2.3　日本三菱公司Q系列PLC的硬/软件资源

2.3.1　Q系列PLC概述

（1）Q系列PLC简介

Q系列PLC是日本三菱公司从原A系列PLC基础上发展起来的中、大型PLC系列产品，其系列产品的发展历程如图2-32所示。

图2-32　Q系列PLC产品的发展历程

Q系列PLC采用了模块化的结构形式，系列产品的组成与规模灵活可变，最大输入/输出点数可以达到4096点；最大程序存储器容量可达252K步，采用扩展存储器后可以达到32M；基本指令的处理速度可以达到34ns，其性能水平居世界领先地位，可以适合各种中等复杂机械、复杂机械、自动生产线的控制场合。

Q系列PLC的基本组成包括电源模块、CPU模块、基板、I/O模块等。根据控制系统的需要，系列产品有多种电源模块、CPU模块、基板、I/O模块可供用户选择。通过扩展基板与I/O模块可以增加I/O点数，通过扩展存储器卡可增加程序存储器容量，通过各种特殊功能模块可提高PLC的性能，扩大PLC的应用范围。

Q系列PLC可以实现多CPU模块在同一基板上的安装，CPU模块间可以通过自动刷新来进行定期通信或通过特殊指令进行瞬时通信，以提高系统的处理速度。特殊设计的过程控制CPU模块与高分辨率的模拟量输入/输出模块，可以适合各类过程控制的需要。最大可以控制32轴的高速运动控制CPU模块，可以满足各种运动控制的需要。计算机信息处理CPU（合作生产产品）可以对各种信息进行控制与处理，从而实现顺序控制与信息处理的一体化，以构成最佳系统。利用冗余CPU、冗余通信模块与冗余电源模块等，可以构成连续、不停机工作的冗余系统。

Q系列PLC配备有各种类型的网络通信模块，可以组成最快速度达100Mbit/s的工业以太网（Ethernet网）、25Mbit/s的MELSEC NET/H局域网、10Mbit/s的CC-Link现场总线网与CC-Link/LT执行传感器网，强大的网络通信功能为构成测控自动化系统提供了可能。

（2）Q系列PLC性能比较

PLC的性能主要决定于CPU模块的型号。按照不同的性能，Q系列PLC的CPU可以分为基本型、高性能型、过程控制型、运动控制型、计算机型、冗余型等多种系列产品，以适合不同的控制要求。其中，基本型、高性能型、过程控制型为常用控制系列产品；运动控制型、计算机型、冗余型一般用于特殊的控制场合。

图2-33为基本型、高性能型、过程控制型CPU的主要功能比较。

图2-33　常用控制的Q系列PLC基本性能比较

基本型CPU包括Q00J、Q00、Q01共3种基本型号。其中，Q00J型为结构紧凑、功能精简型，最大I/O点数为256点，程序存储器容量为8K步，可以适用于小规模控制系统；Q01型CPU在基本型中功能最强，最大I/O点数可以达到1024点，程序存储器容量为14K步，是一种为中、小规模控制系统而设计的常用PLC产品。

高性能型CPU包括Q02、Q02H、Q06H、Q12H、Q25H等品种，Q25H系列的功能最强，最大I/O点数为4096点，程序存储器容量为252K步，可以适用于中、大规模控制系统的要求。

以上两种类型CPU模块的基本性能比较如图2-34所示（图中的PC MIX值是μs内PLC执行的平均指令数）。

图2-34　两种类型CPU基本性能比较图

Q系列过程控制CPU包括Q12PH、Q25PH两种基本型号，可以用于小型DCS系统的控制。过程控制CPU构成的PLC系统，使用的PLC编程软件与通用PLC系统（GX Develop）不同，在C系列过程控制PLC上应使用PX Develop软件，并且可以使用过程控制专用编程语言（FBD）进行编程。过程控制CPU增强了PID调节功能，可以实现PID自动计量、测试，对回路进行高速PID运算与控制，并且通过自动调谐还可以实现控制对象参数的自动调整。

Q系列运动控制CPU包括Q172、Q173两种基本型号，分别可以用于8轴与32轴的定位控制。运动控制CPU具备多种运动控制应用指令，并可使用运动控制SFC编程、专用语言（SV22）进行编程。系统可以实现点定位、回原点、直线插补、圆弧插补、螺旋线插补，并且可以进行速度、位置的同步控制。位置控制的最小周期可以达到0.88ms，且具有S形加速、高速振动控制等多种功能。

Q系列冗余CPU目前有Q12PRH与Q25PRH两种规格，冗余系统用于对控制系统可靠性要求极高，不允许控制系统出现停机的控制场合。在“冗余”系统中，备用系统始终处于待机状态，只要工作控制系统发生故障，“备用系统”可以立即投入工作，成为工作控制系统，以保证控制系统的连续运行。