1.4 用百元仿三菱FX2N型PLC学习实践操作

在学习PLC时，先要掌握一定的PLC理论知识，然后用实际的PLC进行实践操作，这样才能快速学会PLC技术。三菱FX系列PLC在社会上使用非常广泛，其原装机的价格一般要千元以上，而仿三菱FX系列PLC（某宝网有卖）价格非常低：普通不带外壳的约100～150元，如图1-10（a）所示；带外壳的约150～200元，如图1-10（b）所示。这些PLC具有原装机大多数常用功能，相当于原装机的简化版，并且可使用原装机的软件编程，很值得PLC初学者购买来进行实践操作。

1.4.1 仿三菱FX2N型PLC硬件介绍

图1-11是一种仿三菱FX-25MR型PLC，上方为电源端子与输入端子，下方为输出端子和COM端口，该PLC还有12个输入指示灯（X0～X7、X10～X13）、10个输出指示灯（Y0～Y7、Y10、Y11）和电源指示灯（Power）、运行指示灯（RUN）、出错指示灯（ERR）。

1．输入端子、电源端子和RUN/STOP开关

仿三菱FX-25MR型PLC的输入端子和电源端子如图1-12所示。该PLC有15个输入端子（X0～X7、X10～X16），这些端子有一个公共端子（GND），电源端子有24V（24V电源正）和GND（24V电源负）两个。在输入公共端子旁边有一个RUN/STOP（运行/停止）开关，拨到“RUN”时，PLC内的程序运行，同时RUN指示灯亮，拨到“STOP”时，PLC内的程序停止运行，RUN指示灯灭（或闪烁）。

2．输出端子

仿三菱FX-25MR型PLC的输出端子如图1-13所示。该PLC有10个输出端子（Y0～Y7、Y10、Y11）和3个输出公共端子（COM0:Y0～Y2的公共端子，COM1:Y3～Y5的公共端子，COM2:Y6、Y7、Y10、Y11的公共端子）。

3．通信端口和数据线

仿三菱FX-25MR型PLC有一个通信端口，其类型为RS-232端口（也称COM端口），可以连接计算机下载PLC程序，也可以连接文本显示器和触摸屏。现在的计算机大多数有USB端口而无COM端口，为了能将PLC与计算机连接起来，需要用到USB转COM端口数据线。仿三菱FX-25MR型PLC的COM端口与USB转COM端口数据线如图1-14所示，数据线的USB端口插入计算机的USB端口，COM端口则插入PLC的COM端口。

1.4.2 数据线驱动程序的安装

用USB转COM端口数据线将计算机和PLC连接起来后，计算机还不能识别该数据线，需要在计算机中安装此数据线的驱动程序。

USB转COM端口数据线的驱动程序安装如图1-15所示，具体过程如下：

打开数据线配套驱动程序的文件夹，如图1-15（a）所示，文件夹中有一个“HL-340.EXE”可执行文件，双击该文件，弹出图1-15（b）所示的对话框，单击“INSTALL（安装）”按钮，即开始安装驱动程序，单击“UNINSTALL（卸载）”按钮，可以卸载先前已安装的驱动程序，驱动安装成功后，会弹出安装成功对话框，如图1-15（c）所示。

数据线的驱动程序成功安装后，在计算机的“设备管理器”中可以查看到计算机分配给数据线的端口号。在计算机屏幕桌面右击“计算机”图标，弹出右键菜单，如图1-16所示，选择“设备管理器”，弹出设备管理器窗口，其中有一项“端口（COM和LPT）”，若未成功安装数据线的驱动程序，则不会出现该项（操作系统为Win7系统时），展开“端口（COM和LPT）”项，可以看到一项端口信息“USB-SERIAL CH340（COM3）”，该信息表明数据线将USB转成COM端口后，计算机分配给该端口为COM3，也就是说，当数据线将计算机与PLC连接起来后，计算机是通过COM3端口与PLC进行连接的，记下该端口号，在计算机与PLC通信设置时要输入或选择该端口号。

1.4.3 DC24V电源适配器及PLC的电源接线

PLC供电有两种类型：24V直流供电（DC24V）和220V交流供电（AC220V）。对于采用220V交流供电的PLC，内部采用了AC220V转DC24V的电源电路，由于其内置电源电路，故价格更高。对于采用DC24V供电的PLC，可以在外部连接24V的电源适配器，由其将AC220V转换成DC24V提供给PLC的电源端。

1. DC24V电源适配器介绍

DC24V电源适配器的功能是将220V（或110V）交流电压转换成24V的直流电压输出。图1-17是一种常用DC24V电源适配器。

如图1-17（a）所示，电源适配器的L、N端为交流电压输入端，L端接相线（也称火线）, N端接零线，接地端与接地线（与大地连接的导线）连接，若电源适配器出现漏电使外壳带电，外壳的漏电可以通过接地端和接地线流入大地，这样接触外壳时就不会发生触电，当然接地端不接地线，电源适配器仍会正常工作。-V、+V端为24V直流电压输出端，-V端为电源负端，+V端为电源正端。电源适配器上有一个输出电压调节电位器，可以调节输出电压，使输出电压在24V左右变化，在使用时应将输出电压调到24V。电源指示灯用于指示电源适配器是否已接通电源。

在电源适配器上一般会有一个铭牌（标签），如图1-17（b）所示，在铭牌上会标注型号、额定输入和输出电压电流参数，从铭牌可以看出，该电源适配器输入端可接100～120V的交流电压，也可以接200～240V的交流电压，输出电压为24V，输出电流最大为1.5A。

2．三线电源线及插头、插座说明

图1-18是常见的三线电源线及插头、插座，导线的颜色、插头和插座的极性都有规定标准。L线（即相线，俗称火线）可以使用红、黄、绿或棕色导线，N线（即零线）应使用蓝色线，PE线（即接地线）应使用黄绿双色线，插头的插片和插座的插孔极性规定具体如图1-18所示，接线时要按标准进行。

3. PLC的电源接线

PLC下载程序和正常工作时都需要连接电源，PLC的电源接线如图1-19所示。DC24V电源适配器的输入端接220V的交流电压，输出端的+V、-V端分别接PLC的24V和GND端，这样220V交流电压经电源适配器转换成24V直流电压提供给PLC, PLC的电源指示灯亮。这时如果用数据线将计算机和PLC连接起来，PLC就可以接收计算机传送过来的PLC程序了。

1.4.4 用编程软件编写程序并将程序写入PLC

1．用编程软件编写程序

仿三菱FX型PLC支持三菱GX Developer软件编写的程序，有关该软件的安装和编程方法在后面有专门的章节介绍。用GX Developer软件编写的控制双灯先后点亮的PLC程序如图1-20所示，该程序用于控制双灯先后点亮。

2．通信设置

用数据线将计算机与PLC连接起来后，还需要在GX Developer软件中进行通信设置，这样两者才能建立连接。在GX Developer软件中进行通信设置如图1-21所示，具体过程如下：

在GX Developer软件中执行菜单命令“在线”→“传输设置”，如图1-21（a）所示，弹出“传输设置”对话框，如图1-21（b）所示，在该对话框内双击左上角的“串行USB”项，弹出“PC I/F串口详细设置”对话框，在此对话框中选中“RS-232”项，COM端口选择COM3（在设备管理器中可查看到该端口号），传输速度设为19.2kb/s，然后单击“确认”按钮关闭当前的对话框，回到上一个对话框（“传输设置”对话框），再单击对话框“确认”按钮即完成通信设置。

3．将程序写入PLC

在用数据线将计算机与PLC连接起来并进行通信设置后，就可以在GX Developer软件中将编写好PLC程序（或打开先前已编写好的PLC程序）写入PLC。在GX Developer软件中将程序写入PLC（也称下载PLC程序）的操作过程如图1-22所示，具体过程如下：

在GX Developer软件中执行菜单命令“在线”→“PLC写入”，若弹出图1-22（a）所示的对话框，表明计算机与PLC之间未用数据线连接，或者通信设置错误，如果计算机与PLC连接正常，会弹出“PLC写入”对话框，如图1-22（b）所示，在该对话框中展开“程序”项，选中“MAIN（主程序）”，然后单击“执行”按钮，弹出询问是否执行写入对话框，单击“是”按钮，又弹出一个对话框，如图1-22（c）所示，询问是否远程让PLC进入STOP状态（PLC在STOP状态时才能被写入程序，若PLC的RUN/STOP开关已处于STOP位置，则不会出现该对话框），单击“是”按钮，GX Developer软件开始通过数据线往PLC内写入程序，图1-22（d）为程序写入进度条，程序写入完成后，会弹出一个对话框，如图1-22（e）所示，询问是否远程让PLC进入RUN状态，单击“是”按钮，弹出程序写入完成对话框，如图1-22（f）所示，单击“确定”按钮，完成PLC程序的写入。

1.4.5 PLC控制双灯先后点亮系统的线路图及工作原理

由仿三菱FX-25MR型PLC构建的控制双灯先后点亮系统的线路图如图1-23所示。

1．电源、输入和输出接线

（1）电源接线

220V交流电压通过L、N两根线接到DC24V电源适配器，转换成24V的直流电压输出，通过两根线接到PLC的24V端（24V+）和GND端（24V-）。24V电压进入PLC内部后，经DC/DC电源电路降压得到5V电压，供到内部电路使用。

（2）输入端接线

输入端连接S1、S2两个开关，S1是自动复位的常开按钮开关，即按下时开关闭合，松开时自动弹起断开，S2开关无自动复位功能，即闭合后不能自动断开，需要手动才断开。S1为开灯开关，S2为关灯开关。S1开关一端接PLC的X0端，另一端接输入端的GND端（公共端）, S2开关一端接PLC的X1端，另一端接输入端的GND端。

（3）输出端接线

输出端连接A灯和B灯，两个灯的额定电压都是220V。在接线时，A灯一端接PLC的Y0端，另一端接220V交流电源的L线，B灯一端接PLC的Y1端，另一端接220V交流电源的L线，Y0、Y1的COM端（公共端）接220V交流电源的N线。

2．控制双灯先后点亮的PLC系统的硬、软件工作原理

图1-23所示的PLC控制系统实现的功能是：当按下S1按钮时，A灯马上点亮，5s后B灯再点亮，将S2开关闭合时，A、B灯同时熄灭。

PLC控制双灯先后点亮系统的硬、软件工作原理如下：

当按下PLC X0端外接按钮开关S1时，有电流流过内部的X0输入电路（电流途径是：+5V→X0输入电路→X0端→按钮开关S1→GND端（输入端的公共端）→0V），有电流流过X0输入电路，会使内部PLC程序中的X000常开触点闭合，Y000线圈和定时器T0同时得电。Y000线圈得电一方面使Y000常开自锁触点闭合，锁定Y000线圈得电，另一方面使Y0输出电路工作，输出电流流过Y0继电器线圈，Y0继电器触点闭合，有电流流过Y0端外接的A灯（电流途径：220V的L线→A灯→Y0端→内部Y0继电器触点→COM0端→220V的N线）, A灯点亮。在Y000线圈得电时，定时器T0同时也得电，T0马上开始5s计时，5s后，定时器T0动作，T0常开触点闭合，Y001线圈得电，Y1输出电路工作，输出电流流过Y1继电器线圈，Y1继电器触点（也称硬件触点或硬触点）闭合，有电流流过Y1端外接的B灯（电流途径：220V的L线→B灯→Y1端→内部Y1继电器触点→COM0端→220V的N线）, B灯点亮。

当将PLC X1端外接开关S2闭合时，有电流流过内部的X1输入电路（电流途径：+5V→X1输入电路→X1端→开关S2→GND端（输入端的公共端）→0V），有电流流过X1输入电路，会使内部PLC程序中的X001常闭触点断开，Y000线圈和定时器T0同时失电，定时器T0失电使T0常开触点断开，Y001线圈也失电。Y000、Y001线圈失电，Y0、Y1继电器线圈失电，Y0、Y1继电器触点（硬触点）断开，Y0、Y1端外接的A、B灯的电流途径被切断而均熄灭。

当S2开关闭开时，按下S1按钮是无法点亮A、B灯的，这是因为当S2闭合时会使PLC程序中的X001常闭触点断开，此时即使S1闭合使X000常开触点闭合，Y000线圈和定时器T0也无法得电，Y001线圈更不会得电。

1.4.6 PLC控制双灯先后点亮系统的实际接线

PLC控制双灯先后点亮系统的实际全部接线如图1-24所示，具体包括电源接线（见图1-19）、输入设备接线和输出设备接线。

1．输入设备接线

PLC控制双灯先后点亮系统的输入设备为S1、S2两个开关，其实际接线如图1-25所示，S1、S2一端连在一起并接到输入端的GND端（输入公共端）, S1的另一端接到X0端，S2的另一端接到X1端。

2．输出设备接线

PLC控制双灯先后点亮系统的输出设备为A、B两个灯泡，其实际接线如图1-26所示，将220V电源线的N线接到PLC输出端的COM0端（Y0、Y1、Y2的公共端）, L线与A、B灯的一端导线连接，A、B灯的另一端导线分别接PLC的Y0、Y1端。

1.4.7 PLC控制双灯先后点亮系统的通电试验

PLC控制双灯先后点亮系统的通电试验分为以下几步。

第一步：给PLC控制系统（PLC与外部设备）通电，查看PLC的电源指示灯（POWER）和运行指示灯（RUN）是开否点亮，如果POWER灯不亮，检查PLC电源接线及供电是否正常，如果RUN灯不亮或闪烁，检查PLC的RUN/STOP开关是否处于“RUN”位置。

第二步：按下PLC X0端外接的按钮开关S1，如图1-27（a）所示，正常会看到X0指示灯亮（S1断开X0指示灯会灭）, Y0指示灯亮，同时Y0端外接的A灯会点亮。约5s后，Y1指示灯亮，Y1端外接的B灯也会变亮，如图1-27（b）所示。

第三步：将PLC X1端外接的开关S2闭合，如图1-27（c）所示，正常会看到X1指示灯亮，Y0、Y1指示灯同时熄灭，同时Y0、Y1端外接的A、B灯也熄灭。

S2闭合后不会自动断开（需要手动断开），当S1开关处于闭合时，按下按钮开关S1, A、B灯不会点亮。