Новый ПЛК Mitsubishi FX3U-64MR ES-A Программируемый логический контроллер OEM

Mitsubishi FX3U-64MR/ES-A | MELSEC-F Серия ПЛК Основной блок — 64 вх./вых., 32 дискр. вх. / 32 релейных вых., 100–240 В перем. тока, 64 тыс. шагов, 65 нс, RS-422, DIN-рейка, 220×90×86 мм

Обзор

Mitsubishi FX3U-64MR/ES-A — это вариант ПЛК серии MELSEC FX3U с 64 релейными выходами — топовой компактной серии ПЛК от Mitsubishi. Все необходимое для полноценного контроллера находится в одном корпусе: широкодиапазонный источник питания переменного тока, ЦПУ, входная схема для 32 каналов и релейный выходной каскад еще для 32.

Нет необходимости в отдельном модуле питания для выбора или подключения. На DIN-рейке FX3U-64MR/ES-A занимает 220 мм — широко по меркам компактных ПЛК, но это компромисс в пользу готового к работе контроллера, который поставляется предварительно собранным со всеми интегрированными базовыми функциями.

Суффикс "ES" обозначает европейскую спецификацию, а "-A" дополнительно указывает на стандартную версию с питанием от сети переменного тока. Тип релейного выхода (R) делает его наиболее универсальным вариантом для подключения в полевых условиях в линейке FX3U-64: каждый контакт реле является беспотенциальным и может коммутировать нагрузки переменного или постоянного тока до 240 В переменного тока или 30 В постоянного тока, до 2 А на точку.

Различные выходные каналы могут коммутировать совершенно разные уровни напряжения — один канал питает индикаторную лампу 230 В переменного тока, другой коммутирует 24 В постоянного тока на катушку соленоида, третий управляет катушкой контактора двигателя 48 В постоянного тока. Эта независимость нагрузки для каждого выхода делает ПЛК с релейными выходами предпочтительным выбором для шкафов, смешивающих несколько шин питания.

При скорости 65 нс на базовую инструкцию ЦПУ FX3U быстрее большинства контроллеров в своем классе — наследие инженерной дисциплины Mitsubishi MELSEC, которая ставит в приоритет производительность цикла сканирования. Для 64-точечной машины с умеренной программой из 3000–5000 строк лестничной диаграммы цикл сканирования уверенно укладывается в 3 мс, что достаточно быстро для последовательного, блокировочного и таймерного управления, которое определяет целевые приложения FX3U.

Ключевые характеристики

64 тыс. шагов — емкость программы в контексте

Память программы на 64 000 шагов FX3U-64MR/ES-A представляет собой значительный шаг вперед по сравнению с семействами FX3G и FX3S. На практике: типичная программа управления дискретными машинами — 50 строк логики блокировки, 20 таймерных подпрограмм, 15 счетных последовательностей, 10 инструкций перемещения данных HMI и 5 подпрограмм обмена данными — занимает примерно от 3000 до 6000 шагов.

64-килобайтная память программы FX3U может вместить в десять раз больше, оставляя место для расширенных вариантов машин, подпрограмм регистрации процессов и обработки связи без архитектурных изменений.

Программа хранится в ОЗУ с резервным питанием от батареи во время нормальной работы. Для приложений, где обслуживание батареи неприемлемо или где программа должна пережить длительное хранение, кассета памяти Flash ROM (FX3U-FLROM-64L) устанавливается непосредственно в разъем на передней панели ЦПУ.

При установке кассеты ЦПУ использует программу кассеты вместо внутренней ОЗУ — кассета сохраняет данные без батареи, с гарантией сохранения, измеряемой десятилетиями.

Релейные выходы — универсальность и ограничения

Релейные контакты имеют физические преимущества и физические ограничения. Преимущество — электрическая универсальность: нормально замкнутый контакт реле не заботится о том, какое напряжение или тип тока он коммутирует — переменный, постоянный, 24 В, 48 В, 230 В, низкочастотные сигналы, а также резистивные или умеренно индуктивные нагрузки проходят через один и тот же механизм контакта.

Ограничение — скорость переключения: релейные контакты работают за 10 мс (спецификация FX3U) и не могут переключаться быстрее нескольких Гц без ускоренного износа контактов.

Для выходов, которым требуется переключение со скоростью, приближающейся или превышающей 10 мс — импульсные сигналы драйверов шаговых двигателей, сигналы ШИМ, высокоскоростные цифровые выходы на сервоусилители — релейный выход FX3U-64MR не является правильным выбором.

Варианты с транзисторными выходами (FX3U-64MT для NPN или FX3U-64MT/ESS для NPN типа "источник") переключаются за микросекунды и обрабатывают выходные частоты до 100 кГц.

Практическое правило выбора: релейные выходы для 32 или менее каналов выходов, переключающихся редко (контакторы, соленоиды, сигнальные лампы, звуковые сигналы); транзисторные выходы, когда любой канал должен переключаться быстрее 10 мс или управлять устройством, основанным на импульсах.

Архитектура расширения — за пределами 64 точек

FX3U-64MR/ES-A начинается с 64 точек входов/выходов, но не ограничивается ими. До 24 модулей расширения входов/выходов (серии FX2N и FX3U) подключаются к правой стороне основного блока через прямые шинные разъемы — без проводов, без кабелей, только соединение модуль-модуль.

Эти модули расширения добавляют цифровые входы, цифровые выходы (релейные или транзисторные), аналоговые входы, аналоговые выходы и специализированные входы/выходы стандартными инкрементами по 8 или 16 каналов. 

Общее количество локальных входов/выходов, доступных для ЦПУ, достигает 256 точек.

Помимо локального расширения, FX3U обменивается данными с удаленными входами/выходами через CC-Link (с использованием специальных функциональных модулей FX3U-32CCL или FX3U-CCLIEF), увеличивая общее эффективное количество входов/выходов до 384 точек.

Каждый слот для специальных функциональных модулей также принимает модули позиционирования (FX3U-1PG, FX3U-2HC), модули последовательной связи (FX3U-232-BD, FX3U-485-BD), контроллеры температуры (FX3U-4AD-TC) и адаптеры Ethernet. Результатом является контроллер, который растет вместе с требованиями машины без миграции платформы.

Часто задаваемые вопросы

В1: В чем разница между FX3U-64MR/ES и FX3U-64MR/ES-A?

Суффикс ES-A обозначает стандартную версию с питанием от сети переменного тока с входом 100–240 В переменного тока. ES (без -A) функционально идентичен на большинстве рынков.

Обозначение "-A" было добавлено в некоторую документацию для отличия стандартного блока переменного тока от опциональных блоков питания постоянного тока или специальных экспортных вариантов. 

Для практических целей ES и ES-A взаимозаменяемы в одном и том же приложении. Всегда проверяйте спецификацию входного напряжения питания на этикетке физического устройства перед заменой.

В2: Может ли FX3U-64MR/ES-A напрямую обмениваться данными с сервоусилителями Mitsubishi?

Не напрямую только через порт RS-422. Для высокоскоростной прямой связи с сервоприводами FX3U требует либо модули позиционирования FX3U-10PG, либо FX3U-20SSC-H для импульсного управления или оптоволоконного подключения SSCNETIII.

Стандартный порт RS-422 поддерживает последовательную связь RS-232/RS-485 с панелями HMI, инверторами (через RS-485 с серией Mitsubishi FR), сканерами штрих-кодов и интерфейсами ПК — не для управления сервоосями.

Для полного управления сервоосями укажите соответствующий модуль позиционирования вместе с основным блоком.

В3: Имеет ли FX3U-64MR/ES-A встроенные часы реального времени, и сохраняются ли они при потере питания?

Да, ЦПУ FX3U включает интегрированные часы реального времени (RTC) с функцией календаря и времени суток, доступной из программы на лестничной диаграмме.

RTC сохраняются при потере питания за счет внутренней литиевой батареи. Срок службы батареи обычно составляет 5–6 лет при температуре окружающей среды 25 °C. 

Когда напряжение батареи падает ниже порога, FX3U устанавливает флаг низкого заряда батареи в специальном реле (M8005 и M8006 в нотации FX3U), которое программа может использовать для запуска аварийного сигнала обслуживания до полного отказа батареи.

В4: Совместим ли FX3U-64MR/ES-A с программным обеспечением для программирования GX Works2 и GX Works3?

FX3U нативно поддерживается GX Works2 (текущее программное обеспечение для программирования FX3U и других семейств ПЛК MELSEC).

GX Works3 — это инженерная среда следующего поколения Mitsubishi, ориентированная на серии iQ-R и iQ-F — она не поддерживает программирование FX3U. 

Для новых проектов FX3U используйте GX Works2.

Для новых проектов, которые могут расширяться до iQ-R или iQ-F в будущем, рассмотрите возможность выбора FX5U (iQ-F) вместо него, поскольку он программируется в GX Works3 и обеспечивает более плавный путь миграции.

В5: Какова максимальная частота входного сигнала высокоскоростного счетчика, и какие входы выделены?

ЦПУ FX3U включает 6 каналов высокоскоростных счетчиков (C235–C255 в таблице устройств) с максимальной входной частотой до 100 кГц для однофазного и 50 кГц для подсчета по разности фаз (квадратурный A/B).

Входы высокоскоростных счетчиков выделены для конкретных входных клемм (X000–X007 в зависимости от конфигурации).

Эти клеммы управляются аппаратными прерываниями — они считают независимо от цикла сканирования ЦПУ, гарантируя отсутствие потери импульсов даже во время более длительных циклов сканирования. 

Для стандартных входов (X008 и выше) применяется фильтр входов на основе цикла сканирования с временем фильтрации по умолчанию 10 мс, которое можно настроить до 0 мс для более быстрого отклика.