在使用三菱 FX1S 系列 PLC 控制两个伺服电机时,核心挑战在于FX1S 本身无专用脉冲输出功能(仅部分型号有 1 路低速脉冲输出,无法满足双伺服独立控制需求),因此需通过 “扩展模块 + 合理编程” 实现功能。以下从硬件选型、接线、编程逻辑、常见问题四个维度,提供完整解决方案:
一、核心前提:明确 FX1S 的硬件限制
FX1S 属于三菱小型 PLC 的基础型号,硬件规格决定了其控制伺服的 “先天条件”:
因此,控制两个伺服电机的核心思路是:通过扩展 “脉冲输出模块”,为两个伺服分别提供独立的脉冲 / 方向信号,再配合 PLC 逻辑实现协同控制。
二、硬件选型:PLC 本体 + 扩展模块 + 伺服系统
需确保各组件匹配,避免信号不兼容或功率不足问题,具体选型如下:
| 组件类型 | 选型要求 | 推荐型号(示例) |
|---|---|---|
| FX1S 本体 | 1. 至少 1 个扩展接口(用于连接脉冲模块);2. 输出类型:晶体管输出(Y0/Y1 备用);3. 点数:根据 I/O 需求选择(如 14 点、20 点、30 点) | FX1S-20MT/ES-A(20 点,晶体管输出) |
| 脉冲输出扩展模块 | 1. 至少 2 路独立脉冲输出(对应两个伺服);2. 脉冲频率:≥伺服电机需求(一般≥100kHz);3. 兼容 FX1S 的扩展总线 | 三菱 FX2N-1PG(1 轴,需 2 个)或 FX2N-2PG(2 轴,更便捷) |
| 伺服驱动器 | 1. 支持 “脉冲 + 方向” 控制模式(最通用);2. 功率匹配电机需求;3. 信号电平:与扩展模块一致(如 5V/24V) | 三菱 MR-JE 系列(如 MR-JE-10A,100W) |
| 伺服电机 | 1. 功率与负载匹配(如 100W/200W);2. 带编码器(实现位置反馈,可选) | 三菱 HF-KN 系列(如 HF-KN13J-S100,100W) |
| 辅助配件 | 1. 开关电源(24V,为模块 / 伺服信号供电);2. 导线(屏蔽线,减少干扰);3. 急停按钮、限位开关(安全保护) | 明纬 24V/2A 电源、施耐德急停按钮 |
三、硬件接线:核心信号与安全回路
接线需区分 “脉冲控制信号”“伺服动力信号”“安全保护信号”,避免强电(动力)干扰弱电(脉冲)。
1. 脉冲控制信号(FX1S 本体 + FX2N-2PG 模块 → 伺服驱动器)
FX2N-2PG 是双轴脉冲模块,可直接为两个伺服提供独立的脉冲(PLS)和方向(DIR)信号,接线逻辑如下:
| FX2N-2PG 模块端子 | 功能说明 | 伺服驱动器对应端子(以 MR-JE 为例) | 信号类型 |
|---|---|---|---|
| CH1-PLS(Y0) | 1 号伺服脉冲输出 | PULS(CN1-4) | 差分信号(5V) |
| CH1-DIR(Y1) | 1 号伺服方向输出 | SIGN(CN1-5) | 差分信号(5V) |
| CH2-PLS(Y2) | 2 号伺服脉冲输出 | PULS(CN1-4,第二台驱动器) | 差分信号(5V) |
| CH2-DIR(Y3) | 2 号伺服方向输出 | SIGN(CN1-5,第二台驱动器) | 差分信号(5V) |
| COM1/COM2 | 信号公共端 | GND(CN1-2,驱动器信号地) | 电源地 |
| +5V | 模块内部 5V 电源(可选) | 无需接(驱动器自带信号电源) | 电源输出 |
2. 伺服动力信号(电源 → 伺服驱动器 → 电机)
3. 安全与控制回路(FX1S 本体 I/O → 驱动器 / 外部设备)
为确保系统安全,需接入急停、限位开关,并控制伺服使能:
四、编程逻辑:模块控制 + 定位逻辑
FX1S 通过 “控制 FX2N-2PG 模块” 实现双伺服定位,核心是通过 PLC 的 FROM/TO 指令读写模块内部寄存器,设置脉冲数量、频率、方向等参数。
1. 编程核心:FROM/TO 指令的使用
FX2N-2PG 模块的控制依赖其内部 “缓冲寄存器(BFM)”,PLC 通过TO K0 K100 D0 K1(写入参数)和FROM K0 K200 D10 K1(读取状态)与模块通信,关键 BFM 地址如下:
| BFM 地址 | 功能(CH1 轴,CH2 轴为对应地址 + 10) | 设定值说明 |
|---|---|---|
| BFM#100 | 定位模式选择 | K0:相对定位;K1:绝对定位;K2:点动模式 |
| BFM#101 | 脉冲输出频率(Hz) | 设定范围 1~100000(如 K5000=5kHz,根据电机转速需求调整) |
| BFM#102 | 脉冲数量(低 16 位) | 定位距离 = 脉冲数 / 电机分辨率(如电机 1000 脉冲 / 转,需转 2 圈则设 K2000) |
| BFM#103 | 脉冲数量(高 16 位) | 若脉冲数≤65535,设 K0;超过则需拆分高低位(如 K1 K0=65536 脉冲) |
| BFM#104 | 方向设定 | K0:正向;K1:反向 |
| BFM#105 | 启动信号 | K1:启动定位;定位完成后需复位为 K0 |
| BFM#200 | 状态反馈 | BIT0=1:定位完成;BIT1=1:超程报警;BIT2=1:伺服故障 |
2. 典型程序框架(双伺服独立定位)
以 “按下 X10 启动 1 号伺服定位,按下 X11 启动 2 号伺服定位” 为例,程序逻辑如下(梯形图思路):
五、常见问题与解决方案
六、替代方案:若无需高精度定位
若控制需求仅为 “双电机同步调速”(无精准定位),可简化方案:
综上,FX1S 控制双伺服的核心是 “扩展脉冲模块 + 精准的 BFM 参数控制”,需严格遵循硬件接线规范和编程逻辑,同时做好抗干扰和安全保护设计,才能确保系统稳定运行。

