Controlador lógico PLC Mitsubishi FX2N-64MR-ES UL personalizado

Mitsubishi FX2N-64MR-ES/UL | MELSEC FX2N PLC Unidad Base — 32 DI (24VDC) + 32 Salidas de Relé NA, 100–240VAC, 8K Pasos RAM, 0.08µs/Paso, Certificado UL, 220×90×87mm

Descripción general

La Mitsubishi FX2N-64MR-ES/UL es la unidad base de 64 puntos con salida de relé de la serie MELSEC FX2N — la plataforma PLC compacta de segunda generación de Mitsubishi Electric que definió lo que debería ser un controlador de máquina capaz pero asequible cuando se introdujo a principios de la década de 2000.

En una sola carcasa de 220×90×87 mm, integra un sistema de E/S de 32 entradas y 32 salidas de relé, una CPU de PLC completa y una fuente de alimentación de CA, lista para conectarse directamente a sensores y actuadores sin hardware adicional para una notable gama de aplicaciones de control de máquinas.

La FX2N representó un avance significativo respecto a sus predecesoras (FX0N, FX2) en velocidad de procesamiento y capacidad de memoria, y sigue siendo una de las plataformas PLC más desplegadas en el mundo medida por la base instalada.

Las fábricas de Asia, Europa y América del Norte todavía operan miles de máquinas equipadas con FX2N, y el mantenimiento de esas máquinas mantiene la FX2N-64MR-ES/UL en constante demanda en el mercado de repuestos a pesar de su descontinuación.

El "MR" en la designación de la pieza lo identifica como la variante de salida de relé, el tipo de salida más versátil de la familia FX2N. Los contactos de relé conmutan cargas de CA y CC a voltajes de hasta 250 VCA o 30 VCC, sin la limitación de las salidas de transistor de manejar solo CC o requerir consideraciones de fuente de alimentación separada para cargas mixtas de CA/CC.

Un panel de control de máquina con pilotos de válvula solenoide (24VCC), contactores de motor (bobinas de 230VCA) y lámparas indicadoras (24VCC o 230VCA) puede conectar todas las salidas directamente a los contactos de relé de la FX2N-64MR sin relés intermedios ni conversión de voltaje.

Especificaciones clave

32 Salidas de Relé — Versatilidad y Compatibilidad de Carga

Las salidas de relé en la FX2N-64MR-ES/UL son contactos mecánicos — conductores físicamente separados que se cierran cuando la bobina de salida del PLC se energiza.

Esto es fundamentalmente diferente de las salidas de transistor, que son interruptores de estado sólido limitados a cargas de CC dentro de rangos de voltaje y corriente específicos.

Cada contacto de relé en la FX2N-64MR está clasificado para 2A a 250VAC (resistivo). En el control de máquinas práctico, esto cubre:

Pilotos de válvula solenoide (24VCC, 100–300mA): Los pilotos de válvulas neumáticas e hidráulicas en este rango de corriente se conectan directamente a las salidas de relé, sin necesidad de un relé intermedio.

Bobinas de arranque de motor y contactores (230VAC, 50–200mA): Las bobinas de arranque de motor para motores monofásicos o trifásicos de tamaño mediano se conectan directamente a través del relé, siempre que la corriente de la bobina esté dentro de la clasificación de contacto de 2A.

Lámparas indicadoras (24VCC o 230VCA, 10–100mA LED o incandescente): Ambos niveles de voltaje y cargas incandescentes (resistivas) y LED (ligeramente capacitivas) se conectan directamente a las salidas de relé.

Bobinas de relé para conmutación de alta corriente: Cuando una carga excede los 2A — un contactor grande, un calentador resistivo significativo — la salida de relé de la FX2N acciona una bobina de relé intermedio (típicamente 0.1–0.2A a 24VCC), y los contactos de mayor clasificación del relé intermedio se conectan a la carga pesada.

Los contactos de relé se agrupan en comunes de salida: grupos de salidas que comparten un terminal de retorno común.

Esta agrupación permite diferentes niveles de voltaje en diferentes grupos de salida — algunas salidas controlan cargas de 230VCA mientras que otras controlan cargas de 24VCC, utilizando comunes separados.

8.000 Pasos de RAM — Capacidad de Programa y Expansión de Memoria

La memoria de programa RAM de 8.000 pasos es la capacidad estándar para la FX2N-64MR-ES/UL.

Un "paso" en la programación MELSEC FX2N corresponde aproximadamente a una instrucción de escalera (un contacto, una bobina o una instrucción aplicada). Un programa típico de control de máquina para un sistema transportador con 20 secuencias, 15 temporizadores y 10 contadores ocupa aproximadamente 500–2.000 pasos, muy por debajo de la capacidad de 8.000 pasos.

Para programas que se acercan o superan los 8.000 pasos — programas sofisticados de posicionamiento multieje, programas con procesamiento de datos extenso o programas que integran múltiples funciones de máquina — un casete de memoria opcional (FX2N-EEPROM-8L o FX2N-ROM-E1) amplía el almacenamiento del programa a 16.000 pasos y proporciona almacenamiento no volátil (la RAM retiene el programa cuando se aplica energía, respaldado por una batería; el casete EEPROM retiene sin respaldo de batería).

La memoria de programa RAM permite modificar el programa en campo utilizando el software de programación GX Developer o GX Works2 de Mitsubishi — el programa se carga desde el PLC, se edita y se vuelve a descargar.

Los programas respaldados por EEPROM requieren escribir el programa modificado en el casete, que luego se instala en el PLC.

Contadores de Alta Velocidad — Integración de Encoder

La FX2N-64MR-ES/UL incluye seis entradas de contador de alta velocidad (HSC) incorporadas, que operan a velocidades de conteo significativamente superiores al ciclo de escaneo normal del PLC, lo que permite la retroalimentación de posición basada en encoder y el conteo de eventos de alta velocidad sin la limitación del ciclo de escaneo que hace que los contadores de software estándar no sean adecuados para señales rápidas.

Las entradas de contador de alta velocidad utilizan puntos de entrada específicos (X0 a X7 en varias configuraciones de HSC) y admiten conteo monofásico, conteo en cuadratura bifásico (encoder A/B) y conteo de diferencia de fase.

El conteo en cuadratura con señales de fase A/B de un encoder incremental proporciona tanto el conteo de posición como la detección de dirección, lo que hace que la FX2N-64MR sea adecuada para aplicaciones de posicionamiento básicas — control de tensión de banda, medición de longitud de transportador y monitoreo de posición de actuador — sin requerir un módulo de posicionamiento separado para tareas sencillas.

Para aplicaciones de posicionamiento multieje exigentes, la plataforma FX2N admite módulos de posicionamiento adicionales (FX2N-10PG, FX2N-20GM) conectados como módulos de función especial al bus de expansión derecho de la unidad base.

Preguntas frecuentes

P1: ¿Se pueden utilizar las salidas de relé para cargas de CA y CC simultáneamente en la misma unidad base FX2N-64MR?

Sí, esta es una de las ventajas clave de la salida de relé sobre las salidas de transistor. Cada grupo de salidas en la FX2N-64MR tiene su propio terminal común. Al conectar diferentes grupos a diferentes comunes de fuente de alimentación (24VCC para un grupo, 230VCA para otro), las salidas de cada grupo conmutan al voltaje correspondiente.

El programa del PLC no ve ninguna diferencia — activa las bobinas de salida por dirección (Y0, Y1, etc.) independientemente del voltaje que se esté conmutando en el contacto. 

El aislamiento físico del contacto de relé de la lógica interna del PLC permite esta arquitectura de voltaje mixto de forma segura.

P2: ¿Cuál es la vida eléctrica del contacto de las salidas de relé y cómo afecta la alta frecuencia de conmutación?

Mitsubishi especifica los contactos de relé en 100.000 operaciones para carga resistiva nominal (2A / 250VAC). Las cargas inductivas (bobinas de válvulas solenoides, bobinas de contactores) reducen la vida útil del contacto debido al pico inductivo cuando el circuito se abre.

Para aplicaciones donde la salida FX2N conmuta rápidamente — regulación ON/OFF de un calentador a ciclos cortos, por ejemplo — se prefieren las salidas de transistor emparejadas con un SSR sobre las salidas de relé para una vida útil extendida del contacto. 

Para la secuenciación de máquinas estándar con recuentos de ciclos típicos de 10–100 operaciones por hora, las salidas de relé proporcionan años de servicio confiable.

P3: ¿Incluye la FX2N-64MR-ES/UL comunicación Ethernet o serial incorporada, o requiere módulos adicionales?

La FX2N-64MR base incluye un puerto periférico RS-422 (usando un conector mini-DIN) para conexión de programación a través de GX Developer o GX Works2. No hay comunicación Ethernet o Modbus incorporada en la unidad base.

La expansión de comunicación se logra a través de módulos de comunicación montados en el bus de expansión derecho: el FX2N-232-BD (RS-232C), FX2N-485-BD (RS-485), FX2N-232IF (RS-232C aislado), o FX2N-CNV-BD con módulos de comunicación posteriores. 

La comunicación Ethernet requiere los módulos FX2N-ENET o FX-Enet-BD. Cada unidad base admite hasta dos placas de interfaz de comunicación.

P4: La FX2N está descontinuada. ¿Cuál es el sucesor directo de Mitsubishi para nuevos diseños de máquinas?

Mitsubishi sucedió a la FX2N con la serie FX3U (tercera generación) y posteriormente con la serie FX5U/FX5UC (generación actual).

La FX5U-64MR/ES es el equivalente funcional para nuevos diseños — 32 DI + 32 salidas de relé, fuente de 100–240VAC — con un rendimiento significativamente mejorado (velocidad del procesador, conjunto de instrucciones), comunicación Ethernet y RS-485 incorporada, y soporte de fábrica Mitsubishi actual. 

Para máquinas donde el mantenimiento del programa FX2N es esencial para la continuidad, la FX3U-64MR/ES es una coincidencia funcional más cercana y a menudo más simple de migrar desde FX2N, ya que utiliza el mismo entorno de programación.

P5: ¿Se pueden conectar módulos de expansión de las series FX3U/FX3G a una unidad base FX2N-64MR-ES/UL?

No. Las series FX2N y FX3U/FX3G utilizan conectores y protocolos de bus de expansión diferentes. Los módulos de expansión FX2N (FX2N-8EX, FX2N-8EYR, FX2N-4AD, etc.) se conectan al conector de expansión del lado derecho de la unidad base FX2N.

Los módulos de expansión FX3U/FX3G no son directamente compatibles con las unidades base FX2N. 

Esta es una consideración importante al adquirir módulos de expansión de reemplazo para sistemas FX2N existentes — solo se deben especificar módulos de expansión compatibles con FX2N (o compatibles con FX).