

梯形图程序如图7-51所示，其中FX2N－1PG模块紧靠PLC主机安装，为0号模块。

图7-51 FX－1PG应用样例程序

图7-51 FX－1PG应用样例程序（续）

图7-51 FX－1PG应用样例程序（续）

图7-51 FX－1PG应用样例程序（续）