1.4 三菱Q系列PLC配置

1.4.1 Q系列PLC概述

Q系列PLC是三菱公司的主流中大型产品，图1-72所示为Q系列PLC的布局，它包括主基板、电源模块、CPU模块、输入/输出和特殊功能模块（图1-72中的插槽0～11）以及通过扩展用的电缆连接扩展基板。

Q系列不同的CPU模块根据类型不同，其LD指令（即Load取指令，表示每一行程序中第一个与母线直接相连的常开触点）处理速度完全不同，具体见表1-15。

除了处理速度差异很大之外，其I/O支持点数能力不同。如基本型QCPU中，Q00 JCPU为256点（X/Y0～FF），Q00CPU、Q01CPU为1024点（X/Y0～3FF），用于CC－Link的远程I/O、MELSECNET/H的链接I/O（LX、LY）的刷新用的I/O软元件点数最多可支持2048点（X/Y0～7FF）。

通用型QCPU中，Q00UJCPU支持256点（X/Y0～FF），Q00UCPU、Q01UCPU为1024点（X/Y0～3FF），Q02UCPU为2048点（X/Y0～7FF），剩下的Q CPU包括Q03UD（E）CPU、Q03UDVCPU、Q04UD（E）HCPU、Q04UDVCPU、Q06UD（E）HCPU、Q06UDVCPU、Q10UD（E）HCPU、Q13UD（E）HCPU、Q13UDVCPU、Q20UD（E）HCPU、Q26UD（E）HCPU、Q26UDVCPU、Q50UDEHCPU、Q100UDEHCPU为4096点（X/Y0～FFF）。而作为MELSECNET/H远程I/O网络、CC－Link数据链接等的远程I/O站中可使用的I/O软元件点数最多可支持8192点（X/Y0～1FFF）。

高性能型QCPU、过程CPU、冗余CPU中，一般支持4096点（X/Y0～FFF），经扩展之后I/O软元件点数可支持8192点（X/Y0～1FFF）。

1.4.2 典型Q系列PLC控制系统

典型的Q系列PLC控制系统如图1-73所示，与FX PLC不同，它需要选择独立的基板、电源、CPU、输入和输出模块、通信模块等。

1.基板

基板是用于安装CPU模块、电源模块、输入/输出模块、智能功能模块等模块，其中主基板包括Q33B、Q35B、Q38B、Q312B等，图1-74所示为主基板外观，表1-16所示为主基板相关名称与用途。

2.电源

Q系列PLC的电源模块包括以下常见的规格：Q61P－A1（AC 100～120V输入，DC 5V 6A输出），Q61P－A2（AC 200～240V输入，DC 5V 6A输出），Q61P（AC 100～240V输入，DC 5V 6A输出），Q62P（AC 100～240V输入，DC 5V 3A/DC 24V 0.6A输出），Q63P（DC 24V输入，DC 5V 6A输出），Q64P（AC 100～120V/AC 200～240V输入，DC 5V 8.5A输出），Q64PN（AC 100～240V输入，DC 5V 8.5A输出）。

图1-75所示为Q61P电源外观，电源Q61P相关名称与用途见表1-17。

3.输入/输出模块

在Q系列PLC中，输入/输出编号以十六进制数表示。在使用16点的输入/输出模块的情况下，1个插槽的输入/输出编号为“□□0～□□F”的16点连续编号。输入模块的情况下在输入/输出编号的起始处附加“X”，输出模块的情况下在输入/输出编号的起始处附加“Y”，具体如图1-76所示。

1.4.3 Q系列CPU指示灯的含义

Q系列CPU指示灯的含义基本相同，但随着性能的提高，其指示灯数量在增加。图1-77所示为Q00UCPU和Q06UDVCPU指示灯，两者1）～5）都是相同的，具体解释如下：

1）“MODE”LED指示CPU模块的模式，其中亮灯为Q模式；闪烁为执行带执行条件软元件测试时或执行外部输入/输出的强制ON/OFF功能时。

2）“RUN”LED指示CPU模块的运行状态，其中亮灯为RUN/STOP/RESET开关设定到“RUN”，处于运行状态；熄灯为RUN/STOP/RESET开关设定到“STOP”，处于停止状态，或检测到停止运行的出错时；闪烁为RUN/STOP/RESET开关设定到“STOP”时进行参数/程序写入操作、将RUN/STOP/RESET开关设定为“STOP”→“RUN”时。

为了在程序写入后使“RUN”LED亮灯，需要执行如下操作：将RUN/STOP/RESET开关设定为“RUN”→“STOP”→“RUN”；用RUN/STOP/RESET开关执行复位操作；重新启动PLC的电源。

为了在写入参数后使“RUN”LED亮灯，需要执行如下操作：用RUN/STOP/RESET开关执行复位操作；重新启动PLC的电源。需要注意的是，在改变参数值后将RUN/STOP/RESET开关设定为“RUN”→“STOP”→“RUN”的情况下，网络参数以及智能功能模块参数并不能被保存。

3）“ERR.”LED指示PLC出错情况，其中亮灯为检测到除电池出错外不停止运行的自诊断出错时（当参数设置中设定了检测到出错时继续运行时）；熄灯为正常；闪烁为当检测到停止运行的出错时，或当通过RUN/STOP/RESET开关执行的复位生效时。

4）“USER”LED指示报警器情况，其中亮灯为报警器（F）为ON时；熄灯为正常。

5）“BAT.”LED指示电池情况，其中亮黄灯是由于存储卡的电池电压过低，发生电池出错时；黄灯闪烁是由于CPU模块本体的电池电压过低，发生电池出错时；亮绿灯是通过至标准ROM的锁存数据备份功能备份的数据的还原结束后，亮灯5s；绿灯闪烁是通过至标准ROM的锁存数据备份功能至标准ROM的备份结束时；熄灯为正常。

与Q00UCPU相比，Q06UDVCPU又增加了两个指示灯，具体如下：

6）“BOOT”LED指示引导运行情况，其中亮灯表示“开始引导运行时”，熄灯表示“未执行引导运行时”。

7）“SD CARD”LED指示存储卡使用情况，其中亮绿灯表示“SD存储卡使用中”，绿灯闪烁表示“SD存储卡准备中/停止处理中”或“记录完成时”，熄灯表示“未使用SD存储卡”。

1.4.4 RUN/STOP/RESET开关操作

与FX3U PLC不一样，Q系列PLC使用RUN/STOP/RESET开关（见图1-78）进行复位和程序运行操作。

复位具体步骤如图1-79所示。

在完成复位之后，程序可以在CPU模块置为STOP状态后进行写入，有两种情况：

（1）在软元件存储器内的数据被清除

1）将RUN/STOP/RESET开关置于RE-SET的位置一次（约1s），然后返回到STOP的位置侧。

2）将RUN/STOP/RESET开关置于RUN的位置侧。

3）使CPU模块进入RUN状态（“RUN”LED：亮灯）。

（2）在软元件存储器内的数据未被清除（保持）时

1）将RUN/STOP/RESET开关置于RUN的位置侧。

2）“RUN”LED闪烁。

3）将RUN/STOP/RESET开关置于STOP的位置侧。

4）再次将RUN/STOP/RESET开关置于RUN的位置侧。

5）CPU模块进入RUN状态（“RUN”LED：亮灯）。

在CPU模块为RUN的状态下进行程序写入时（即运行中写入）则不需要进行CPU模块的RUN/STOP/RESET开关的操作，此时的软元件存储器的数据也不被清除。

1.4.5 Q系列PLC控制系统的简单应用

由于采用同一种编程环境GX Works2，因此Q系列PLC与FX3U在逻辑功能、定时器和计数器基本概念上保持一致。略有不同的是，Q系列PLC的定时器的时间基准不再以T的编号为准，而是在指令前增加“H”。这也意味着，同一个定时器软元件可以有低速定时器和高速定时器之分。对于累计定时器也是如此。图1-80所示为在GX Works2编程环境下Q参数设置的定时器时限设置。低速定时器以1～1000ms范围内的数值为单位，对时间进行计时；高速定时器则以0.01～100ms范围内的数值为单位，对时间进行计时。

低速定时器的梯形图编程与FX3U一致，但是高速定时器则不太一样，图1-81所示是输入“H T0 K12”后的梯形图显示结果。该高速定时器时限默认是10ms，则T0定时为120ms。

【例1-8】Q03UDVCPU控制系统的配置

任务要求 ：某Q03UDVCPU控制系统中，共有2个模块，即数字量输入模块QX40、数字量输出模块QY40P，要求实现功能如下：

1）正确配置该Q系列PLC的相关模块。

2）QX40外接输入开关SW1和SW2、按钮SB1和SB2，QY40P外接HL1、HL2、HL3、HL4四个指示灯。

3）输入开关SW1和SW2为2种模式指示灯显示。当SW1为ON时，按下SB1，HL1灯亮，延时3s后，HL1灯灭、HL2灯亮；延时3s后，HL2灯灭、HL3灯亮；延时3s后，HL3灯灭、HL4灯亮，再开始新的一轮循环，一直等到按下SB2后，所有的指示灯都灭。当SW2为ON时，其动作规律一致，不同的是指示灯从HL4开始，一直到HL1结束。

4）输入开关SW1和SW2同时为ON时，指示灯不显示；任何一个开关在指示灯显示过程中拨到OFF时，该显示模式停止，指示灯灭。

实施步骤：

步骤1：图1-82所示为本案例Q03UDVCPU控制系统的配置，除CPU外还包括电源Q61P、输入QX40和输出QY40P。

如图1-83a和图1-83b所示，进行QX40、QY40P的电气接线，其中端子编号参考元件定义表。

I/O表见表1-18。

步骤2：完成工程的PLC配置。如图1-84所示，在GX Works2中新建工程，选择QCPU（Q模式），并选择Q03UDV的PLC类型。

如图1-85所示，打开参数→PLC参数→I/O分配设置，依次添加插槽1、2的模块（见图1-86）。其中0号插槽为CPU类型，不用选择。

这里需要指出的是，每一个模块的起始地址既可以缺省，也可以自定义。最后单击 ，即完成参数设置。

步骤3：程序编制，图1-87所示为Q03UDVCPU控制系统的配置梯形图，具体解释如下：

步0：在开关SW1或SW2为ON的情况下，按下按钮SB1，则置位M0，即进入灯显示状态。

步4：按下停止按钮SB2或SW1/SW2均为ON或SW1/SW2均为OFF的情况下，复位M0。

步12：在M0为ON的情况下，分别进行4个指示灯的定时T0、T1、T2、T3，都是低速定时器，均为3s。

步37～61：分别显示X0和X1两种模式的4个指示灯情况。

【例1-9】工业洗衣机的控制

任务要求 ：图1-88所示为工业洗衣机的结构，现在用Q系列PLC来进行工业洗衣机的控制，具体实现功能如下：

启动后，洗衣机进水，高水位开关动作时，开始洗涤。正转洗涤20s，暂停3s后反转洗涤20s，暂停3s再正转洗涤，如此循环3次，洗涤结束，然后排水，当水位下降到低水位时进行脱水（同时排水），脱水时间是10s，洗衣结束，全过程结束，自动停机。

实施步骤：

步骤1：根据任务要求，进行电气接线。其中Q系列PLC选择Q03UDVCPU、QX40和QY40P，接线如图1-89所示，I/O分配见表1-19。

步骤2：硬件配置与例1-8相同，不再赘述。本案例采用高速定时器，编程之前需要设置相应的时限，如图1-90所示。

步骤3：梯形图编程如图1-91所示，具体解释如下：

工业洗衣机共4个状态，即M0为进水状态、M1为正反转洗涤3次、M2为排水状态、M3为脱水状态，这些状态为递进状态。

步0：启动按钮SB1置位M0，进入进水状态。

步2：停止按钮SB2复位4个状态，即M0～M3。

步7：当M0为ON时，开始打开进水阀Y10。

步9：当高水位限位X0动作时，进入M1状态，复位MO状态。

步13、39：当M1为ON时，洗涤状态使用高速定时器T0（20s正转）、T1（暂停3s）、T2（20s反转）、T3（暂停3s），并对T3上升沿进行计数C0；计数未到3，则复位T0，重新进行定时，直至C0为3。在M1状态时，输出Y12和Y13正反接触器信号。

步53：当C0计数器为3时，进入M2状态，复位M1。

步60、64：当M2为ON时，开始排水，直到低水位限位X1动作，进入M3状态，复位M2。

步68：当M3为ON时，开始脱水，定时T4（10s），定时结束复位M3，完成整个洗衣流程，进入待机状态。