FX2N系列PLC的特殊功能模块解析

1.模拟量I/O模块

模拟量I/O模块将来自各种传感器和外部设备的模拟值转换成数值并输入，或者将数值转换成模拟值并输出，如用于热电偶和热电阻Pt100等的温度传感器输入的模块。无法直接输入到模拟量模块的压力传感器和差动变压器等的微弱信号，可以通过转换器转换后输入。

（1）模拟量I/O模块FX_0N-3A

该模块具有2路模拟量输入（直流0～10V或直流4～20mA）通道和1路模拟量输出通道。其输入通道数字分辨率为8位，A/D转换器的转换时间为100μs，在模拟与数字信号之间采用光隔离器，适用于FX_0N、FX_1N、FX_2N、FX_2NC子系列，占用8个I/O点。

（2）模拟量输入模块FX_2N-2AD

该模块为2路电压输入（直流0～10V和直流0～5V）或1路电流输入（直流4～20mA），12位高精度分辨率，转换的速度为2.5ms/通道。这个模块占用8个I/O点，适用于FX_1N、FX_2N、FX_2NC子系列，如图3-11所示。

（3）模拟量输入模块FX_2N-4AD

该模块有4个输入通道，其分辨率为12位。可选择电流或电压输入，选择通过用户接线来实现。可选模拟值范围为直流±10V（分辨率为5mV）或直流4～20mA、直流-20～20mA（分辨率为20μA）。转换的速度最高为6ms/通道。FX_2N-4AD占用8个I/O点，如图3-12所示。

图3-11 模拟量输入模块FX_2N-2AD

图3-12 模拟量输入模块FX_2N-4AD

（4）模拟量输出模块FX_2N-2DA

该模块用于将12位的数字量转换成2点模拟输出。输出的形式可为电压，也可为电流，其选择取决于接线不同。电压输出时，两个模拟输出通道输出信号为直流0～10V和直流0～5V，电流输出时为直流4～20mA，分辨率为2.5mV（直流0～10V）和4μA（直流4～20mA）。数字量到模拟量的转换特性可进行调整，转换速度为4ms/通道。此模块需占用8个I/O点，适用于FX_1N、FX_2N、FX_2N子系列，如图3-13所示。

（5）模拟量输出模块FX_2N-4DA

该模块有4个输出通道，提供了12位高精度分辨率的数字输入，转换速度为2.1ms/4通道，使用的通道数变化不会改变转换速度。其他的性能与FX_2N-2DA相似，如图3-14所示。

图3-13 模拟量输出模块FX_2N-2DA

图3-14 模拟量输出模块FX_2N-4DA

（6）模拟量输入模块FX_2N-4AD-PT

该模块与PT100型温度传感器匹配，将来自4个箔温度传感器（PT100，3线，100Ω）的输入信号放大，并将数据转换成12位可读数据，存储在主机单元中。摄氏温度和华氏温度数据都可读取，内部有温度变送器和模拟量输入电路，可以矫正传感器的非线性。其分辨率为0.2～0.3℃，转换速度为15ms/通道。所有的数据传送和参数设置都可以通过FX_2N-4AD_-PT的软件组态完成，由FX_2N的FROM/TO应用指令来实现。FX_2N-4AD-PT占用8个I/O点，可用于FX_1N、FX_2N、FX_2NC子系统，为温控系统提供了方便，如图3-15所示。

（7）模拟量输入模块FX_2N-4AD-TC

该模块与热电偶型温度传感器匹配，将来自4个热电偶传感器的输入信号放大，并将数据转换成12位的可读数据，存储在主单元中。摄氏温度和华氏温度数据均可读取，其分辨率在类型为K时为0.2℃，类型为J时为0.3℃。可与K型（-100～1200℃）和J型（-100～600℃）热电偶配套使用，4个通道分别使用K型或J型热电偶温度传感器，转换速度为240ms/通道。所有的数据传输和参数设置都可以通过FX_2N-4AD-TC的软件组态完成，占用8个I/O点，如图3-16所示。

图3-15 模拟量输入模块FX_2N-4AD-PT

图3-16 模拟量输入模块FX_2N-4AD-TC

（8）PID过程控制模块

FX_2N-2LC温度调节模块是用在温度控制系统中的，该模块配有2通道温度输入和2通道晶体管输出，即一块能组成两个温度调节系统。模块提供了自调节的PID控制和PI控制，控制的运行周期为500ms，占用8个I/O点数，可用于FX_1N、FX_2N、FX_2NC子系列。

2.定位控制模块

在机械工作运行过程中工作的速度与精度往往存在矛盾，为提高机械效率而提高速度时，停车控制上便出现了问题，所以进行定位控制是十分必要的。举一个简单的例子，电动机带动的机械由起动位置返回原位，如以最快的速度返回，由于高速停车惯性大，则在返回原位时偏差必然较大，若采用图3-17所示的定位控制模块便可保证定位的准确性。

图3-17 定位控制模块

在位置控制系统中常会采用伺服电动机和步进电动机作为驱动装置，既可采用开环控制，也可采用闭环控制。对于步进电动机，可以采用调节发送脉冲的速度改变机械的工作速度。使用FX系列PLC，通过脉冲输出形式的定位单元或模块，即可实现一点或多点的定位，如图3-18所示。

图3-18 脉冲输出形式的定位系统

（1）脉冲输出模块FX_2N-1PG

FX_2N-1PG脉冲发生器单元可以完成一个对独立轴的定位，这是通过向伺服或步进电动机的驱动放大器提供指定数量的脉冲来实现的。FX_2N-1PG只用于FX_2N子系列，用FROM/TO指令设定各种参数，读出定位值和运行速度。该模块占用8个I/O点，输出最高为100kHz的脉冲串，如图3-19所示。

图3-19 脉冲输出模块系统构成

（2）定位控制器FX_2N-10GM

FX_2N^-10GM为脉冲序列输出单元，它是单轴定位单元，不仅能处理单速定位和中断定位，而且能处理复杂的控制，如多速操作。FX_2N-10GM最多可有8个连接在FX_2N系列PLC上，最大输出脉冲为200kHz，如图3-20所示。(www.xing528.com)

（3）定位控制器FX_2N-20GM

一个FX_2N-20GM可控制两个轴，可执行直线插补、圆弧插补或独立的两轴定位控制，最大输出脉冲串为200kHz（在插补期间，最大为100kHz）。FX_2N-10GM、FX_2N-20GM均具有流程图的编程软件，可使程序的开发具有可视性，如图3-21所示。

图3-20 定位控制器FX_2N-10GM

图3-21 定位控制器FX_2N-20GM

FX_2N-10GM/FX_2N-20GM定位控制系统构成如图3-22所示。

（4）可编程凸轮开关FX_2N-1RM-E-SET

在机械传动控制中经常要对角位置检测，在不同的角度位置时，发出不同的导通、关断信号。过去采用机械凸轮开关，机械式开关虽精度高但易磨损。FX_2N-1RM-SET可编程凸轮开关可用来取代机械凸轮开关实现高精度角度位置检测，配套的转角传感器电缆长度最长可达100m。应用时与其他可编程凸轮开关主体、无刷分解器等一起，可进行高精度的动作角度设定和监控，其内部有EEPROM，无需电池，可储存8种不同的程序。FX_2N-1RM-SET可接在FX_2N上，也可单独使用。FX_2N最多可接3块，它在程序中占用PLC 8个I/O点。

FX_2N最多可以连接8台脉冲输出模块和定位模块，非常适合使用多轴定位控制和定位专用语言的高精度控制。另外，可以充分使用模拟量和高速计数器等FX系列PLC的特殊扩展设备。

图3-22 FX_2N-10GM/FX_2N-20GM定位控制系统构成

3.数据通信模块

PLC的通信模块是用来完成与别的PLC、其他智能控制设备或计算机之间的通信的。下面将简单介绍FX系列通信用功能扩展板、适配器及通信模块。

（1）通信扩展板FX_2N-232-BD

FX_2N-232-BD是以RS-232C传输标准连接PLC与其他设备接口板的，诸如个人计算机、条码阅读器或打印机等，可安装在FX_2N内部。其最大传输距离为15m，最高比特率为19200bit/s，利用专用软件可实现对PLC运行状态的监控，也可方便的由个人计算机向PLC传送程序。

（2）通信接口模块FX_2N-232IF

FX_2N-232IF连接到FX_2N系列PLC上，可实现与其他配有RS232C接口的设备进行全双工串行通信，如个人计算机、打印机、条码阅读器等。在FX_2N系列上最多可连接8块FX_2N-232IF模块，用FROM/TO指令收发数据。其最大传输距离为15m，最高比特率为19200bit/s，占用8个I/O点。数据长度、串行通信比特率等都可由特殊数据寄存器设置。

（3）通信扩展板FX_2N-485-BD

FX_2N-485-BD用于RS485通信方式，它可以应用于无协议的数据传送。FX_2N-485-BD在原协议通信方式时，利用RS指令在个人计算机、条码阅读器、打印机之间进行数据传送。传送的最大传输距离为50m，最高比特率也为19200bit/s。每一台FX_2N系列PLC可安装一块FX_2N-485-BD通信板，除利用此通信板实现与计算机的通信外，还可以用它实现两台FX_2N系列PLC之间的并联。

使用PLC的通信功能可简单地控制变频器的运行，如图3-23所示。

（4）通信扩展板FX_2N-422-BD

FX_2N-422-BD应用于RS422通信，可连接到FX_2N系列PLC上，并作为编程或控制工具的一个端口，可用此接口在PLC上连接PLC的外部设备、数据存储单元和人机界面。利用FX_2N-422-BD可连接两个数据存储单元（DU）或一个DU系列单元和一个编程工具，但一次只能连接一个编程工具。每一个基本单元只能连接一个FX_2N-422-BD，且不能与FX_2N-485_-BD或FX_2N-232-BD一起使用。

（5）接口模块MSLSECNET/MINI

图3-23 FX_2N-485-BD用于变频器的控制

采用MSLSECNET/MINI接口模块，FX系列PLC可用作为A系列PLC的异地控制站，构成集散控制系统。

4.高速计数模块

PLC中普通的计数器由于受到扫描周期的限制，其最高的工作频率不高，一般仅有几十kHz。但在工业应用中有时会超过这个工作频率，高速计数模块就是为了满足这一要求，它可达到几十kHz以上，甚至到数MHz的脉冲计数。FX_2N内部设有高速计数器，系统还配有FX_2N-1HC高速计数器模块，可作为2相50kHz通道的高速计数。通过PLC的指令或外部输入可进行计数器的复位或起动，如图3-24所示，其技术指标见表3-11。

图3-24 FX_2N-1HC高速计数器模块

表3-11 FX_2N-1HC高速计数器模块技术指标

高速计数器模块具有如下特点：

1）可以进行1相/2相50kHz硬件计数的高速输入。

2）带硬件比较电子回路的高速一致输出功能。

3）在2相计数中，可以设定1、2、4倍模式。

4）可通过PLC以及外部输入来控制计数的许可/复位。

5）可以和差动编码器相连接。

图3-25所示为基于高速计数器模块的切割控制系统。

图3-25 基于高速计数器模块的切割控制系统