Contrôleur logique PLC personnalisé de Mitsubishi FX2N-64MR-ES UL

Mitsubishi FX2N-64MR-ES/UL | Unité de base PLC MELSEC FX2N — 32 entrées numériques (24VCC) + 32 sorties relais NO, 100–240VCA, 8K pas de RAM, 0,08µs/pas, homologué UL, 220×90×87mm

Présentation

Le Mitsubishi FX2N-64MR-ES/UL est l'unité de base à 64 points avec sorties relais de la série MELSEC FX2N — la plateforme PLC compacte de deuxième génération de Mitsubishi Electric qui a défini ce que devrait être un contrôleur de machine performant et abordable lors de son introduction au début des années 2000.

Dans un seul boîtier de 220×90×87mm, il intègre un système d'E/S à 32 entrées et 32 sorties relais, un CPU PLC complet et une alimentation CA — prêt à être câblé directement aux capteurs et actionneurs sans matériel supplémentaire pour une gamme remarquable d'applications de contrôle de machines.

Le FX2N a représenté une avancée significative par rapport à ses prédécesseurs (FX0N, FX2) en termes de vitesse de traitement et de capacité mémoire, et il reste l'une des plateformes PLC les plus déployées au monde en termes de parc installé.

Les usines d'Asie, d'Europe et d'Amérique du Nord exploitent encore des milliers de machines équipées de FX2N, et la maintenance de ces machines maintient le FX2N-64MR-ES/UL en demande constante sur le marché des pièces de rechange malgré son arrêt.

Le "MR" dans la désignation de la pièce identifie cette variante comme étant à sortie relais — le type de sortie le plus polyvalent de la famille FX2N. Les contacts relais commutent des charges CA et CC à des tensions allant jusqu'à 250VCA ou 30VCC, sans la contrainte des sorties transistor qui ne gèrent que le CC ou nécessitent des considérations d'alimentation séparées pour les charges mixtes CA/CC.

Un panneau de contrôle de machine avec des pilotes de vanne solénoïde (24VCC), des contacteurs de moteur (bobines 230VCA) et des lampes indicatrices (24VCC ou 230VCA) peut câbler toutes les sorties directement aux contacts relais du FX2N-64MR sans relais intermédiaires ni conversion de tension.

Spécifications clés

32 sorties relais — Polyvalence et compatibilité de charge

Les sorties relais du FX2N-64MR-ES/UL sont des contacts mécaniques — conducteurs physiquement séparés qui se ferment lorsque la bobine de sortie du PLC est excitée.

Ceci est fondamentalement différent des sorties transistor, qui sont des interrupteurs à semi-conducteurs limités aux charges CC dans des plages de tension et de courant spécifiques.

Chaque contact relais du FX2N-64MR est évalué à 2A sous 250VCA (résistif). En contrôle de machine pratique, cela couvre :

Pilotes de vanne solénoïde (24VCC, 100–300mA) : Les pilotes de vannes pneumatiques et hydrauliques dans cette plage de courant se connectent directement aux sorties relais — aucun relais d'interposition nécessaire.

Bobines de démarreurs de moteur et de contacteurs (230VCA, 50–200mA) : Les bobines de démarreurs de moteur pour moteurs monophasés ou triphasés de taille moyenne se connectent directement via le relais, à condition que le courant de la bobine soit inférieur à la capacité de contact de 2A.

Lampes indicatrices (24VCC ou 230VCA, 10–100mA LED ou incandescentes) : Les deux niveaux de tension et les charges incandescentes (résistives) et LED (légèrement capacitives) se câblent directement aux sorties relais.

Bobines de relais pour commutation de courant plus élevé : Lorsqu'une charge dépasse 2A — un grand contacteur, un réchauffeur résistif important — la sortie relais du FX2N pilote une bobine de relais d'interposition (typiquement 0,1–0,2A sous 24VCC), et les contacts de capacité supérieure du relais d'interposition se connectent à la charge lourde.

Les contacts relais sont regroupés en communes de sortie : groupes de sorties partageant une borne de retour commune.

Ce regroupement permet différentes tensions sur différents groupes de sorties — certaines sorties pilotant des charges 230VCA tandis que d'autres pilotent des charges 24VCC, en utilisant des communes séparées.

8 000 pas de RAM — Capacité de programme et extension mémoire

La mémoire programme RAM de 8 000 pas est la capacité standard du FX2N-64MR-ES/UL.

Un "pas" dans la programmation MELSEC FX2N correspond approximativement à une instruction ladder (un contact, une bobine ou une instruction appliquée). Un programme de contrôle de machine typique pour un système de convoyeur avec 20 séquences, 15 temporisateurs et 10 compteurs occupe environ 500–2 000 pas — bien dans la capacité de 8 000 pas.

Pour les programmes qui approchent ou dépassent 8 000 pas — programmes de positionnement multi-axes sophistiqués, programmes avec traitement de données étendu, ou programmes intégrant plusieurs fonctions machine — une cassette mémoire optionnelle (FX2N-EEPROM-8L ou FX2N-ROM-E1) étend le stockage du programme à 16 000 pas et fournit un stockage non volatil (la RAM conserve le programme lorsque l'alimentation est appliquée, sauvegardée par une batterie ; la cassette EEPROM conserve sans sauvegarde par batterie).

La mémoire programme RAM permet de modifier le programme sur le terrain à l'aide du logiciel de programmation GX Developer ou GX Works2 de Mitsubishi — le programme est téléchargé depuis le PLC, édité et redescendu.

Les programmes sauvegardés sur EEPROM nécessitent l'écriture du programme modifié sur la cassette, qui est ensuite installée dans le PLC.

Compteurs rapides — Intégration d'encodeur

Le FX2N-64MR-ES/UL comprend six entrées de compteur rapide intégrées (HSC), fonctionnant à des vitesses de comptage significativement supérieures au cycle de scan normal du PLC — permettant le retour de position basé sur encodeur et le comptage d'événements rapides sans la limitation du cycle de scan qui rend les compteurs logiciels standard inadaptés aux signaux rapides.

Les entrées de compteur rapide utilisent des points d'entrée spécifiques (X0 à X7 dans diverses configurations HSC) et prennent en charge le comptage monophasé, le comptage en quadrature biphasé (encodeur A/B) et le comptage par différence de phase.

Le comptage en quadrature avec signaux de phase A/B d'un encodeur incrémental fournit à la fois le comptage de position et la détection de direction, rendant le FX2N-64MR adapté aux applications de positionnement de base — contrôle de tension de bande, mesure de longueur de convoyeur, et surveillance de position d'actionneur — sans nécessiter de module de positionnement séparé pour les tâches simples.

Pour les applications de positionnement multi-axes exigeantes, la plateforme FX2N prend en charge des modules de positionnement supplémentaires (FX2N-10PG, FX2N-20GM) connectés en tant que modules de fonction spéciale sur le bus d'extension droit de l'unité de base.

FAQ

Q1 : Les sorties relais peuvent-elles être utilisées simultanément pour des charges CA et CC sur la même unité de base FX2N-64MR ?

Oui, c'est l'un des principaux avantages des sorties relais par rapport aux sorties transistor. Chaque groupe de sorties sur le FX2N-64MR possède sa propre borne commune. En câblant différents groupes à différentes communes d'alimentation (24VCC pour un groupe, 230VCA pour un autre), les sorties de chaque groupe commutent à la tension correspondante.

Le programme PLC ne voit aucune différence — il active les bobines de sortie par adresse (Y0, Y1, etc.) indépendamment de la tension qui commute au contact. 

L'isolation physique du contact relais de la logique interne du PLC permet cette architecture à tension mixte en toute sécurité.

Q2 : Quelle est la durée de vie électrique des contacts des sorties relais, et comment une fréquence de cyclage élevée l'affecte-t-elle ?

Mitsubishi spécifie les contacts relais à 100 000 opérations pour une charge résistive nominale (2A / 250VCA). Les charges inductives (bobines de solénoïdes, bobines de contacteurs) réduisent la durée de vie des contacts en raison du pic inductif lors de l'ouverture du circuit.

Pour les applications où la sortie FX2N cycle rapidement — régulation ON/OFF d'un réchauffeur à des cycles courts, par exemple — les sorties transistor associées à un SSR sont préférées aux sorties relais pour une durée de vie prolongée des contacts. 

Pour le séquençage de machine standard avec des cycles typiques de 10 à 100 opérations par heure, les sorties relais offrent des années de service fiable.

Q3 : Le FX2N-64MR-ES/UL inclut-il la communication Ethernet ou série intégrée, ou nécessite-t-il des modules supplémentaires ?

Le FX2N-64MR de base comprend un port périphérique RS-422 (utilisant un connecteur mini-DIN) pour la connexion de programmation via GX Developer ou GX Works2. Il n'y a pas de communication Ethernet ou Modbus intégrée dans l'unité de base.

L'extension de communication est réalisée via des modules de communication montés sur le bus d'extension droit : le FX2N-232-BD (RS-232C), le FX2N-485-BD (RS-485), le FX2N-232IF (RS-232C isolé), ou le FX2N-CNV-BD avec des modules de communication ultérieurs. 

La communication Ethernet nécessite les modules FX2N-ENET ou FX-Enet-BD. Chaque unité de base peut accueillir jusqu'à deux cartes d'interface de communication.

Q4 : Le FX2N est arrêté. Quel est le successeur direct de Mitsubishi pour les nouvelles conceptions de machines ?

Mitsubishi a succédé au FX2N avec la série FX3U (troisième génération), puis avec la série FX5U/FX5UC (génération actuelle).

Le FX5U-64MR/ES est l'équivalent fonctionnel pour les nouvelles conceptions — 32 DI + 32 sorties relais, alimentation 100–240VCA — avec des performances considérablement améliorées (vitesse du processeur, jeu d'instructions), communication Ethernet et RS-485 intégrée, et support d'usine Mitsubishi actuel. 

Pour les machines où le maintien du programme FX2N est essentiel pour la continuité, le FX3U-64MR/ES est une correspondance fonctionnelle plus proche et souvent plus simple à migrer depuis FX2N, car il utilise le même environnement de programmation.

Q5 : Les modules d'extension des séries FX3U/FX3G peuvent-ils être connectés à une unité de base FX2N-64MR-ES/UL ?

Non. Les séries FX2N et FX3U/FX3G utilisent des connecteurs de bus d'extension et des protocoles différents. Les modules d'extension FX2N (FX2N-8EX, FX2N-8EYR, FX2N-4AD, etc.) se connectent au connecteur d'extension latéral droit de l'unité de base FX2N.

Les modules d'extension FX3U/FX3G ne sont pas directement compatibles avec les unités de base FX2N. 

C'est une considération importante lors de l'approvisionnement de modules d'extension de remplacement pour les systèmes FX2N existants — seuls les modules d'extension compatibles FX2N (ou FX) doivent être spécifiés.