三菱FX系列PLC工作时需要提供电源,其供电电源类型有AC(交流)和DC(直流)两种。 AC供电型PLC有L、N两个端子(旁边有一个接地端子),DC供电型PLC有+、−两个端子,PLC获得供电后会从内部输出24V直流电压,从24V、0V端子(FX 3 系列PLC)输出,或从24V、COM端子(FX 1 、FX 2 系列PLC)输出。FX 2N 与FX 3U 交、直流供电型PLC的接线端子比较如图2-7所示。三菱FX 1 、FX 2 、FX 3 系列PLC电源端子的接线基本相同。
AC供电型PLC的电源端子接线如图2-8所示。AC 100~240V交流电源接到PLC基本单元和扩展单元的L、N端子,交流电源在内部经AC/DC电源电路转换得到DC 24V和DC 5V直流电压,这两个电压一方面通过扩展电缆提供给扩展模块,另一方面DC 24V电压还会从24+、0V(或COM)端子往外输出。
图2-7 FX 2N 与FX 3U 交、直流供电型PLC的接线端子比较
图2-8 AC供电型PLC的电源端子接线
扩展单元和扩展模块的区别在于,扩展单元内部有电源电路,可以往外部输出电压,而扩展模块内部无电源电路,只能从外部输入电源。 由于基本单元和扩展单元内部的电源电路功率有限,不要将一个单元的输出电源提供给所有的扩展模块。
DC供电型PLC的电源端子接线如图2-9所示。DC 24V电源接到PLC基本单元和扩展单元的+、−端子,该电压在内部经DC/DC电源电路转换得到DC 5V和DC 24V,这两个电压一方面通过扩展电缆提供给扩展模块,另一方面DC 24V电压还会从24+、0V(或COM)端子往外输出。为了减轻基本单元或扩展单元内部电源电路的负担,扩展模块所需的DC 24V可以直接由外部DC 24V电源提供。
图2-9 DC供电型PLC的电源端子接线
三菱FX 1 、FX 2 、FX 3GC 、FX 3UC 系列PLC以COM端子为输入公共端子,其输入端子接线主要与PLC电源类型有关,如图2-10所示。AC电源型PLC内部有电源电路,可以直接为输入电路提供24V电源;DC电源型PLC和扩展模块内部无电源电路,只能由外部24V电源为输入电路提供电源。
图2-10 以COM端子作为输入公共端子的PLC输入端子接线
三菱FX 1 /FX 2 /FX 3GC /FX 3UC 系列PLC的COM端子既作为输入公共端子,又作为0V端子。三菱FX 3 (FX 3GC /FX 3UC 除外)系列PLC的输入端子取消了COM端子,增加了S/S和0V端子,S/S端子用作输入公共端子,这些PLC输入端子的接线与电源类型(AC、DC供电)有关,接线时还可选择输入电流的流向。
以S/S端子作为输入公共端子的AC电源型PLC输入端子接线分为漏型输入端子接线和源型输入端子接线,如图2-11所示。
图2-11(a)所示为漏型输入接线,将24V端子与S/S端子连接,再将开关接在输入端子和0V端子之间,开关闭合时有电流流过输入电路,电流途径是:24V端子→S/S端子→PLC内部光电耦合器的发光管→输入端子→0V端子,电流由S/S端子(输入公共端子)流入。图2-11(b)所示为源型输入接线,将0V端子与S/S端子连接,再将开关接在输入端子和24V端子之间,开关闭合时有电流流过输入电路,电流途径是:24V端子→开关→输入端子→PLC内部光电耦合器的发光管→S/S端子→0V端子。电流由输入端子流入,为了方便记忆理解,可将S/S端子当作漏极,输入端子当作源极,电流从S/S端子流入为漏型输入,电流从输入端子流入为源型输入。如果输入端子连接的是无极性开关(如按钮开关),则漏型或源型可任选一种方式接线;若输入端子连接的是有极性开关(如NPN或PNP型接近开关),则需要考虑选择何种类型接线。
图2-11 以S/S端子作为输入公共端子的AC电源型PLC的输入端子接线
以S/S端子作为输入公共端子的DC电源型PLC输入端子接线分为漏型输入接线和源型输入接线,如图2-12所示。
图2-12(a)所示为漏型输入接线,接线时将外部24V电源正极与S/S端子连接,将开关接在输入端子和外部24V电源负极之间,输入电流从S/S端子流入(漏型输入)。也可以将24V端子与S/S端子连接起来,再将开关接在输入端子和0V端子之间,但这样做会使从电源端子进入PLC 的电流增大,从而增加PLC出现故障的概率。图2-12(a)所示为源型输入接线,接线时将外部24V电源负极与S/S端子连接,再将开关接在输入端子和外部24V电源正极之间,输入电流从输入端子流入(源型输入)。
图2-12 以S/S端子作为输入公共端子的DC电源型PLC的输入端子接线
PLC的输入端子除可以接普通触点开关外,还可以接一些无触点开关,如无触点接近开关,如图2-13所示。当金属体靠近探测头时,内部的晶体管导通,相当于开关闭合。根据晶体管不同,无触点接近开关可分为NPN型和PNP型;根据引出线数量不同,可分为两线式和三线式。无触点接近开关常用图2-14所示符号表示。
图2-13 无触点接近开关
图2-14 无触点接近开关的符号
三线式无触点接近开关的接线如图2-15所示。图2-15(a)所示为三线NPN型无触点接近开关的接线,它采用漏型输入接线。在接线时将S/S端子与24V端子连接,当金属体靠近接近开关时,内部的NPN型晶体管导通,X000输入电路有电流流过,电流途径是:24V端子→S/S端子→PLC内部光电耦合器→X000端子→接近开关→0V端子,电流由公共端子(S/S端子)输入,此为漏型输入。
图2-15(b)所示为三线PNP型无触点接近开关的接线,它采用源型输入接线。在接线时将S/S端子与0V端子连接,当金属体靠近接近开关时,内部的PNP型晶体管导通,X000输入电路有电流流过,电流途径是:24V端子→接近开关→X000端子→PLC内部光电耦合器→S/S端子→0V端子,电流由输入端子(X000端子)输入,此为源型输入。
图2-15 三线式无触点接近开关的接线
两线式无触点接近开关的接线如图2-16所示。图2-16(a)所示为两线NPN型无触点接近开关的接线,它采用漏型输入接线。在接线时将S/S端子与24V端子连接,再在接近开关的一根线(内部接NPN型晶体管集电极)与24V端子间接入一个电阻R, R 值的选取如图所示。当金属体靠近接近开关时,内部的NPN型晶体管导通,X000输入电路有电流流过,电流途径是:24V端子→S/S端子→PLC内部光电耦合器→X000端子→接近开关→0V端子,电流由公共端子(S/S端子)输入,此为漏型输入。
图2-16(b)所示为两线PNP型无触点接近开关的接线,它采用源型输入接线。在接线时将S/S端子与0V端子连接,再在接近开关的一根线(内部接PNP型晶体管集电极)与0V端子间接入一个电阻R, R 值的选取如图所示。当金属体靠近接近开关时,内部的PNP型晶体管导通,X000输入电路有电流流过,电流途径是:24V端子→接近开关→X000端子→PLC内部光电耦合器→S/S端子→0V端子,电流由输入端子(X000端子)输入,此为源型输入。
图2-16 两线式无触点接近开关的接线
PLC的输出类型有:继电器输出型、晶体管输出型和双向晶闸管输出型,不同输出类型的PLC,其输出端子接线有相应的接线要求。三菱FX 1 、FX 2 、FX 3 系列PLC输出端子的接线基本相同。
继电器输出型是指PLC输出端子内部采用继电器触点开关,当触点闭合时表示输出为ON(或称输出为1),触点断开时表示输出为OFF(或称输出为0)。 继电器输出型PLC的输出端子接线如图2-17所示。
由于继电器的触点无极性,故输出端子使用的负载电源既可以是交流电源(AC 100~240V),又可以是直流电源(DC 30V以下)。 在接线时,将电源与负载串接起来,再接在输出端子和公共端子之间,当PLC输出端子内部的继电器触点闭合时,输出电路形成回路,有电流流过负载(如线圈、灯泡等)。
晶体管输出型是指PLC输出端子内部采用晶体管,当晶体管导通时表示输出为ON,晶体管截止时表示输出为OFF。 由于晶体管是有极性的,输出端子使用的负载电源必须是直流电源(DC 5~30V),晶体管输出型又可分为漏型输出(输出端子内接晶体管的漏极或集电极)和源型输出(输出端子内接晶体管的源极或发射极)。
漏型输出型PLC的输出端子接线如图2-18(a)所示。在接线时,漏型输出型PLC的公共端子接电源负极,电源正极串接负载后接输出端子。当输出为ON时,晶体管导通,有电流流过负载,电流途径是:电源正极→负载→输出端子→PLC内部晶体管→COM端子→电源负极。
三菱FX 1 、FX 2 系列晶体管输出型PLC的输出公共端子用COM1、COM2……表示,而三菱FX 3 系列晶体管输出型PLC的公共端子用+V0、+V1……表示。
图2-17 继电器输出型PLC的输出端子接线
图2-18 晶体管输出型PLC的输出端子接线
源型输出型PLC输出端子接线如图2-18(b)所示(以FX 3 系列为例)。在接线时,源型输出型PLC的公共端子(+V0、+V1……)接电源正极,电源负极串接负载后接输出端子。当输出为ON时,晶体管导通,有电流流过负载,电流途径是:电源正极→+V*端子→PLC内部晶体管→输出端子→负载→电源负极。
双向晶闸管输出型是指PLC输出端子内部采用双向晶闸管,当晶闸管导通时表示输出为ON,晶闸管截止时表示断出为OFF。晶闸管是无极性的,输出端使用的负载电源必须是交流电源(AC 100~240V)。 双向晶闸管输出型PLC的输出端子接线如图2-19所示。
图2-19 双向晶闸管输出型PLC的输出端子接线