Mitsubishi FX2N-4AD-PT SPS

Spezielles Erweiterungsmodul für SPS der FX-Serie, Entwickelt für die 4-Kanal-3-Draht-PT100-Platinwiderstands-Temperaturerfassung. Veraltet (eingestellt). Die Kommunikation erfolgt über FROM/TO-Pufferspeicherregisterbefehle. 2-Draht-PT100-Sensoren werden nicht unterstützt.

1. Zerlegung des Modellcodes

2. Kernelektrik & Technische Spezifikationen

⚠️ Harte Einschränkung: 2-Draht PT100 wird nicht unterstützt. Der erzwungene Anschluss von 2-Draht-Sensoren führt zu starker Temperaturdrift und ungenauen Messungen. Es sind nur 3-Leiter-RTD zulässig.

3. Schlüsselpufferspeicher (BFM) Liste (VON = Lesen / TO = Schreiben)

Bitdefinition von BFM29 zur Fehlerbehebung

4. Verkabelungsrichtlinien
5. 3-Kabel PT100 ist obligatorisch. Drei Leiter müssen möglichst gleichen Widerstand und Querschnitt haben.
6. Verwenden Sie für die RTD-Signalverkabelung abgeschirmte Twisted-Pair-Kabel; Verlegen Sie diese getrennt von Hochleistungskabeln, um Störungen zu reduzieren.
7. Versorgungsmodul mit 24V DC; Erden Sie die FG-Klemme zuverlässig.
8. Legen Sie niemals Spannungssignale an PT-Klemmen an, andernfalls kommt es zu dauerhaften Modulschäden.
9. Modulnummernvergabe: Das erste Spezialmodul neben der CPU ist Modul Nr.0, Zählt nach rechts als Nr.1, Nr.2, Nr.3. Der erste Operand von FROM/TO ist die Modulnummer.

Einfaches Beispiel für eine Leiterlogik (Modul-Nr.0, Lesen Sie den gemittelten ℃-Wert von CH1 in D0 ein)

VON K0 K5 D0 K1

D0 = CH1-Durchschnittstemperatur ×10; z.B. D0=250 entspricht der tatsächlichen Temperatur 25,0℃.

5. Auslaufprodukt-Ersatz & Upgrade-Optionen

FX2N-4AD-PT ist veraltet. Lösungen gruppiert nach SPS-Plattform.

1) Behalten Sie die Plattform der FX3U/FX3UC FX-Familie bei

1. FX3U-4AD-PT: Direkter Hardware-Drop-in-Austausch, 4-Kanal PT100, funktionskompatibel, FROM-TO-Kommunikation unverändert; Kleinere Programmanpassung erforderlich.

Notiz: FX3U-4AD-PT wird ebenfalls schrittweise abgeschafft.

2) Upgrade auf die FX5U-Plattform

FX5-4AD-PT: RTD-Temperaturmodul speziell für FX5U-CPU.

Alternatives Schema: Allgemeines Analogeingangsmodul plus externer RTD-Transmitter.

Kompatibler Ersatz von Drittanbietern

Inländisches kompatibles Gerät: TX2N-4AD-PT. Pin-kompatibel mit FX2N-Erweiterungsbus; Registerzuordnung identisch, ermöglicht den direkten Hardware-Austausch.

6. Auswahlfallen & Nicht anwendbare Bedingungen
7. ❌ 2-Leiter-PT100-Sensoren können nicht verwendet werden.
8. ❌ Nicht für Thermoelement-Eingänge (Verwenden Sie FX2N-4AD-TC für Thermoelemente vom Typ K/J; PT- und TC-Module sind nicht austauschbar).
9. ❌ Keine Isolierung zwischen den Kanälen. Gleichtaktpotenzialunterschiede zwischen mehreren Messpunkten führen zu Störungen; Externe Isolierung erforderlich.
10. ✅ Typische Anwendungen: Öfen, Wasseraufbereitungssysteme, Zylinder für Spritzgussmaschinen, Kühllagerung und andere industrielle Temperaturmessungen im Bereich von -100 bis 600 °C.
11. Umgebungen mit hohen Interferenzen: Erhöhen Sie die Anzahl der Durchschnittsproben in BFM1–4 (auf 16-32 eingestellt) zur digitalen Filterung.
12. Häufige Fehlerdiagnose
13. Fester Messwert bei -1000 (-100℃) oder 6000 (600 ℃): Höchstwahrscheinlich PT100-Drahtbruch oder falsche 3-Draht-Verkabelung. Überprüfen Sie, ob BFM29 b10 auf ON eingestellt ist.
14. Starke Temperaturdrift: Überprüfen Sie den gleichen Widerstand der drei Sensorkabel; Schirmerdung prüfen; Halten Sie sich von Stromkabeln fern.
15. Alle Werte werden über die FROM-Anweisung auf Null gesetzt: Falsche Modulnummer; unzureichende 5-V-Busspannung. Lesen Sie den BFM30-Identifikationscode, um die Kommunikation zu bestätigen.
16. Starke Leseschwankung: Erhöhen Sie die Anzahl der Durchschnittsproben in BFM1–4.

Erinnerung an die Modulunterscheidung: FX2N-4AD-PT für PT100-RTD vs. FX2N-4AD-TC für K/J-Thermoelemente. Hardware ist nicht austauschbar.

Anwendungsfälle von FX2N-4AD-PT im industriellen Bereich

Moduleigenschaften: 4-Kanal-3-Draht-PT100-RTD-Erfassung, eingestellt. Datenaustausch über FROM‑TO BFM-Anweisungen. Geeignet für die Mehrpunkt-Temperaturüberwachung, Alarmverarbeitung und PID-Temperaturregelung mit geschlossenem Regelkreis für kleine und mittlere Geräte. Nachfolgend vier praktische Industriekoffer, inklusive Hardware-Konfiguration, Messstellenzuordnung, Prozesslogik, wichtige Programmausschnitte, Inbetriebnahmehinweise und Gefahrenhinweise vor Ort.

Fall 1: Mehrpunkt-Temperaturüberwachung für kleine Kühllager / Kühler (Kälteindustrie)

Systemhardware

SPS: FX2N-32MR; Spezialmodul: FX2N-4AD-PT (Modul-Nr.0)

Sensoren: 4 Stücke von Klasse A 3-Draht PT100

Messstellenzuordnung

CH1: Umgebungstemperatur im Kühlhaus

CH2: Rückgastemperatur des Verdampfers

CH3: Wassertemperatur am Kondensatorauslass

CH4: Kaltwasseraustrittstemperatur

Aktuatoren: 2 Kompressoren, Kondensatorventilator, akustischer-visueller Alarm; Temperaturanzeige über HMI-Touchscreen

Prozessanforderungen

1. Bei einer Lagertemperatur > 10℃: Kompressor 1 beginnt; Temperatur > 12℃: Kompressor 1 + 2 gleichzeitig laufen.
2. Wenn die Temperatur auf 6℃ sinkt: Stoppen Sie den Kompressor 1; Die Temperatur sinkt auf 3℃: Stoppen Sie beide Kompressoren.
3. Alarm ausgelöst bei einer Temperatur von <-2℃ (extrem niedrige Temperatur); Ein Kabelbruch des Sensors löst eine Fehlerverriegelung aus, um den Kompressorstart zu verhindern.
4. Alle Temperaturwerte werden auf HMI hochgeladen; Ereignisprotokollierung bei Überschreitung des Grenzwerts aktiviert.

Schlüsselkonfiguration

1. BFM0 = K0 (DIN-Standard PT100); BFM1-4 = K16 (16-Probenmittelung zur Unterdrückung von Feldinterferenzen im Kühlhaus).
2. Lesen Sie die durchschnittliche Temperatur ab 4 Kanäle von BFM5~8 (Rohwert = Temperatur ×10).
3. Lesen Sie BFM29 zur Drahtbruch- und Hardwarefehlererkennung; Verriegeln Sie die Kompressorabschaltung bei Fehler, um den Geräteschutz zu gewährleisten.

Schlüsselausschnitt (GX-Entwicklerleiter)

M8002 // Initialisierungsimpuls

VON K0 K30 D10 K1 // Modulidentifikationscode lesen

CMP K2040 D10 M0 // Vergleichen Sie, um FX2N-4AD-PT zu validieren

M8000

VON K0 K5 D0 K4 // Lesen Sie die gemittelte Temperatur von CH1-CH4 in D0-D3 ein

VON K0 K29 K4M10 K1 // Ordnen Sie Fehlerstatusbits M10-M25 zu

Teilen Sie D0 durch 10 um die tatsächliche Lagertemperatur zu erhalten; Verwenden Sie den ZCP-Zonenvergleichsbefehl für die Start-Stopp-Schwellenwertlogik des Kompressors.

Risiken vor Ort

Die Kühlraumumgebung ist feucht; Halten Sie PT100-Klemmenblöcke feuchtigkeitsgeschützt. 2PT100-Verkabelung wegen starker Drift strengstens verboten. Keine Kanal-zu-Kanal-Isolierung; Wenden Sie eine Einzelpunkt-Abschirmungserdung an, wenn mehrere Sonden eine gemeinsame Referenzerde haben.

Fall 2: Temperaturregelung für Lebensmittelpasteurisierungstanks (Lebensmittelverarbeitende Industrie)

Hardwarekonfiguration

SPS FX2N-64MR; FX2N-4AD-PT (Modul-Nr.0); FX2N-4DA Analogausgangsmodul

3 Stücke von 3-Leiter PT100:

CH1: Materialtemperatur im Tank (Rückmeldung der PID-Hauptregelung)

CH2: Wassertemperatur am Wärmetauschereinlass

CH3: Temperatur am Auslassanschluss

CH4: Ersatzkanal

Aktuatoren: SSR-Halbleiterrelais für Elektroheizung; Umwälzpumpe; Auslass-Umschaltventil; PID mit geschlossenem Regelkreis über den FNC88-Befehl.

Prozessanforderungen

1. Erhitzen Sie das Material auf 92℃ und halten Sie es 15 Sekunden lang gedrückt. Bei Erreichen des Sollwerts das Auslassventil öffnen; Leiten Sie ungeeignetes Material zur Rezirkulation um.
2. Entladung verboten, wenn die Temperatur <85℃ beträgt. Heizleistung sofort drosseln, Lösen Sie bei einem PT100-Drahtbruch ein Alarm- und Stoppsystem aus, um die Gefahr eines Trockenbrands zu verhindern.
3. Das HMI zeigt drei Temperaturwerte an; Prozessdatenprotokollierung zur Erfüllung der HACCP-Konformitätsanforderungen.

Programm-Highlights

1. D0 (CH1-Lesung) dient als PID PV (Prozessvariable, Rohwert ×10); Sollwert SV = 920 was 92,0℃ entspricht.
2. PID-Ausgang an FX2N-4DA gesendet, Erzeugt ein analoges 0-10-V-Signal zur Steuerung der SSR-Leistungsregelung.
3. Bei BFM29 b10 (Drahtbruchanzeige) ist AN: PID-Ausgang zurücksetzen und Heizausgang Y0 erzwingen.

Hinweise zur Inbetriebnahme

Der Heizkreislauf weist eine große thermische Trägheit auf & Verzögerung; P/I/D-PID-Parameter iterativ optimieren. Erhöhen Sie den BFM1-Mittelungszähler, um motorbedingte Feldgeräusche zu verringern.

Fall 3: Mehrpunkt-Temperaturmessung für Trockenöfen in der Verpackung & Druckmaschinen

Hardware

FX2N-48MR + FX2N-4AD-PT

CH1: Ofeneinlasstemperatur

CH2: Ofenmittelteil (Hauptkontrollpunkt des Prozesses)

CH3: Ofenaustrittstemperatur

CH4: Ablufttemperatur

Aktuatoren: Schützbetriebene Heizelemente; Lüfterverriegelung; Heizungsabschaltung bei Übertemperatur.

Prozesslogik

1. Konstanttemperaturregelung mit einstellbarem Sollwert 80-130℃, Als Hauptrückmeldung wird die mittlere Ofentemperatur von CH2 verwendet.
2. Lösen Sie die Übertemperatursperre aus und unterbrechen Sie die gesamte Heizleistung, wenn die Auslasstemperatur > 150 °C ist; Heizungsaktivierung bei defektem Lüfter verboten.
3. Laden Sie vier Temperaturpunkte auf die HMI hoch und protokollieren Sie Übertemperaturereignisse.

Technische Hinweise

Hohe Umgebungstemperatur um den Ofen herum; Verwenden Sie abgeschirmte Hochtemperaturkabel für PT100-Sensoren. Trennen Sie Signalkabel von Stromkabeln mit einem Mindestabstand von ≥20 cm. Installieren Sie den Filter an der 24-V-Stromversorgung des Moduls.

>⚠️ Not applicable for temperature above 600 ℃ (upper limit of module measuring range). Use FX2N‑4AD‑TC thermocouple module instead for higher‑temperature applications.

Fall 4: Temperature Monitoring for Small Chemical Agitated Reactor (Fine‑chemical Industry)

Hardwarekonfiguration

FX2N-48MR, FX2N-4AD-PT; 4‑channel 3‑wire PT100

CH1: Material temperature inside reactor (Hauptsteuerung)

CH2: Jacket heating‑medium temperature

CH3: Cooling‑water outlet temperature

CH4: Reactor outer‑wall temperature

Ausgänge: Heating solenoid valve, cooling‑water solenoid valve, agitator motor, Alarmausgang.

Prozesslogik

1. Open heating valve during heating phase; close heating upon target temperature reached; automatically open cooling‑water valve for over‑temperature protection.
2. System enters safe state upon any sensor wire‑break: close heating valve, open cooling water, activate audible‑visual alarm.
3. Mehrkanaliger Temperaturvergleich zur Alarmierung bei übermäßiger Temperaturdifferenz zwischen Reaktorinnenraum und Reaktormantel, um lokale Überhitzungen zu vermeiden.

Risikoüberlegungen

Korrosive Atmosphäre im Chemiewerk; Verwenden Sie Korrosionsschutzhülsen für PT100-Sonden. Keine Isolierung zwischen den Kanälen; Mögliche Messwertschwankung durch Erdpotentialversatz zwischen Messpunkten; Führen Sie eine einseitige Erdung auf der Sensorseite durch.

Allgemeine technische Durchführungsbestimmungen (In vier Fällen häufig)

1. Überprüfung der Modulnummer: Das erste Spezialmodul neben CPU = K0, Inkrement zu K1/K2 nach rechts. Der erste Operand von FROM/TO muss mit der physischen Modulnummer übereinstimmen. Lesen Sie BFM30 = K2040, um die Hardwarekonfiguration zu validieren.
2. Verkabelungsdisziplin: Verwenden Sie ausschließlich 3-Leiter-PT100-Sensoren. Passen Sie den Dreileiterwiderstand an; Einpunkterdung für die Abschirmung; Spannungseinspeisung in die Sensorklemmen ist strikt zu verbieten.
3. Vorlage zur Fehlerbehandlung: Lesen Sie BFM29 in jedem Scanzyklus. b10 EIN zeigt einen Kanaldrahtbruch an. Das Programm muss eine Sicherheitsverriegelung und nicht nur einen Alarm implementieren; Reduzieren Sie die Heizleistung, um Unfälle zu vermeiden.
4. Lesekonvertierung: Roher Registerwert = tatsächliche Temperatur ×10; z.B. „D0=250 →25,0℃“..
5. Eingestellte Upgrade-Richtlinie: Für bestehende FX2N-Systeme, die auf FX3U migriert werden: Wählen Sie FX3U-4AD-PT. Für FX5U-Migration: FX5-4AD-PT übernehmen.