三菱 FX3U 系列 PLC 介紹

三菱 FX3U 系列 PLC（可編程邏輯控制器）是三菱電機(jī)推出的高性能小型 PLC，于 2007 年前后發(fā)布，旨在替代經(jīng)典的 FX2N 系列，憑借更高的運(yùn)算速度、更強(qiáng)的擴(kuò)展能力和更豐富的功能，廣泛應(yīng)用于中小型自動(dòng)化設(shè)備（如機(jī)床、包裝機(jī)械、紡織設(shè)備、電子組裝線等），是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的主品之一。

一、核心定位與優(yōu)勢(shì)

FX3U 系列的核心定位是 “小型 PLC 中的高性能代表”，在保持小型化機(jī)身的同時(shí)，突破了小型 PLC 的性能瓶頸，主要優(yōu)勢(shì)如下：

超高運(yùn)算速度：基本指令運(yùn)算速度僅為0.065μs / 步（FX2N 為 0.8μs / 步），復(fù)雜指令（如浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算）速度更顯著，高速響應(yīng)的控制需求（如精密定位、快速計(jì)數(shù)）。
大容量程序與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：
- 程序存儲(chǔ)器：內(nèi)置64KB（可通過(guò)存儲(chǔ)卡擴(kuò)展至 16MB），支持存儲(chǔ)更多復(fù)雜程序。
- 數(shù)據(jù)寄存器：內(nèi)置8000 點(diǎn)（FX2N 為 2000 點(diǎn)），可擴(kuò)展至 16384 點(diǎn)，大量數(shù)據(jù)處理需求（如配方存儲(chǔ)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)）。
靈活的擴(kuò)展能力：支持多種擴(kuò)展模塊（輸入輸出、模擬量、特殊功能等），大可擴(kuò)展至256 點(diǎn) I/O，且擴(kuò)展簡(jiǎn)單（通過(guò)專用接口直接連接，無(wú)需額外編程）。
豐富的內(nèi)置功能：無(wú)需擴(kuò)展模塊即可實(shí)現(xiàn)高速計(jì)數(shù)、脈沖輸出、PID 調(diào)節(jié)、RS485 通信等功能，設(shè)備成本。
兼容性強(qiáng)：兼容 FX2N 系列的大部分?jǐn)U展模塊和編程（GX Developer/GX Works2），方便老設(shè)備升級(jí)替換。

二、型號(hào)命名規(guī)則

FX3U 系列的型號(hào)命名包含 “系列標(biāo)識(shí)、基本單元 / 擴(kuò)展單元、I/O 點(diǎn)數(shù)、電源類型、輸出類型” 等關(guān)鍵信息，以 “FX3U-48MR/ES-A” 為例，各部分含義如下：

型號(hào)分段	含義說(shuō)明
FX3U	系列標(biāo)識(shí)（FX3U 核心系列，另有 FX3UC（緊湊版）、FX3UJ（經(jīng)濟(jì)型）等衍生系列）
48	I/O 總點(diǎn)數(shù)（基本單元常見(jiàn)點(diǎn)數(shù)：16、24、32、48、64、80、128 點(diǎn)）
M	輸出類型：M = 繼電器輸出（交流 / 直流負(fù)載通用，帶機(jī)械觸點(diǎn)，壽命有限）；S = 晶體管輸出（直流負(fù)載專用，無(wú)觸點(diǎn)，高速響應(yīng)）；T = 晶閘管輸出（交流負(fù)載專用，無(wú)觸點(diǎn)）
R	單元類型：R = 基本單元（自帶電源和 I/O 接口，可使用）；E = 擴(kuò)展單元（無(wú)電源，需依賴基本單元供電，用于擴(kuò)展 I/O）；EX = 擴(kuò)展模塊（無(wú)電源，僅擴(kuò)展 I/O 或特殊功能）
ES-A	電源類型與版本：ES=AC 電源（100-240V AC）；DS=DC 電源（24V DC）；A = 版本標(biāo)識(shí)（部分型號(hào)無(wú)）

常見(jiàn)基礎(chǔ)型號(hào)舉例：

FX3U-16MR/ES-A：16 點(diǎn) I/O（8 入 8 出），繼電器輸出，AC 電源
FX3U-32MT/ES-A：32 點(diǎn) I/O（16 入 16 出），晶體管輸出，AC 電源
FX3U-64MR/DS：64 點(diǎn) I/O（32 入 32 出），繼電器輸出，DC 電源

三、硬件結(jié)構(gòu)與核心參數(shù)

FX3U 系列采用 “模塊化設(shè)計(jì)”，分為 “基本單元” 和 “擴(kuò)展模塊 / 單元”，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，安裝支持 “DIN 導(dǎo)軌安裝” 或 “螺釘固定”。

1. 基本單元核心參數(shù)

基本單元是 PLC 的主體，內(nèi)置 CPU、電源、I/O 接口和基礎(chǔ)功能，關(guān)鍵參數(shù)如下：

參數(shù)類別	規(guī)格說(shuō)明
電源規(guī)格	- AC 電源型：輸入 100-240V AC（50/60Hz），輸出 24V DC（2A）（可為外部傳感器供電） - DC 電源型：輸入 24V DC（±10%），輸出 24V DC（0.5A）
輸入規(guī)格	- 輸入類型：DC 輸入（漏型 / 源型可切換，默認(rèn)漏型） - 輸入電壓：24V DC（±10%） - 輸入電流：7mA / 點(diǎn)（ON 時(shí)），0.1mA 以下（OFF 時(shí)） - 響應(yīng)時(shí)間：10ms（可通過(guò)設(shè)置為 0.5/1/2/4/8/16ms，適應(yīng)不同）
輸出規(guī)格	- 繼電器輸出：AC250V/DC30V，大 2A / 點(diǎn)，8A / 公共端（適用于電機(jī)、電磁閥等大功率負(fù)載） - 晶體管輸出：DC5-30V，大 0.5A / 點(diǎn)，8A / 公共端（適用于高速脈沖輸出、指示燈等小功率負(fù)載）
內(nèi)置功能接口	- 編程口：RS422（用于連接編程電纜，如 U-SC09） - 擴(kuò)展接口：2 個(gè)（用于連接擴(kuò)展模塊 / 單元） - 特殊功能：高速計(jì)數(shù)端口、脈沖輸出端口（部分型號(hào)內(nèi)置）

2. 擴(kuò)展模塊 / 單元類型

FX3U 支持多種擴(kuò)展模塊，以不同的功能擴(kuò)展需求，常見(jiàn)類型如下：

擴(kuò)展類型	具體模塊舉例	功能說(shuō)明
I/O 擴(kuò)展模塊	FX2N-16EX（16 點(diǎn)輸入）、FX2N-16EYR（16 點(diǎn)繼電器輸出）	擴(kuò)展數(shù)字量 I/O 點(diǎn)數(shù)，兼容 FX2N 系列模塊
模擬量模塊	FX3U-4AD（4 路模擬量輸入）、FX3U-2DA（2 路模擬量輸出）	實(shí)現(xiàn)模擬量（如溫度、壓力、電流）的采集與輸出，支持 0-10V DC/4-20mA
特殊功能模塊	FX3U-1PG（1 軸脈沖定位模塊）、FX3U-2HSYNC（2 路高速同步模塊）	實(shí)現(xiàn)高精度定位（如伺服電機(jī)控制）、高速計(jì)數(shù)（大 100kHz）、溫度控制等
通信模塊	FX3U-485-BD（RS485 通信板）、FX3U-Ethernet-BD（以太網(wǎng)通信板）	擴(kuò)展通信功能，支持 Modbus、CC-Link、以太網(wǎng)（TCP/IP）等協(xié)議
存儲(chǔ)卡模塊	FX3U-64MROM（64MB 程序存儲(chǔ)卡）	擴(kuò)展程序 / 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量，支持程序備份與批量

四、核心功能與應(yīng)用

FX3U 系列的功能覆蓋 “數(shù)字量控制、模擬量控制、運(yùn)動(dòng)控制、通信控制” 四大核心領(lǐng)域，無(wú)需復(fù)雜配置即可多數(shù)中小型自動(dòng)化需求。

1. 數(shù)字量控制（基礎(chǔ)功能）

核心能力：通過(guò)內(nèi)置 I/O 接口實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)（如按鈕、傳感器、電磁閥、指示燈）的邏輯控制，支持常開(kāi) / 常閉觸點(diǎn)、線圈輸出、定時(shí)器（TON/TOF/TPC）、計(jì)數(shù)器（CTU/CTD/CTUD）等基礎(chǔ)指令。
應(yīng)用：設(shè)備啟停控制、工序邏輯切換（如包裝機(jī)的送料 - 封口 - 裁切流程）、故障（如過(guò)載、缺料檢測(cè)）。

2. 高速計(jì)數(shù)與脈沖輸出（運(yùn)動(dòng)控制基礎(chǔ)）

高速計(jì)數(shù)：內(nèi)置 6 路高速計(jì)數(shù)器，大100kHz（晶體管輸出型），支持增量式編碼器采集，可實(shí)現(xiàn)位置檢測(cè)（如輸送帶定位）、轉(zhuǎn)速計(jì)算（如電機(jī)轉(zhuǎn)速監(jiān)控）。
脈沖輸出：內(nèi)置 2 路脈沖輸出，大100kHz（晶體管輸出型），支持脈沖串（PLS）、方向脈沖（DIR），可直接驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī) / 伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單定位控制（如氣缸伸縮定位、機(jī)床工作臺(tái)）。

3. 模擬量控制（控制）

通過(guò)擴(kuò)展模擬量模塊（如 FX3U-4AD、FX3U-2DA），可采集溫度（需配溫度傳感器）、壓力、流量等模擬量，或輸出模擬量控制變頻器、調(diào)節(jié)閥等設(shè)備。
內(nèi)置PID 調(diào)節(jié)功能（比例 - 積分 - 微分），無(wú)需額外編程，可實(shí)現(xiàn)恒溫控制（如烤箱溫度）、恒壓控制（如水泵壓力）等控制。

4. 通信功能（組網(wǎng)與數(shù)據(jù)交互）

FX3U 支持多種通信協(xié)議，可與機(jī)（如電腦、屏）、其他 PLC、變頻器、傳感器等設(shè)備組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互：

基礎(chǔ)通信：通過(guò)內(nèi)置 RS422 編程口，可連接三菱 GT 系列屏（如 GT1150），實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互（參數(shù)設(shè)置、狀態(tài)監(jiān)控）。
擴(kuò)展通信：通過(guò) FX3U-485-BD 模塊支持 Modbus RTU 協(xié)議，可連接變頻器（如三菱 FR-A800）實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制；通過(guò) FX3U-Ethernet-BD 模塊支持 TCP/IP 協(xié)議，可接入工業(yè)以太網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與數(shù)據(jù)上傳（如對(duì)接 MES ）。

5. 特殊功能（增值能力）

配方功能：支持存儲(chǔ)多組參數(shù)（如不同產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝參數(shù)），可通過(guò)屏或程序切換，適應(yīng)多品種生產(chǎn)需求（如食品包裝機(jī)的不同包裝規(guī)格切換）。
保護(hù)：支持 4 級(jí)權(quán)限（編程、監(jiān)控、修改參數(shù)、只讀），防止程序被修改，保障設(shè)備安全。
故障自診斷：內(nèi)置故障檢測(cè)功能，可實(shí)時(shí)檢測(cè)電源、I/O 接口、擴(kuò)展模塊等故障，并通過(guò)指示燈或機(jī)提示故障類型，方便。

五、編程與

FX3U 系列支持三菱編程，兼容性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)潔，主流如下：

名稱	適用	核心特點(diǎn)
GX Developer	經(jīng)典編程，適用于 FX 系列、Q 系列 PLC	- 支持梯形圖（LD）、指令表（IL）、順序功能圖（SFC）編程 - 界面簡(jiǎn)潔，操作門(mén)檻低，適合新手 - 支持程序上傳 / 下載、在線監(jiān)控、故障診斷
GX Works2	新一代編程，兼容 FX3U、FX5U、Q 系列等	-