三菱plc中的终端电阻的作用分析

　　本文主要是关于三菱plc的相关介绍，并着重对三菱plc中的终端电阻的作用分析进行了详尽的阐述。

　　三菱plc

　　三菱PLC英文名又称：Mitsubishi Programmable Logic Controller，是三菱电机在大连生产的主力产品。 它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。三菱PLC在中国市场常见的有以下型号： FR-FX1N FR-FX1S FR-FX2N FR-FX3U FR-FX2NC FR-A FR-Q）。

　　原理编辑

　　PLC系统组成及各部分的功能：

　　一．系统组成。

　　二．各部分的作用。

　　1． CPU运算和控制中心

　　起“心脏”作用。

　　纵：当从编程器输入的程序存入到用户程序存储器中，然后CPU根据系统所赋予的功能（系统程序存储器的解释编译程序），把用户程序翻译成PLC内部所认可的用户编译程序。

　　横：输入状态和输入信息从输入接口输进，CPU将之存入工作数据存储器中或输入映象寄存器。然后由CPU把数据和程序有机地结合在一起。把结果存入输出映象寄存器或工作数据存储器中，然后输出到输出接口、控制外部驱动器。

　　组成：CPU由控制器、运算器和寄存器组成。这些电路集成在一个芯片上。CPU通过地址总线、数据总线与I/O接口电路相连接。

　　2．存储器

　　具有记忆功能的半导体电路。

　　分为系统程序存储器和用户存储器。

　　系统程序存储器用以存放系统程序，包括管理程序，监控程序以及对用户程序做编译处理的解释编译程序。由只读存储器组成。厂家使用的，内容不可更改，断电不消失。

　　用户存储器：分为用户程序存储区和工作数据存储区。由随机存取存储器（RAM）组成。用户使用的。断电内容消失。常用高效的锂电池作为后备电源，寿命一般为3~5年。

　　3．输入/输出接口

　　（1）输入接口：

　　光电耦合器由两个发光二极度管和光电三极管组成。

　　发光二级管：在光电耦合器的输入端加上变化的电信号，发光二极管就产生与输入信号变化规律相同的光信号。

　　光电三级管：在光信号的照射下导通，导通程度与光信号的强弱有关。在光电耦合器的线性工作区内，输出信号与输入信号有线性关系。

　　输入接口电路工作过程：当开关合上，二极管发光，然后三极管在光的照射下导通，向内部电路输入信号。当开关断开，二极管不发光，三极管不导通。向内部电路输入信号。也就是通过输入接口电路把外部的开关信号转化成PLC内部所能接受的数字信号。

　　（2）输出接口

　　PLC的继电器输出接口电路

　　工作过程：当内部电路输出数字信号1，有电流流过，继电器线圈有电流，然后常开触点闭合，提供负载导通的电流和电压。当内部电路输出数字信号0，则没有电流流过，继电器线圈没有电流，然后常开触点断开，断开负载的电流或电压。也就是通过输出接口电路把内部的数字电路化成一种信号使负载动作或不动作。

　　三种类型：

　　继电器输出：有触点、寿命短、频率低、交直流负载

　　晶体管输出：无触点、寿命长、直流负载

　　晶闸管输出：无触点、寿命长、交流负载

　　4．编程器

　　编程器分为两种，一种是手持编程器，方便。我们实验室使用的就是手持编程器。二种是通过PLC的RS232口。与计算机相连。然后敲击键盘。通过NSTP-GR软件（或WINDOWS下软件）向PLC内部输入程序。

　　第二节 PLC的基本工作原理

　　一．PLC采用“顺序扫描，不断循环”的工作方式

　　1．每次扫描过程。集中对输入信号进行采样。集中对输出信号进行刷新。

　　2．输入刷新过程。当输入端口关闭时，程序在进行执行阶段时，输入端有新状态，新状态不能被读入。只有程序进行下一次扫描时，新状态才被读入。

　　3．一个扫描周期分为输入采样，程序执行，输出刷新。

　　4．元件映象寄存器的内容是随着程序的执行变化而变化的。

　　5．扫描周期的长短由三条决定。（1）CPU执行指令的速度（2）指令本身占有的时间（3）指令条数

　　6．由于采用集中采样。集中输出的方式。存在输入/输出滞后的现象，即输入/输出响应延迟。

　　二．PLC与继电器控制系统、微机区别

　　1．PLC与继电器控制系统区别

　　前者工作方式是“串行”，后者工作方式是“并行”。

　　前者用“软件”，后者用“硬件”。

　　2．PLC与微机区别

　　前者工作方式是“循环扫描”。后者工作方式是“待命或中断”

　　PLC 编程方式

　　PLC最突出的优点采用“软继电器”代替“硬继电器”。用“软件编程逻辑”代替“硬件布线逻辑”。

　　PLC编程语言有梯形图、布尔助记符语言，等等。尤其前两者为常用。

　　梯形图语言特点：

　　1．每个梯形图由多个梯级组成。

　　2．梯形图中左右两边的竖线表示假想的逻辑电源。当某一梯级的逻辑运算结果为“1”时，有假想的电流通过。

　　3．继电器线圈只能出现一次，而它的常开、常闭触点可以出现无数次。

　　4．每一梯级的运算结果，立即被后面的梯级所利用。

　　5．输入继电器受外部信号控制。只出现触点，不出现线圈。

　　第四节 主要技术性能

　　用户程序存储容量：是衡量可存储用户应用程序多少的指标。通常以字或K字为单位。16位二进制数为一个字，每1024个字为1K字。PLC以字为单位存储指令和数据。一般的逻辑操作指令每条占1个字。定时/计数，移位指令占2个字。数据操作指令占2~4个字。

　　第五节 PLC的分类

　　按结构分类：

　　1． 整体式：是把PLC各组成部分安装在一起或少数几块印刷电路板上，并连同电源一起装在机壳内形成一个单一的整体，称之为主机或基本单元、小型、超小型PLC采用这种结构。

　　2．模块式：是把PLC各基本组成做成独立的模块。中型、大型PLC采用这种方式，便于维修。

　　产品系列

　　FX1S系列：

　　常用的几款三菱plc

　　常用的几款三菱plc

　　三菱PLC是一种集成型小型单元式PLC。且具有完整的性能和通讯功能等扩展性。如果考虑安装空间和成本是一种理想的选择。

　　FX1N系列：

　　是三菱电机推出的功能强大的普及型PLC。具有扩展输入输出，模拟量控制和通讯、链接功能等扩展性。是一款广泛应用于一般的顺序控制三菱PLC。

　　FX2N系列：

　　在当时，是三菱PLC是FX家族中最先进的系列。具有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块等特点，为工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。

　　FX3U系列：

　　是三菱电机公司新近推出的新型第三代三菱PLC，可能称得上是小型至尊产品。基本性能大幅提升，晶体管输出型的基本单元内置了3轴独立最高100kHz的定位功能，并且增加了新的定位指令，从而使得定位控制功能更加强大，使用更为方便。FX3U系列产品为FX2N替代产品，FX2N系列产品2012年12月三菱电机不再供货。以后大家都会选用FX3U系列产品。三菱PLC-FX3U系列产品介绍：

　　● FX3U系列PLC第三代微型可编程控制器，内置高达64K大容量的RAM存储器。

　　● 内置业界最高水平的高速处理0.065μS/基本指令。

　　● 控制规模：16~384（包括CC-LINK I/O）点。

　　● 内置独立3轴100kHz定位功能（晶体管输出型）。

　　● 基本单元左侧均可以连接功能强大简便易用的适配器。

　　● 内置的编程口可以达到115.2kbps 的高速通信，而且最多可以同时使用3 个通信口。

　　● 通过CC-Link 网络的扩展可以实现最高84 点（包括远程I/O 在内）的控制。

　　● 模块上可以进行软元件的监控、测试，时钟的设定。

　　● FX3U系列还可以将该显示模块安装在控制柜的面板上。

　　● FX3U系列PLC编程软件：需要GX Developer 8.23Z 以上版本。

　　FX3G系列：

　　是三菱电机公司新近推出的新型第三代三菱PLC，基本单元自带两路高速通讯接口（RS422&USB，内置高达32K大容量存储器，标准模式时基本指令处理速度可达0.21μs，控制规模：14~256点（包括CC-LINK网络I/O），定位功能设置简便（最多三轴），基本单元左侧最多可连接4台FX3U特殊适配器，可实现浮点数运算，可设置两级密码，每级16字符，增强密码保护功能

　　FX1NC FX2NC FX3UC三菱PLC：

　　在保持了原有强大功能的基础上实现了极为可观的规模缩小I/O型接线接口降低了接线成本，并大大节省了时间。

　　Q系列三菱PLC：

　　三菱机公司推出的大型PLC，CPU类型有基本型CPU，高性能型CPU，过程控制CPU，运动控制CPU，冗余CPU等。可以满足各种复杂的控制需求。三菱电机中国事业的快速发展，为了更好地满足国内用户对三菱PLC，Q系列产品高性能、低成本的要求，三菱电机自动化特推出经济型QUTESET型三菱PLC，即一款以自带64点高密度混合单元的5槽Q00JCOUSET；另一款自带2块16点开关量输入及2块16点开关量输出的8槽Q00JCPU-S8SET，其性能指标与Q00J完全兼容，也完全支持GX-Developer等软件，故具有极佳的性价比。

　　A系列三菱PLC：

　　使用三菱专用顺控芯片（MSP），速度/指令可媲美大型三菱PLC;A2ASCPU支持32个PID回路。而QnASCPU的回路数目无限制，可随内存容量的大小而改变；程序容量由8K步至124K步，如使用存储器卡，QnASCPU则内存量可扩充到2M字节；有多种特殊模块可选择，包括网络，定位控制，高速计数，温度控制等模块。

　　网络结构编辑

　　三菱公司PLC网络继承了传统使用的MELSEC网络，并使其在性能、功能、使用简便等方面更胜一筹。Q系列PLC提供层次清晰的三层网络，针对各种用途提供最合适的网络产品。

　　（1）信息层/Ethernet（以太网） 信息层为网络系统中最高层，主要是在PLC、设备控制器以及生产管理用PC之间传输生产管理信息、质量管理信息及设备的运转情况等数据，信息层使用最普遍的Ethernet。它不仅能够连接windows系统的PC、UNIX系统的工作站等，而且还能连接各种FA设备。Q系列PLC系列的Ethernet模块具有了日益普及的因特网电子邮件收发功能，使用户无论在世界的任何地方都可以方便地收发生产信息邮件，构筑远程监视管理系统。同时，利用因特网的FTP服务器功能及MELSEC专用协议可以很容易的实现程序的上传/下载和信息的传输。

　　（2）控制层/MELSECNET/10（H） 是整个网络系统的中间层，在是PLC、CNC等控制设备之间方便且高速地进行处理数据互传的控制网络。作为MELSEC控制网络的MELSECNET/10，以它良好的实时性、简单的网络设定、无程序的网络数据共享概念，以及冗余回路等特点获得了很高的市场评价，被采用的设备台数在日本达到最高，在世界上也是屈指可数的。而MELSECNET/H不仅继承了MELSECNET/10优秀的特点，还使网络的实时性更好，数据容量更大，进一步适应市场的需要。

　　（3）设备层/现场总线CC-Link 设备层是把PLC等控制设备和传感器以及驱动设备连接起来的现场网络，为整个网络系统最低层的网络。采用CC-Link现场总线连接，布线数量大大减少，提高了系统可维护性。而且，不只是ON/OFF等开关量的数据，还可连接ID系统、条形码阅读器、变频器、人机界面等智能化设备，从完成各种数据的通信，到终端生产信息的管理均可实现，加上对机器动作状态的集中管理，使维修保养的工作效率也大有提高。在Q系列PLC中使用，CC-Link的功能更好，而且使用更简便。

　　在三菱的PLC网络中进行通信时，不会感觉到有网络种类的差别和间断，可进行跨网络间的数据通信和程序的远程监控、修改、调试等工作，而无需考虑网络的层次和类型。 MELSECNET/H和CC-Link使用循环通信的方式，周期性自动地收发信息，不需要专门的数据通信程序，只需简单的参数设定即可。MELSECNET/H和CC-Link是使用广播方式进行循环通信发送和接收的，这样就可做到网络上的数据共享。对于Q系列PLC使用的Ethernet、MELSECNET/H、CC-Link网络，可以在GX Developer软件画面上设定网络参数以及各种功能，简单方便。

　　另外，Q系列PLC除了拥有上面所提到的网络之外，还可支持 Profibus、Modbus、Devicenet、ASi等其它厂商的网络，还可进行 RS-232/RS-422/RS－485等串行通信，通过数据专线、电话线进行数据传送等多种通信方式。

　　

　　三菱plc中的终端电阻的作用分析

　　终端电阻：在线型网络两端（相距最远的两个通信端口上），并联在一对通信线上的电阻。

　　终端电阻是为了消除在通信电缆中的信号反射。有效地增强信号强度。

　　在通信过程中，有两种原因因导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配。

　　1. 阻抗不连续，信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有，信号在这个地方就会引起反射。这种信号反射的原理，与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。消除这种反射的方法，就必须在电缆的末端跨接一个与电缆的特性阻抗同样大小的终端电阻，使电缆的阻抗连续。由于信号在电缆上的传输是双向的，因此，在通讯电缆的另一端可跨接一个同样大小的终端电阻。

　　2. 数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配。这种原因引起的反射，主要表现在通讯线路处在空闲方式时，整个网络数据混乱。要减弱反射信号对通讯线路的影响，通常采用噪声抑制和加偏置电阻的方法。

　　在实际应用中，对于比较小的反射信号，为简单方便，经常采用加偏置电阻的方法。

　　终端电阻的作用

　　（1）一般说法：终端电阻是为了消除在通信电缆中的信号反射。在通信过程中，有两种原因因导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配。阻抗不连续，信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有，信号在这个地方就会引起反射。这种信号反射的原理，与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。消除这种反射的方法，就必须在电缆的末端跨接一个与电缆的特性阻抗同样大小的终端电阻，使电缆的阻抗连续。由于信号在电缆上的传输是双向的，因此，在通讯电缆的另一端可跨接一个同样大小的终端电阻。引起信号反射的另个原因是数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配。这种原因引起的反射，主要表现在通讯线路处在空闲方式时，整个网络数据混乱。要减弱反射信号对通讯线路的影响，通常采用噪声抑制和加偏置电阻的方法。在实际应用中，对于比较小的反射信号，为简单方便，经常采用加偏置电阻的方法。

　　（2）永宏PLC手册：信号传输电路由于各种传输线都有其特性阻抗（ 以Twisted Pair 而言约为120Ω）。当信号在传输线中传输至终端时， 如果它的终端阻抗和特性阻抗不同时， 将会造成反射， 而使信号波形失真（ 凹陷或凸出）。该失真的现象在传输线短时并不明显， 但随着传输线的加长会更加严重， 致使无法正确传输， 这时就必须加装终端电阻（ Terminator）。FBs-PLC 内部已安装有120Ω 终端电阻，要施加终端电阻时请打开PLC 通讯盖板，将指拨开关调到＂ON″的位置上（ 出厂时指拨是置于＂OFF″位置），但注意终端电阻只能在Bus 的最左和最右的两侧PLC上施加， 两侧间的所有PLC 指拨需置于＂OFF″位置， 否则会造成RS-485 推动能力不足。

　　结语

　　关于三菱plc的相关介绍就到这了，如有不足之处欢迎指正。

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