FX2N1PGE Mitsubishi PLC FX2N-1PG-E Positioneringsmodule

Mitsubishi FX2N-1PG-E | Pulsgenerator Module — 1-assige positionering, 100kHz Max, 7 bedrijfsmodi, absolute en relatieve positionering, compatibel met FX2N / FX3U / FX2NC / FX3UC

Overzicht

De Mitsubishi FX2N-1PG-E is de pulsgenerator module die FX-serie PLC's de mogelijkheid geeft om servo- en stappenmotoraandrijvingen te besturen via een speciale pulsoutput hardware-interface — onafhankelijk van de eigen ingebouwde pulsoutputmogelijkheid van de PLC.

Waar de ingebouwde Y0 en Y1 transistoruitgangen van de FX2N pulstreinen kunnen genereren voor één of twee assen, voegt de FX2N-1PG-E een speciale positioneringsprocessor toe voor een extra as, met zijn eigen positieteller, snelheidshellinggenerator en bedrijfsmodi logica die onafhankelijk van de scan cyclus van de PLC draait.

Meerdere FX2N-1PG-E modules breiden dit uit tot wel acht volledig onafhankelijke bestuurbare assen vanuit een enkele FX2N of FX3U PLC.

De ontwerpfilosofie achter de FX2N-1PG-E weerspiegelt hoe Mitsubishi compacte PLC motion control benaderde in het FX2N-tijdperk: in plaats van motion programmering in de instructieset van de PLC te plaatsen (de aanpak van speciale motion controllers), handelt de FX2N-1PG-E zijn eigen positiecontrole logica intern af en communiceert met de PLC via buffergeheugen (BFM) toegankelijk via FROM/TO instructies in het ladderprogramma van de PLC.

De PLC schrijft doelpositie, doelsnelheid en modusselectie naar het BFM van de module; de module voert de positioneringsbeweging autonoom uit terwijl de PLC zijn scan cyclus voortzet; en de PLC leest de werkelijke positie, statuswoorden en voltooiingsvlaggen terug uit het BFM wanneer het moet reageren op de voltooiing van de beweging.

Deze BFM-gebaseerde architectuur betekent dat de positioneringsbeweging op hardware snelheid draait — de module genereert pulstreinen tot 100kHz zonder enige afhankelijkheid van de scantijd van de PLC.

Een PLC die elke 10 ms scant, beheert zijn eigen logica op scantijd terwijl de FX2N-1PG-E tegelijkertijd een motoras aanstuurt met 100.000 pulsen per seconde zonder enige tijdsvermindering door de uitvoering van het PLC-programma.

Belangrijkste specificaties

Zeven bedrijfsmodi — Wat elke modus doet

De zeven bedrijfsmodi van de FX2N-1PG-E dekken het volledige bereik van enkelassige positioneringstaken die voorkomen bij praktisch machineontwerp:

1. Machine Nulpositie Terugkeer: De module stuurt de as naar een mechanische nulpositie gedefinieerd door een nabijheidssensor (DOG) en een nul-markering (ZRN) signaalingang.

De homing sequentie — snelle nadering, vertraging bij de DOG ingang, kruipsnelheid naar de nul-markering — stelt de positie referentie vast waarvanuit alle volgende absolute positioneringsbewegingen worden gemeten.

2. Enkele Snelheid Positionering: De module beweegt naar een doelpositie met een vaste snelheid, waarbij automatisch wordt vertraagd naarmate het doel nadert. Dit is de eenvoudigste en meest voorkomende positioneringsmodus voor punt-naar-punt tafelbewegingen.

3. Variabele Snelheid Positionering: De as snelheid kan tijdens de beweging worden gewijzigd — de PLC schrijft een nieuwe snelheids waarde naar het BFM terwijl de beweging bezig is en de module versnelt of vertraagt naar de nieuwe snelheid zonder te stoppen.

4. Twee Snelheden Positionering: De module voert de beweging aanvankelijk met hoge snelheid uit, schakelt dan automatisch over naar een lagere snelheid op een programmeerbare tussenpositie voordat het einddoel wordt bereikt. Deze modus wordt gebruikt voor toepassingen die een snelle nadering en langzame uiteindelijke stabilisatie vereisen — bijvoorbeeld gereedschap naderen tot een werkstuk.

5. Interrupt Enkele Snelheid Operatie: De as beweegt met constante snelheid totdat een interrupt ingang (hardware signaal) wordt ontvangen, waarop de module de huidige positie registreert, vertraagt tot stilstand, en optioneel doorgaat naar een nieuw doel. Deze modus ondersteunt registratiemarkering-getriggerde afsnijding, vliegende afsnijding, en gesynchroniseerde labeltoepassing waarbij het activeringspunt wordt gedefinieerd door een fysieke sensor in plaats van een geprogrammeerde positie.

6. Constante Snelheid Operatie (JOG): De as beweegt continu met een bevolen snelheid zonder een gedefinieerd positiedoel. Gebruikt voor handmatig joggen tijdens machine-instelling, constante snelheidsoperatie van riemaandrijvingen, en testbewegingen.

7. Externe Commando Operatie: De module ontvangt zijn bedrijfscommando's (start, stop, vertraging) van externe hardware-ingangen in plaats van BFM register schrijft — nuttig voor veiligheidskritische stopvereisten en voor machines waar hardware-niveau controle override vereist is.

Multi-Assige Configuratie — Schalen van 1 tot 8 Onafhankelijke Assen

Een enkele FX2N-1PG-E bestuurt één as. Een machine die meerdere onafhankelijk bestuurde positioneringsassen vereist, voegt één module per as toe, tot de limiet van het PLC-type. Voor FX2N en FX3U bieden acht modules acht gelijktijdige onafhankelijke assen — elk met zijn eigen pulsoutput, positieteller, homing capaciteit, en zeven-modi operatie — vanuit een enkele PLC.

Elke module bezet 8 I/O-punten in de I/O-telling van de PLC, en de FROM/TO instructie adressering gebruikt het modulenummer (K0 voor de eerste module, K1 voor de tweede, enz.) om lees- en schrijfbewerkingen naar het juiste BFM van de module te sturen. Alle acht assen kunnen gelijktijdig onafhankelijke positioneringsbewegingen uitvoeren, omdat de positioneringsprocessor van elke module autonoom draait — de PLC initieert bewegingen door naar het BFM van elke module te schrijven en bewaakt de voltooiing door statuswoorden te lezen, maar de pulsgeneratie gebeurt in de eigen hardware van elke module, volledig ontkoppeld van de PLC scan cyclus.

Voor FX2NC PLC's (die een compact formaat connector gebruiken), is de FX2NC-CNV-IF interface adapter vereist tussen de PLC en elke FX2N-1PG-E, met een maximum van 4 modules. Voor FX3UC PLC's is dezelfde adapter vereist en kunnen tot 7 of 8 modules worden aangesloten, afhankelijk van de specifieke FX3UC configuratie.

Puls Output Formaat en Aandrijving Compatibiliteit

De FX2N-1PG-E output pulstreinen via twee terminals: FP (Forward Pulse) en RP (Reverse Pulse), of equivalent als PULSE en SIGN in sommige verbindingsconfiguraties. De open-collector uitgangen werken met aandrijfversterkers die het volgende accepteren:

Twee-puls ingang (FP/RP): Pulsen op de FP terminal sturen rotatie vooruit; pulsen op de RP terminal sturen rotatie achteruit. Veel stappenmotoraandrijvingen en oudere servo-versterkers gebruiken deze interface.

Puls + Richting ingang (PULSE/SIGN): De PULSE terminal genereert de pulstrein ongeacht de richting; de SIGN terminal draagt een richtingssignaal (hoog = vooruit, laag = achteruit). Meer recente servo-versterkers, waaronder Mitsubishi's eigen MR-J en MR-JE series, gebruiken dit formaat vaak.

De output werkt op 5V tot 24V DC voeding, waarbij de werkelijke uitgangsspanning wordt ingesteld door de vereisten van het ingangscircuit van de aangesloten aandrijving — de open-collector output wordt via een geschikte weerstand of de eigen pull-up circuit van de aandrijving naar de ingangs voeding van de aandrijving getrokken.

Veelgestelde vragen

V1: De FX2N-1PG-E gebruikt FROM/TO instructies. Betekent dit dat de positioneringsbeweging wordt beperkt door de PLC scan cyclus?

Nee. De FROM/TO instructies transporteren alleen commando data (doelpositie, doelsnelheid, modus) van de dataregisters van de PLC naar het buffergeheugen van de module, en lezen statusinformatie terug.

De werkelijke pulsgeneratie — de 100kHz pulstrein — wordt geproduceerd door de eigen speciale hardware processor van de module, onafhankelijk van de PLC scan cyclus. Zodra de PLC het commando heeft geschreven en de startvlag heeft ingesteld via een TO instructie, voert de module de gehele positioneringsbeweging autonoom uit.

De PLC kan andere ladder logica uitvoeren op zijn normale scantijd; de pulsoutput van de module wordt niet beïnvloed.

V2: Hoe beheert de FX2N-1PG-E positietracking — leest het encoder feedback terug?

De FX2N-1PG-E heeft geen encoder ingang. Het handhaaft positietracking door de pulsen die het output telt — elke output puls verhoogt of verlaagt de interne positieteller van de module, die door de PLC kan worden gelezen via FROM instructies.

Dit is een open-lus positietracking methode: de positieteller weerspiegelt wat de module heeft bevolen, niet wat de motor daadwerkelijk heeft bereikt.

Voor servo-aandrijvingen met hun eigen gesloten-lus controle via encoder, beheert de servo-versterker de positie nauwkeurigheid binnen de aandrijving; de positieteller van de FX2N-1PG-E biedt de commando referentie.

Voor stappenmotor toepassingen zonder encoder feedback, is de positie nauwkeurigheid afhankelijk van het feit dat de stappenmotor geen stappen verliest onder belasting.

V3: Welke signalen worden aangesloten op de DOG en ZRN terminals, en zijn ze vereist voor alle bedrijfsmodi?

De DOG (nabijheidspunt) en ZRN (nul-terugkeer) terminals worden specifiek gebruikt voor de bedrijfsmodus Machine Nulpositie Terugkeer. DOG is typisch een naderingsschakelaar of eindschakelaar die het signaal geeft aan de module om te vertragen van snelle homing naar kruipsnelheid naarmate de as de mechanische nulpositie nadert.

ZRN is het uiteindelijke nul-markering signaal (vaak de Z-puls van de servo-versterker encoder of een aparte precisie schakelaar) dat de exacte nulpositie aangeeft.

Beide ingangen zijn vereist voor betrouwbare homing. Voor bedrijfsmodi die geen homing omvatten (enkele snelheid positionering, JOG, etc.), worden deze terminals niet gebruikt en kan de modus werken zonder deze ingangen aangesloten.

V4: Kan de FX2N-1PG-E worden gebruikt met FX1S of FX1N PLC's?

De FX2N-1PG-E is compatibel met FX2N, FX3U, FX2NC (via FX2NC-CNV-IF), en FX3UC (via FX2NC-CNV-IF of FX3UC-1PS-5V).

Het is niet compatibel met FX1S of FX1N PLC's, die een andere expansiebus architectuur hebben en speciale functie module communicatie via FROM/TO instructies niet op dezelfde manier ondersteunen als de FX2N/FX3U series.

Voor FX1N toepassingen die enkelassige puls positionering vereisen, is de FX1N-1PG-E de geschikte module.

V5: Hoe wordt de acceleratie en deceleratie helling geconfigureerd op de FX2N-1PG-E?

Acceleratie en deceleratie hellingen worden geconfigureerd door de juiste waarden naar de BFM registers van de module te schrijven voor of tijdens de operatie.

De helling kan worden ingesteld als een tijdswaarde (de tijd van start tot maximale snelheid, en van maximale snelheid tot stilstand) of als een aantal pulsen waarover de helling plaatsvindt. 

Zowel automatische helling controle (de module berekent de helling op basis van de startsnelheid, maximale snelheid en geconfigureerde hellingstijd) als handmatige helling snelheidsverandering (de PLC schrijft nieuwe snelheids waarden tijdens de beweging en de module volgt de bevolen snelheid) worden ondersteund.

De startsnelheid (snelheid waarmee de eerste puls wordt uitgegeven) is ook configureerbaar, waardoor de helling kan beginnen vanaf elke snelheid die de aandrijving en motor combinatie kan verwerken zonder te stallen.