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| Lugar de origem | Japão |
| Marca | MITSUBISHI |
| Certificação | CE ROHS |
| Número do modelo | FX2N-1PG-E |
A Mitsubishi FX2N-1PG-E é a unidade geradora de pulsos que confere aos CLPs da série FX a capacidade de controlar drives de servo e motor de passo através de uma interface de hardware de saída de pulso dedicada — independente da capacidade de saída de pulso embutida do próprio CLP.
Onde as saídas de transistor Y0 e Y1 embutidas do FX2N podem gerar trens de pulsos para um ou dois eixos, o FX2N-1PG-E adiciona um processador de posicionamento dedicado para um eixo adicional, com seu próprio contador de posição, gerador de rampa de velocidade e lógica de modo de operação executando independentemente do ciclo de varredura do CLP.
Múltiplas unidades FX2N-1PG-E estendem isso para até oito eixos controlados totalmente independentes de um único CLP FX2N ou FX3U.
A filosofia de design por trás do FX2N-1PG-E reflete como a Mitsubishi abordou o controle de movimento de CLP compacto na era FX2N: em vez de colocar a programação de movimento dentro do conjunto de instruções do CLP (a abordagem adotada por controladores de movimento dedicados), o FX2N-1PG-E lida com sua própria lógica de controle de posição internamente e se comunica com o CLP através de memória de buffer (BFM) acessada via instruções FROM/TO no programa ladder do CLP.
O CLP escreve a posição alvo, velocidade alvo e seleção de modo na BFM do módulo; o módulo executa o movimento de posicionamento autonomamente enquanto o CLP continua seu ciclo de varredura; e o CLP lê a posição real, palavras de status e flags de conclusão da BFM quando precisa responder à conclusão do movimento.
Esta arquitetura baseada em BFM significa que o movimento de posicionamento é executado em velocidade de hardware — o módulo gera trens de pulsos de até 100kHz sem qualquer dependência do tempo de varredura do CLP.
Um CLP que varre a cada 10ms gerencia sua própria lógica em velocidade de varredura enquanto o FX2N-1PG-E simultaneamente aciona um eixo de motor a 100.000 pulsos por segundo sem qualquer degradação de tempo da execução do programa do CLP.
| Parâmetro | Valor |
|---|---|
| Eixos por Unidade | 1 |
| Saída Máx. de Pulso | 100 kHz |
| Faixa de Velocidade | 10 Hz – 100 kHz |
| Faixa de Posição | 0 a ±999.999 |
| Modos de Operação | 7 |
| Posicionamento | Absoluto e relativo |
| Formato de Pulso | FP/RP ou PULSE/SIGN |
| Saída | Coletor aberto, 5–24V DC, 20mA máx. |
| Pontos de E/S Ocupados | 8 |
| Alimentação (do CLP) | 5V DC, 150 mA |
| Peso | ~0.2 kg |
| Unidades Máx. (FX2N/FX3U) | 8 |
| Unidades Máx. (FX2NC) | 4 |
Os sete modos de operação do FX2N-1PG-E cobrem toda a gama de tarefas de posicionamento de eixo único que surgem no projeto prático de máquinas:
1. Retorno à Posição Home da Máquina: O módulo aciona o eixo para uma posição home mecânica definida por um sensor de ponto próximo (DOG) e um sinal de marca zero (ZRN) de entrada.
A sequência de homing — aproximação em alta velocidade, desaceleração na entrada DOG, velocidade de rastejo até a marca zero — estabelece a referência de posição a partir da qual todos os movimentos de posicionamento absoluto subsequentes são medidos.
2. Posicionamento de Velocidade Única: O módulo se move para uma posição alvo em velocidade fixa, desacelerando automaticamente à medida que o alvo se aproxima. Este é o modo de posicionamento mais simples e comum para movimentos de mesa ponto a ponto.
3. Posicionamento de Velocidade Variável: A velocidade do eixo pode ser alterada durante o movimento — o CLP escreve um novo valor de velocidade na BFM enquanto o movimento está em andamento e o módulo acelera ou desacelera para a nova velocidade sem parar.
4. Posicionamento de Duas Velocidades: O módulo executa o movimento em alta velocidade inicialmente, depois muda automaticamente para uma velocidade mais baixa em uma posição intermediária programável antes de atingir o alvo final. Este modo é usado para aplicações que exigem aproximação rápida e assentamento final lento — aproximação da ferramenta a uma peça de trabalho, por exemplo.
5. Operação de Velocidade Única com Interrupção: O eixo se move em velocidade constante até que uma entrada de interrupção (sinal de hardware) seja recebida, momento em que o módulo registra a posição atual, desacelera até parar e opcionalmente continua para um novo alvo. Este modo suporta corte acionado por marca de registro, corte voador e aplicação de rótulos sincronizada onde o ponto de atuação é definido por um sensor físico em vez de uma posição programada.
6. Operação de Velocidade Constante (JOG): O eixo se move continuamente em uma velocidade comandada sem um alvo de posição definido. Usado para jogging manual durante a configuração da máquina, operação de velocidade constante de acionamento por correia e movimentos de teste.
7. Operação por Comando Externo: O módulo recebe seus comandos de operação (iniciar, parar, desacelerar) de entradas de hardware externas em vez de escritas em registradores BFM — útil para requisitos de parada críticos de segurança e para máquinas onde o controle em nível de hardware é necessário.
Um único FX2N-1PG-E controla um eixo. Uma máquina que requer múltiplos eixos de posicionamento controlados independentemente adiciona um módulo por eixo, até o limite do tipo de CLP. Para FX2N e FX3U, oito módulos fornecem oito eixos independentes simultâneos — cada um com sua própria saída de pulso, contador de posição, capacidade de homing e operação de sete modos — de um único CLP.
Cada módulo ocupa 8 pontos de E/S na contagem de E/S do CLP, e o endereçamento da instrução FROM/TO usa o número do módulo (K0 para o primeiro módulo, K1 para o segundo, etc.) para direcionar leituras e escritas para a BFM do módulo correto. Todos os oito eixos podem estar executando simultaneamente movimentos de posicionamento independentes, porque o processador de posicionamento de cada módulo opera autonomamente — o CLP inicia movimentos escrevendo na BFM de cada módulo e monitora a conclusão lendo palavras de status, mas a geração de pulsos ocorre no hardware próprio de cada módulo, completamente desacoplada do ciclo de varredura do CLP.
Para CLPs FX2NC (que usam um formato de conector compacto), o adaptador de interface FX2NC-CNV-IF é necessário entre o CLP e cada FX2N-1PG-E, com um máximo de 4 unidades. Para CLPs FX3UC, o mesmo adaptador é necessário e até 7 ou 8 unidades podem ser conectadas dependendo da configuração específica do FX3UC.
O FX2N-1PG-E emite trens de pulsos através de dois terminais: FP (Pulso para Frente) e RP (Pulso para Trás), ou equivalentemente como PULSE e SIGN em algumas configurações de conexão. As saídas de coletor aberto funcionam com amplificadores de drive que aceitam:
Entrada de dois pulsos (FP/RP): Pulsos no terminal FP acionam rotação para frente; pulsos no terminal RP acionam rotação reversa. Muitos drivers de motor de passo e amplificadores de servo mais antigos usam esta interface.
Entrada de Pulso + Direção (PULSE/SIGN): O terminal PULSE gera o trem de pulsos independentemente da direção; o terminal SIGN carrega um sinal de direção (alto = para frente, baixo = para trás). Amplificadores de servo mais recentes, incluindo as próprias séries MR-J e MR-JE da Mitsubishi, usam comumente este formato.
A saída opera com alimentação de 5V a 24V DC, com a tensão de saída real definida pelos requisitos do circuito de entrada do drive conectado — a saída de coletor aberto é puxada para cima para a alimentação de entrada do drive através de um resistor apropriado ou do circuito de pull-up próprio do drive.
Q1: O FX2N-1PG-E usa instruções FROM/TO. Isso significa que o movimento de posicionamento é limitado pelo ciclo de varredura do CLP?
Não. As instruções FROM/TO apenas transferem dados de comando (posição alvo, velocidade alvo, modo) dos registradores de dados do CLP para a memória de buffer do módulo e leem informações de status.
A geração real de pulsos — o trem de pulsos de 100kHz — é produzida pelo processador de hardware dedicado do módulo, independentemente do ciclo de varredura do CLP. Uma vez que o CLP escreve o comando e define o flag de início via uma instrução TO, o módulo executa todo o movimento de posicionamento autonomamente.
O CLP pode estar executando outra lógica ladder em sua taxa de varredura normal; a saída de pulso do módulo não é afetada.
Q2: Como o FX2N-1PG-E lida com o rastreamento de posição — ele lê o feedback do encoder?
O FX2N-1PG-E não possui entrada de encoder. Ele mantém o rastreamento de posição contando os pulsos que emite — cada pulso de saída incrementa ou decrementa o contador de posição interno do módulo, que pode ser lido pelo CLP via instruções FROM.
Este é um método de rastreamento de posição em malha aberta: o contador de posição reflete o que o módulo comandou, não o que o motor realmente alcançou.
Para drives de servo com controle em malha fechada de encoder próprio, o amplificador de servo lida com a precisão da posição dentro do drive; o contador de posição do FX2N-1PG-E fornece a referência do comando.
Para aplicações de motor de passo sem feedback de encoder, a precisão da posição depende do motor de passo não perder passos sob carga.
Q3: Quais sinais se conectam aos terminais DOG e ZRN, e eles são necessários para todos os modos de operação?
Os terminais DOG (ponto próximo) e ZRN (retorno a zero) são usados especificamente para o modo de operação Retorno à Posição Home da Máquina. DOG é tipicamente um sensor de proximidade ou fim de curso que sinaliza ao módulo para desacelerar da homing de alta velocidade para velocidade de rastejo à medida que o eixo se aproxima da posição zero mecânica.
ZRN é o sinal final de marca zero (frequentemente o pulso Z do encoder do amplificador de servo ou um switch de precisão separado) que sinaliza a posição home exata.
Ambas as entradas são necessárias para homing confiável. Para modos de operação que não envolvem homing (posicionamento de velocidade única, JOG, etc.), esses terminais não são usados e o modo pode operar sem essas entradas conectadas.
Q4: O FX2N-1PG-E pode ser usado com CLPs FX1S ou FX1N?
O FX2N-1PG-E é compatível com FX2N, FX3U, FX2NC (via FX2NC-CNV-IF) e FX3UC (via FX2NC-CNV-IF ou FX3UC-1PS-5V).
Não é compatível com CLPs FX1S ou FX1N, que possuem uma arquitetura de barramento de expansão diferente e não suportam comunicação de módulo de função especial via instruções FROM/TO da mesma forma que a série FX2N/FX3U.
Para aplicações FX1N que requerem posicionamento de pulso de eixo único, o FX1N-1PG-E é o módulo apropriado.
Q5: Como a rampa de aceleração e desaceleração é configurada no FX2N-1PG-E?
As rampas de aceleração e desaceleração são configuradas escrevendo os valores apropriados nos registradores BFM do módulo antes ou durante a operação.
A rampa pode ser definida como um valor de tempo (o tempo do início à velocidade máxima, e da velocidade máxima à parada) ou como um número de pulsos sobre os quais a rampa ocorre.
Tanto o controle automático de rampa (o módulo calcula a rampa com base na velocidade de início, velocidade máxima e tempo de rampa configurado) quanto a mudança manual de velocidade de rampa (o CLP escreve novos valores de velocidade durante o movimento e o módulo rastreia a velocidade comandada) são suportados.
A velocidade de partida (velocidade na qual o primeiro pulso é emitido) também é configurável, permitindo que a rampa comece de qualquer velocidade que a combinação de drive e motor possa suportar sem estolar.
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