其他常见PLC产品介绍.ppt
第8章 其他常见PLC产品介绍,PLC的生产厂家很多，并且各个厂家的产品种类繁多，特点各异，本章简要介绍几种常用的PLC产品系列。8.1三菱FX2N系列PLC 8.2西门子S7-200系列PLC 8.3欧姆龙CPM1A系列PLC,8.1三菱FX2N系列PLC,三菱小型PLC共分为F和FX两大系列，FX系列是日本三菱公司近年推出的，它包含了FX0、FX2、FX0S、FX0N、FX2C、FX1S、FX1N、FX2N、FX2NC等系列型号，本节以FX2N系列PLC为例进行介绍。8.1.1 FX2N系列PLC的特点和系统配置 8.1.2 FX2N系列PLC的内部资源 8.1.3 FX2N系列PLC的基本指令系统,8.1.1 FX2N系列PLC的特点和系统配置,三菱公司FX2N系列PLC吸收了整体式和模块式PLC的优点，其基本单元、扩展单元和扩展模块的高度和宽度相等，相互之间的连接无需使用基板，仅通过扁平电缆连接，紧密拼装后组成一个长方形的整体。FX2N系列PLC的基本单元如表8-1所示，扩展单元如表8-2所示，扩展模块如表8-3所示。FX2N系列PLC的用户程序存储器可扩展到16k步，I/O点最多可扩展到256点。,表8-1 FX2N系列PLC基本单元,表8-2 FX2N系列PLC扩展单元,表8-3 FX2N系列PLC扩展模块,表8-4 FX2N系列PLC特殊功能模块,8.1.2 FX2N系列PLC的内部资源,FX2N系列PLC内部有CPU、存储器、输入/输出接口单元等硬件资源，这些硬件资源在其系统软件的支持下，使PLC具有很强的功能。对一个特定的控制对象，就需要编写相应的控制程序，因此在PLC的RAM存储区中应具备可以存放数据的存储单元。由于PLC是从继电接触器控制系统发展而来的，并为了便于电气技术人员容易学习和接受，因此将存放数据的存储单元用继电器来命名。按照存储数据的性质，这些数据存储器RAM被命名为输入继电器区、输出继电器区、辅助继电器区、状态继电器区、定时器区、计数器区、数据寄存器区和变址寄存器区等。这些继电器通常被称为编程元件，用户在编程时必须了解这些编程元件的符号、编号和特性。,1.输入继电器（X）与输出继电器（Y）,输入继电器（X）是PLC接受外部开关量输入信号的窗口。PLC将外部信号的状态读入并存储在输入映像寄存器中，即输入继电器中。外部输入电路接通时，对应的映像寄存器为ON（“1”状态），表示该输入继电器的常开触点闭合，常闭触点断开。输入继电器的状态唯一地取决于外部输入信号，不可能由用户通过程序来控制，因此，在梯形图中绝对不能出现输入继电器线圈。输出继电器（Y）是PLC向外部负载发送信号的窗口。输出继电器用来将PLC的输出信号传送给输出模块，再由后者驱动外部负载。FX2N系列PLC的输入继电器和输出继电器的元件用字母和八进制数表示，输入继电器、输出继电器的编号与接线端子的编号一致。FX2N系列PLC的输入/输出继电器元件编号如表8-5所示。,表8-5 FX2N系列PLC的输入/输出继电器元件号,2.辅助继电器（M）,FX2N系列PLC内部有很多辅助继电器（M），辅助继电器和PLC外部无任何直接联系，其线圈只能由PLC内部程序控制。在FX2N系列PLC中，除了输入继电器和输出继电器的元件号采用八进制外，其他编程元件的编号均采用十进制。各类辅助继电器编号和功能如表8-6所示。,表8-6 辅助继电器元件号和功能,3.状态继电器（S）,状态继电器（S）是适用于编写顺序控制程序的一种编程元件，与步进顺控指令配合使用。状态继电器（S）的类型和编号如表8-7所示。在不使用步进顺控指令时，状态继电器S可以作为辅助继电器使用。供报警用的状态继电器可用于外部故障诊断的输出。,表8-7 状态继电器的类型和编号,4.定时器（T）PLC中的定时器T相当于继电接触器控制系统中的时间继电器。FX2N系列PLC可以为用户提供256个定时器，编号为T0T255。其中常规定时器246个，积算定时器10个。常规定时器没有保持功能，在输入电路断开或停电时自动复位（清零）；积算定时器具有保持功能，在输入电路断开或停电时保持当前值，当输入再接通或者重新通电时，计数器在原有值的基础上继续累计。每一个定时器都有一个设定定时时间的设定值寄存器（一个字长）、一个对标准时钟脉冲计数的计数器（一个字长）和一个用来存储输出触点状态的映像寄存器（位寄存器），这三个存储单元使用同一元件号。,5.计数器（C）FX2N系列PLC提供了两类计数器，一类是内部计数器，它是PLC在执行扫描操作时对内部信号X、Y、M、S、T、C等进行计数的计数器，要求输入信号的接通或断开时间应大于PLC的扫描周期；另一类是高速计数器，其响应速度高，对于频率较高的计数就需采用高速计数器。其功能都是设定预置数，当计数器输入端信号从OFF变为ON时，计数器减1或加1，计数值减为零或者加到设定值时，计数器ON。计数器的种类和编号如表8-9所示,表8-9 计数器的种类和编号,注：高速计数器的详细使用请参阅FX2N的用户手册。,7.数据寄存器（D）一个复杂的PLC控制系统需要存储大量的工作参数和数据，一般都存储在数据寄存器中。FX2N系列PLC的数据寄存器的长度为双字节（16位），也可以将两个寄存器合并起来存放一个4字节（32位）数据。数据寄存器的种类和编号如表8-10所示。,表8-10 数据寄存器的种类和编号,8.1.3 FX2N系列PLC的基本指令系统,FX2N系列PLC有27条基本指令，两条步进顺控指令，128种（298条）功能指令（或称为应用指令）。下面主要介绍基本指令的名称、助记符、功能等，其他指令请参阅FX2N的用户手册。FX2N系列PLC的基本指令见表8-11。,表8-11 FX2N系列PLC基本指令一览表,8.2 西门子S7-200系列PLC,西门子S7系列PLC是近年推出的，包括S7-200、S7-300、S7-400等系列型号，本节以S7-200系列PLC为例进行介绍。8.2.1 S7-200系列PLC的特点和系统配置 8.2.2 S7-200系列PLC的内部资源 8.2.3 S7-200系列PLC的指令系统,8.2.1 S7-200系列PLC的特点和系统配置,西门子S7-200系列PLC是在S5系列的基础上开发出来的，属于结构紧凑、成本较低的小型机。在运行速度方面具有简短的指令处理时间，可缩短循环周期；高速计数扩大了小型机在其他范围内的应用；高速中断处理使得单机对过程事件可以进行快速响应。而在其功能方面增加了专用模块来扩大能力，如控制步进电机的固有脉冲输出，也可以用于脉宽调制 S7-200系列PLC的主要技术指标见表8-12，基本单元见表8-13，数字量扩展模块见表8-14。S7-200系列PLC的用户程序存储器可扩展到13K步，I/O点最多可扩展7个模块。基本指令有27条，执行速度为0.8s/指令。该系列还具有多种功能模块，如模拟量模块、热电偶/热电阻模块、Modem模块、Profibus-DP模块、位置控制模块等。利用其特殊功能模块可以实现模拟量控制、位置控制和联网通信等。S7-200的功能模块见表8-15。,表8-12 S7-200系列PLC主要技术指标,表8-13 S7-200系列PLC基本单元,表8-14 S7-200系列PLC数字量扩展模块,S7-200系列PLC有128点位存储器、64点局部存储器、10245120点变量存储器、4400点特殊存储器、256点定时器、256点计数器、6点32位高速计数器、256点顺序控制继电器、128个中断程序，为应用程序的设计提供了丰富的资源。,8.2.2 S7-200系列PLC的内部资源,S7-200系列PLC内部有CPU、存储器、输入/输出接口单元等硬件资源，这些硬件资源在其系统软件的支持下，使得PLC具有很强的功能。根据存储数据的性质，通常把这些数据存储器RAM命名为输入继电器区、输出继电器区、辅助继电器区、定时器区、计数器区、累加寄存器区和顺序控制继电器区等。一般把这些“继电器”称为编程元件，因此必须了解这些编程元件的符号、编号和特点。,表8-15 S7-200系列PLC功能模块,1.输入继电器（I）与输出继电器（Q）,S7-200系列PLC的输入继电器和输出继电器的编号由字母（存储器标识符）、字节地址（十进制）、分隔符和位地址（八进制）四部分组成，输入继电器和输出继电器的编号与接线端子的编号一致。S7-200系列PLC的输入/输出继电器编号见表8-16。表8-16 S7-200系列PLC的输入/输出继电器编号,2.存储器,位存储器（M）也称为通用辅助继电器，作为控制继电器来存储中间操作状态和控制信号。S7-200系列PLC的位存储器（M）编号见表8-17。可以按位、字节、字或双字来存取位存储器区中的数据。,表8-17 S7-200系列PLC的存储器编号,3.顺序控制继电器（S）,顺序控制继电器（S）用于组织机器操作或者进入等效程序段的步骤。SCR提供控制程序的逻辑分段。S7-200系列PLC的顺序控制继电器（S）编号见表8-19，可以按位、字节、字或双字的形式来存取。,4.定时器（T）,S7-200系列PLC中，定时器可用于时间累计，其分辨率（时基增量）分为1ms、10ms、100ms三种。定时器在使用中有两种形式：当前值。16位有符号整数，存储定时器所累计的时间。定时器位。按照当前值和预置值的比较结果来置位或者复位。预置值是定时器指令的一部分。可以用定时器地址（T定时器号）来存取这两种形式的定时器数据。指令决定了定时器的使用形式。如果使用位操作指令则存取定时器位，如果使用字操作指令则存取定时器当前值。定时器有下列三种类型：接通延时定时器（TON）。没有保持功能，在输入电路断开或停电时自动复位（清零）。有记忆的接通延时定时器（TONR）。具有保持功能，在输入电路断开或停电时保持当前值，当输入再接通或者重新通电时，计数在原有值的基础上继续累计。断开延时定时器（TOF）。在输入电路断开后延时断开输出。S7-200系列PLC的定时器号和分辨率都有明确规定，见表8-20。,5.计数器（C）,S7-200系列PLC提供了两类四种计数器，一类是内部计数器，它是PLC在执行扫描操作时对内部信号I、Q、M、T、C等进行计数的计数器，要求输入信号的接通或断开时间应大于PLC的扫描周期，分为减计数器、增计数器和增/减计数器；另一类是高速计数器，其响应速度高，对较高频率信号的计数必须采用高速计数器。其功能都是设定预置数，当计数器输入端信号从OFF变为ON时，计数器减1或加1，计数值减为零或者加到设定值时，计数器ON。S7-200系列PLC计数器的种类和编号见表8-21。,8.2.3 S7-200系列PLC的指令系统,S7-200系列PLC有106条逻辑指令，常用指令如表8-22所示。使用梯形图（LAD）编程时以每个独立的网络块为单位，所有网络块组合在一起就是梯形图程序；使用语句表（STL）编程时，如果也以每个独立的网络块为单位，则STL程序和LAD程序基本上是一一对应的，而且两者可以通过编程软件相互转换。这里介绍常用的指令功能和用途，其他指令请参阅S7-200的用户手册。,8.3 欧姆龙CPM1A系列PLC,欧姆龙PLC包括微型机的CPM1A、CPM2A、CPM2、CPM2AH、CPM2AE、SRM1等系列，中小型机C20、CJ1、C200H、C200H、CQM1、CQM1H等系列，大中型机CS1D、CS1、C500、C1000H、C1000F、C2000H、CVM1、CVM1D和CV系列。本节以CPM1A系列PLC为例进行介绍。,8.3.1 CPM1A系列PLC的特点和系统配置,欧姆龙CPM1A系列PLC属于结构紧凑、成本较低的微型机，在CPU单元中装配了1040点的输入/输出端子，为一体化组件型的PLC。通过扩展I/O单元可增设3个20点的输入/输出。增加了实现平稳输入/输出动作的输入滤波器功能、外部输入中断功能、快速响应输入功能、间隔定时器中断功能、高速计数器功能、模拟设定定时器功能、对应上位机链接和1：1链接及NT链接功能。采用快速闪存，无电池的内存支持得以实现，使得维护简单化。这些功能使得欧姆龙CPM1A系列PLC在自动控制领域得到了广泛的应用。,8.3.2 CPM1A系列PLC内部资源,1.输入继电器与输出继电器输入继电器和输出继电器（IR）区是PLC系统外部输入/输出设备状态的映像区，共有20个通道，地址为000019。每个通道对应一个I/O单元，每个继电器与I/O单元的一个I/O端子相对应。CPM1A系列PLC的输入/输出继电器区位号见表8-27。直接映像外部输入信号的位称为输入位，编程时可根据需要按任意顺序、任意次数使用这些输入位，但这些位不能用于输出指令。直接控制外部输出设备的位称为输出位，编程时每个输出位只能被使用一次，但可以无限制地用于输入和其他输出的条件。,3.定时器/计数器,定时器/计数器区（TC）是一个独立的数据区，编号范围为000127，共为用户提供128个定时器/计数器。在编程时使用TIM、TIMH（FUN15）、CNT、CNTR（FUN12）来存储定时器和计数器数据。这个区只能以通道为单位使用，用来存储定时器/计数器（TIM/CNT）的设定值（SV）和当前值（PV）。TIM/CNT的编号是三位数字。要指定一个定时器或计数器，先输入TIM或CNT的三位编号（例如TIM001或CNT126），对于TIMH和CNTR，需先输入与功能码对应的编号。一旦一个特定的编号已经被指定，其他任何定时器和计数器就不能再次使用同一编号。定时器/计数器区在电源故障期间保持定时器/计数器的设定值（SV）和计数器的当前值（PV），但不保持定时器的当前值（PV）。,8.3.3 CPM1A系列PLC指令系统,CPM1A系列PLC有着丰富的指令可供选择使用，使复杂的控制过程变得十分容易。根据功能可将这些指令分为基本指令和特殊功能指令两大类。基本指令包括输入/输出和逻辑“与”、“或”、“非”等运算，可实现对输入/输出点的简单操作。特殊功能指令包括定时器/计数器指令、数据移位和传送指令、数据比较指令、算术运算指令、数值转换指令、逻辑运算指令、程序分支和跳转指令、子程序指令、中断控制指令、步进指令和其他操作系统指令等。下面介绍常用的指令功能和用途，其他指令请参阅CPM1A的用户手册。常用指令见表8-31。,END,
