2.2 三菱PLC的功能模块

三菱PLC功能模块是指具有某种特定功能的扩展性单元，用于与PLC基本单元配合使用，用以扩展基本单元的功能、特性和适用范围。如使用I/O模块扩展输入、输出接口数量，使用定位模块补充基本单元的定位功能等。

在三菱FX系列PLC中，常用的功能模块主要包括扩展单元、扩展模块、模拟量I/O模块、通信扩展板、定位控制模块、高速计数模块及其他扩展模块。

2.2.1 扩展单元

扩展单元是一个独立的扩展设备，通常接在PLC基本单元的扩展接口或扩展插槽上，用于增加三菱PLC基本单元的I/O点数及供电电流的装置。三菱PLC的扩展单元内部设有电源，但无CPU，因此需要与基本单元同时使用。当扩展组合供电电流总容量不足时，就需在PLC硬件系统中增设扩展单元进行供电电流容量的扩展。

图2-4为三菱FX_2N系列PLC中的扩展单元实物图。

三菱FX系列PLC扩展单元的型号标识与基本单元类似，不同的是由字母E作为扩展单元的字母代号。

图2-5为三菱FX_2N系列PLC扩展单元型号命名规则。

三菱FX_2N系列PLC的扩展单元主要有6种类型。根据输出类型的不同，6种类型的FX_2N系列PLC扩展单元可分为继电器输出和晶体管输出两大类，如表2-5所示。

2.2.2 扩展模块

三菱FX_2N系列PLC的扩展模块是用于增加PLC的I/O点数及改变I/O比例的装置。图2-6为三菱FX_2N系列PLC中的扩展模块实物图。

三菱FX_2N系列PLC的扩展模块型号标识规则与扩展单元基本相同，不同的是输入/输出形式部分由不同的字母表示不同含义，如图2-7所示。

2.2.3 模拟量I/O模块

模拟量I/O模块包含模拟量输入模块和模拟量输出模块两大部分。其中模拟量输入模块也称为A/D模块，它是将连续变化的模拟输入信号转换成PLC内部所需的数字信号；模拟量输出模块也称为D/A模块，它是将PLC运算处理后的数字信号转换为外部所需的模拟信号。

图2-9为三菱PLC模拟量I/O模块实物图。

模拟量I/O模块的作用：将连续变化的模拟信号（如压力、温度、流量等模拟信号）送入模拟量输入模块中，经循环多路开关后进行A/D转换，再经过缓冲区BFM后为PLC提供一定位数的数字信号。PLC将接收到的数字信号根据预先编写好的程序进行运算处理，并将运算处理后的数字信号输入到模拟量输出模块中，经缓冲区BFM后再进行D/A转换，为生产设备提供一定的模拟控制信号。

图2-10为模拟量I/O模块的工作流程。

FX_2N-4AD模拟量输入模块用于将通道输入的模拟电信号（如电流或电压）转换成一定位数的数字信号。该模块共有4个输入通道，与基本单元之间通过缓冲区BFM进行数据交换，且消耗基本单元或有源扩展单元5V电源槽30mA的电流。

表2-6、表2-7为三菱PLC FX_2N-4AD模拟量输入模块的基本参数和电源指标及其他性能参数。

FX_2N-5A是三菱FX_2N系列模拟量I/O模块，该模块具有4通道模拟量输入和1通道模拟量输出；模块具有-100～100mV的微电压输入范围，因此不需要信号转换器等。

表2-8为三菱PLC FX_2N-5A模拟量I/O模块基本参数。

2.2.4 通信扩展板

通信扩展板主要用于完成PLC与PLC、计算机、其他设备之间的通信。在三菱FX_2N系列PLC中主要有RS-232通信扩展板FX_2N-232-BD、RS-485通信扩展板FX_2N-485-BD、RS-422通信扩展板FX_2N-422-BD等。

图2-12为三菱FX_2N系列PLC中的通信扩展板实物图。

（1）RS-232通信扩展板FX_2N-232-BD

RS-232通信扩展板FX_2N-232-BD是根据RS-232C传输标准连接PLC与其他设备（如计算机、打印机等）的扩展板，一般用于程序的传输，在FX_2N系列PLC基本单元内仅可装入一块。表2-9为RS-232通信扩展板FX_2N-232-BD的通信规格参数。

（2）RS-485通信扩展板FX_2N-485-BD

RS-485通信扩展板FX_2N-485-BD是用于与计算机、其他PLC之间进行数据传送的扩展板，在FX_2N系列PLC基本单元内仅可装入一块（若与FX_2N通信扩展板FX_2N-CNV-BD同时使用，可进行两台FX_2N系列PLC基本单元的并行连接）。表2-10为RS-485通信扩展板FX_2N-485-BD的通信规格参数。

（3）RS-422通信扩展板FX_2N-422-BD

RS-422通信扩展板FX_2N-422-BD用于连接编程工具（一次只能连接一个）、外围设备、人机界面以及数据存储单元（可连接两个），在FX_2N系列PLC基本单元内仅可装入一块，且不能与RS-232通信扩展板FX_2N-232-BD、RS-485通信扩展板FX_2N-485-BD同时使用。表2-11为RS-422通信扩展板FX_2N-422-BD的通信规格参数。

2.2.5 定位控制模块

定位控制模块是对电动机迅速停机和准确定位的功能模块。电动机在切断电源后由于惯性作用，还要继续旋转一段时间后才能完全停止。但在实际生产过程中有时要求电动机能迅速停机和准确定位，此时定位控制显得尤为重要。

当所控制的机械设备要求定位控制时，需在PLC系统中加入定位控制模块，如通过脉冲输出模块FX_2N-1PG和定位控制模块FX_2N-10GM等实现机械设备的一点或多点的定位控制。图2-14为定位控制模块实物图，其规格参数如表2-12所示。

2.2.6 高速计数模块

高速计数模块主要用于对PLC控制系统中的脉冲数进行计数。在PLC基本单元内一般设置有高速计数器；但当工业应用中超过内部计数器的工作频率时，需在PLC硬件系统中配置高速计数器模块。

图2-15为三菱FX_2N系列中常用的高速计数模块FX_2N-1HC实物图，其规格参数如表2-13所示。该计数模块通过PLC的指令或外部输入可进行计数的复位或启动。

2.2.7 其他扩展模块

在常见的三菱PLC产品中，除了上述功能模块外，还有其他功能的扩展模块，如热电偶温度传感器输入模块、凸轮控制模块等，如图2-16所示。